露天矿边坡的稳定性对于矿山安全起着决定性的作用，而露天矿边坡地表位移监测是对各个边坡监测点点位进行长期的、重复性的测量，其关键在于提取变形敏感性区域以及按照一定的数学模型对边坡稳定性进行合理的预测，以保证露天矿山的安全生产。本文详述了变形分析与预报模型在露天矿滑坡灾害预警中的应用，并探讨了边坡危险区域等级的划分方法。通过提取露天矿边坡监测点的变形监测信息，对其进行建模以获取和预测边坡监测点的变形规律；通过选取影响边坡稳定性的某几个主要因子，采用模糊综合评判法实现对露天矿边坡危险区域等级的划分以及划分结果的可视化表达。主要用到的数学模型有多变量非等时距灰色预测模型、自适应卡尔曼滤波模型、小波变换阈值滤躁模型、BP人工神经网络预测模型以及模糊综合评判法，文章详细介绍了各个模型在露天矿边坡监测中的具体应用。在此基础之上，在C#.Net集成化开发平台下，采用ArcEngine组件式GIS二次开发方式，结合MatlabEngine引擎技术，开发了一套露天矿边坡变形监测预警系统软件。本系统软件包含了数据库、图形管理分析、数据空间查询、三维可视化与分析以及预报预警五大主要功能模块，包含了绘制变形趋势图、绘制三维移动矢量图、绘制等值线、空间查询与数据渲染、生成三维露天矿模型、多变量非等时距灰色预测功能、自适应卡尔曼滤波功能、小波变换阈值滤躁功能、人工神经网络预测功能以及划分并绘制边坡危险区域三维等级图等功能。实现露天矿监测数据的有效组织与管理，实现露天矿监测资料的查询、打印等基本功能，实现GIS与露天矿边坡监测分析与预报模型的集成。最后将本系统软件应用到鞍山市大孤山露天矿边坡地表位移监测项目中，通过实际的监测信息处理来对系统软件进行修改以及适用性评价。