针对土石坝具有工作性态参数变异性大，评判准则多且复杂，环境的不确定性对大坝病险诊断的干扰性强等特点，本文研究了构成土石坝安全测控理论与技术体系的一系列内容，主要研究内容如下： (1) 研究了土石坝倒垂系统的误差，结合库水位变化进行有限元计算，研究倒垂锚固点的稳定性，解决了高土石坝倒垂埋深的优化。运用误差补偿原理，建立了倒垂组修正模型用于消除库水位变化对倒垂稳定性的影响，探讨并确定了高土石坝倒垂埋设的优化方案。 (2) 利用全站仪技术构建了土石坝三维自动监测系统，建立了各观测方向折光系数的灰关联模型，计算折光系数，对高程实施有效改正，解决三维位移自动监测的大气折光改正问题。 (3) 提出了一种适合于探测和处理土石坝监测数据粗差的方法，即未确知滤波法(UF)。研究了相关参数的取值方法，分析其不足的基础上研究了改进的未确知滤波法(IUF)。该方法解决了传统粗差处理方法中存在的粗差遮蔽、弃真、不能区分粗差和异常值等问题。 (4) 针对土石坝的数据特点，研究了用不同的显著水平检验实现测值异常程度的四级细分。提出了异常值判定结果的可信度概念，通过截取多种数据段的方法解决评判结果过于绝对化的局限性。在此基础上研究了基于可信度的动态1／4样本分位异常值判定法。 (5) 分析了土石坝安全监控信息是一种盲信息，提出并研究一种基于盲数理论的安全综合评判方法。运用盲数理论，研究将土石坝仪器监测信息及巡视检查信息等表达成盲数形式的具体方法。对盲数繁琐的运算法则进行简化处理，推导了实用公式，使盲数处理过程变得简单易行，并将该方法与神经网络综合评判方法加以比较。