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我国大型露天矿山目前已逐步进入深凹开采阶段,露天采场边坡频繁的滑坡灾害已成为影响矿山安全生产最严重的地质灾害之一。抚顺西露天矿是亚洲第一大露天煤矿,开采于1901年,截至2012年底,已形成长6.6km、宽2.2km、深度近500m的巨形露天矿坑。由于地质条件的复杂和恶化,在历史上曾发生过多次滑坡,但规模相对较小。2009年以来,南帮千台山区开始出现地表裂缝,并逐渐加长加宽,尤其在2013年8月发生强降雨以后,滑坡移动速度明显加快。到2013年底,已经在矿坑南帮逐渐形成后缘裂缝长达3.1km、最大垂直落差18m,滑移速率达到100mm/天以上,总体积超过1 ×108m3的特大型深层岩质滑坡,严重威胁矿山生产和周边企业居民的生命财产安全。如何进行及时、有效监测,并为滑坡治理提供依据是亟需解决的问题。考虑到西露天矿山南帮滑坡的规模巨大、结构复杂、变形和移动速度较大的特点,采用单一的传统GPS“点”式监测手段难以实现对南帮滑坡地表变形时空演化特征的精准评价,而采用“面”式的雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术,仅适用于滑坡初期小变形监测,在滑坡进入大变形时会出现相位解缠困难与相位失相干的问题,无法获取准确的形变场信息。基于此,本文依托国家973计划项目课题“事件驱动的空天地多传感器协同观测方法”,在勘察西露天矿南帮滑坡地质条件的基础上,综合应用GPS实时监测系统、高分辨率卫星遥感、地面三维激光扫描等技术,对西露天矿南帮滑坡的地表变形特征进行联合、协同、有效监测,探索出了一种矿山大变形滑坡地表变形的“时空结合”、“点面结合”、“水平与垂直形变场结合”的多源、立体的协同监测技术模式。主要取得了以下成果和结论:（1）基于实时GPS的西露天矿南帮滑坡变形监测研究。将GPS布设在南帮的关键部位,实施滑坡的在线连续监测,用于了解滑坡变形的时序变化特征,为滑坡灾害监测预警提供依据。监测结果表明:2013年4月13日至2015年7月1日期间,整个南帮滑坡体表现为“低速滑动—加速滑动—减速滑动”的3个阶段性特征。在低速滑动阶段（2013.4.13～2013.8.17）,滑坡体以10～20mm/天的滑动速率北向滑动;2013年8月16日强降雨后,滑坡体进入加速滑动阶段,直至2014年12月1日。期间,北向平均滑动速率超过了 100mm/天,滑动位移量在37.5～54.3m之间,且该阶段区域性变化特征显著,滑坡体变形由东向西逐渐增大;在减速滑动阶段（2014.12.2～2015.7.1）,滑坡体滑动速率持续降至20mm/天,滑动位移量在4～6m之间。（2）基于图像特征匹配的滑坡形变场提取实验方法研究。基于相似性原理设计了滑坡物理模拟实验,采用SIFT、CSIFT、ASIFT图像特征匹配方法提取了滑坡模型不同滑移阶段的特征点及其位移矢量变化信息。实验结果表明:上述三种特征匹配算法均可以应用于滑坡中后期发生明显变形时的形变场提取,但CSIFT算法匹配特征点比较稀疏;SIFT算法误匹配率较高;ASIFT算法在特征点匹配数量、匹配正确率及位移提取精度等方面都具有明显优势。基于实验结果,提出了适用于滑坡监测的ASIFT最佳匹配算法,为后续基于高分遥感影像的大变形滑坡形变场监测奠定了基础。（3）基于高分遥感影像的滑坡水平形变场提取研究。基于上述实验结果,利用法国Pleiades高分辨率遥感影像,并采用图像特征匹配算法,进行了西露天矿南帮滑坡大变形阶段水平形变场提取。结果表明:在滑坡发生大变形的持续滑移阶段,CSIFT算法匹配效果不佳,ASIFT算法正确匹配的特征点数达到了 SIFT算法的4倍左右,匹配正确率从82%提高到94%,且进一步证实了基于ASIFT算法在位移量提取精度、滑坡范围及危险区域圈定等方面均优于其它两种算法。基于此,提出了基于高分辨率遥感影像与ASIFT算法的大变形滑坡形变场监测方法,为大变形滑坡“面”式监测提供了新的技术方法。（4）基于地面三维激光扫描技术的滑坡垂直形变场提取研究。上述基于高分遥感影像匹配的方法提取了西露天矿南帮滑坡大变形阶段的水平形变场,却未探测到滑坡垂直变形。为了实现对西露天矿南帮滑坡地表变形的空间立体监测,利用地面三维激光扫描仪获取了西露天矿南帮滑坡区点云数据,提取每期DEM,进行差值分析,从而获取滑坡垂直变形信息。结果表明:差值DEM模型可以直观显示出地表各处高程的变化信息,提取的地表高程值的最大偏差约0.1m,满足大变形滑坡监测的需要;基于色谱分析的高程变化统计法,可以准确圈定出滑坡前缘、边界及细部的变形区域。（5）西露天矿南帮滑坡的多源监测数据综合分析。基于GPS实时在线监测、高分遥感影像的水平形变场监测,以及地面三维激光扫描的垂直形变场监测结果,进行了西露天矿南帮滑坡的多源监测数据综合分析。结果表明:利用GPS实时在线监测可以获取滑坡区关键点位变形的时序变化特征,利用高分遥感影像匹配与地面三维激光扫描可以分别获取滑坡的水平形变场和垂直形变场信息,从而有效获取滑坡的边界和空间范围,进而全面揭示了西露天矿滑坡的时空演化特征,为滑坡的监测预警和工程治理提供基础。（6）大变形滑坡的协同监测技术模式探讨。基于西露天矿南帮滑坡的多源协同监测的研究结果,提出了一种大变形滑坡地表变形的多源、立体的协同监测技术模式:在时间上,利用布设在滑坡关键部位的GPS进行滑坡变形的实时在线监测,用于了解滑坡变形的时序变化特征,为滑坡灾害监测预警提供依据;在空间上,利用高分遥感影像进行滑坡水平形变场的提取,同时利用地面三维激光扫描进行垂直形变场的提取,二者结合监测滑坡的空间形变场特征,并圈定滑坡范围,为滑坡工程治理提供依据。该模式针对大变形滑坡的特点,将时间监测和空间监测结合起来,实现了滑坡监测的“时空结合”、“点面结合”、“水平与垂直形变场结合”,可以全面了解滑坡变形特征,对于同类滑坡监测具有借鉴意义。