一、前言
重庆市万州区地处三峡库区腹地，是滑坡多发地区。控制城市用地主要有太白岩、关塘口等八大滑坡，自然状态下均处于极限平衡状态。由于这些滑坡体前缘多位于135米回水位以下，水库蓄水运行期间，在库水的冲刷、浸泡作用下，可能发生岸坡垮塌等现象，危及数万城市居民生命财产的安全，后果极其严重。
总书记在2004年3月10日召开的中央人口资源环境工作座谈会上强调指出：要进一步加强地质灾害防治工作。地质灾害防治事关人民众的生命财产安全，事关重大建设项目的成败。要在全面防治的基础上，重点组织实施三峡库区地质灾害防治三期规划，全面落实汛期地质灾害防治的各项制度和措施，进一步提高监测预报和应急反应能力，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。早在2002年经过申报和评审，万州库区约有40个滑坡、危岩灾害治理及库岸防护项目纳入到国家二期治理规划当中。为了保证施工期间这些滑坡不至于对周围地区的安全产生危害，检验滑坡、危岩、库岸防护项目的治理效果，并对万州辖区内影响较大的所有地质灾害隐患点进行长期的地质灾害监测预警，万州区地质环境监测站经请示同意，决定建立完善的地质灾害监测系统，启动万州区地质灾害监测预警工程。
二、监测设计的指导思想
崩塌、滑坡监测的主要目的是：具体了解和掌握崩、滑体的演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，为崩塌、滑坡的正确评价分析、预测预报及治理工程等提供可靠的资料和科学依据。同时，监测结果也是检验崩塌、滑坡分析评价及滑坡工程治理效果的尺度[1]。为了达到上述目的，万州区地质灾害监测系统总体设计思想有：
（1）针对不同崩、滑体的变形特征，采用不同的方案、手段监测；
（2）同一崩滑体上采用多种手段监测，使其互相补充、检核；
（3）选用常规与遥测、地表与地下相结合的监测技术和方法；
（4）形成点、线、面、三维空间的监测网络和警报系统，有效地监测崩、滑体动态变化及其发展趋势，具体了解和掌握其演变过程，及时捕捉崩滑灾害的特征信息，预报崩滑险情，防灾于未然。同时，为崩滑体的稳定性评价和防治提供可靠依据。
三、监测的主要内容
万州区地质灾害监测主要是对崩塌、滑坡的成灾条件、过程的监测和地质灾害防治效果的反馈监测，其内容包括：
（1）地表位移监测，即崩滑体的水平位移和垂直位移；
（2）裂缝变形监测，监测地表面或建筑物裂缝分割体之间相对在水平向张开、闭合、位错及垂直向升降的变化量；
（3）倾斜监测，监测地表或地表建筑物的倾斜、旋转变形；
（4）深部位移监测，主要监测崩、滑体不同深度地层的位移与滑面（带）上下盘的相对位移等；
（5）滑体深部孔隙水压监测；
（6）抗滑工程构筑物内部应力变化的监测；
（7）危岩声发射信号检测；
（8）降雨量监测，并收集气温、长江水位的数据。
四、滑坡变形监测技术方法
在变形监测方法的选择上，我们依据崩、滑体监测的内容，结合当前国内外监测技术和方法的发展水平，同时兼顾测量的精度要求和监测工作的效率。在实际应用中我们采用GPS、InSAR监测技术测量地表形变，钻孔测斜仪监测深部位移，选择孔隙水压力计来监测地下水动态变化，选择钢筋应力计与锚索（杆）应力计，分别用于监测抗滑桩内部钢筋和锚索、锚杆的受力变化；同时，采用遥测台网技术采集包括位移、倾斜、地下水、钢筋计、危岩声发射等在内的各种动态监测数据。
1、GPS（全球定位系统）测量法[1-3]
全球定位系统（GPS）是美国国防部研制的导航定位授时系统，由24颗等间隔分布在6个轨道面上大约20000km高度的卫星组成。在地球上任何地点，任何时刻，在高度角15°以上天空至少能同时观测到4颗以上的卫星。用户在地面用接收机接受4颗以上卫星发射来的信号，测定接收机天线到卫星的距离，就可以计算出接收点的三维坐标。近年来，我国开发和应用GPS定位技术的发展速度很快，如在长江三峡工程坝区已建立了GPS监测网，并将GPS技术应用于新滩链子崖崩塌、滑坡的变形监测和铜川市川口滑坡治理效果的监测。实
sql server 2000是一种践证实，GPS定位精度可达毫米级，完全可用于崩塌、滑坡的位移监测。
将GPS应用于滑坡监测有以下优点：（1）观测点之间无需通视，选点方便；（2）不受天气条件限制，可以进行全天候的观测；（3）观测点的三维坐标可以同时测定（4）新一代GPS接收机具有体积小，耗电少，操作简便的特点。
为了掌握万州区各个滑坡变形的特点，给有关基础设施建设提供选址依据，我们于2000年在万州库区建成了含120个流动站的GPS滑坡变形监测网。每个滑坡上有3-6个变形监测点不等，城区有30余处滑坡纳入监测之中。
2、合成孔径雷达干涉InSAR测量技术[4]
合成孔径雷达干涉InSAR（Interferometry Synthetic Aperture Radar）测量技术是利用通过相邻航线上观测的同一地区的两幅（具一定基线——几米到几百米） SAR影像的相位差来获取地面数据，其主要特点是利用雷达数据中的相位信息。干涉雷达优点较多：具有全天候工作能力，发射的微波对地物有一定的穿透能力，能提供光学遥感所不能提供的信息，且是主动式工作方式。对于欧洲雷达卫星ERS-1/2和加拿大雷达卫星RADRSAT-1,采用干涉
技术来产生DEM，监测地面位移变化，精度可以达到毫米量级。因此，该技术手段特别适于解决大面积的滑坡、崩塌、泥石流以及地裂缝、地面沉降等地质灾害的监测预报，是一项快速、经济的空间探测高新技术。
从1994年开始Carnec、Massonnet、Wegmuller和王超等人利用差分干涉测量进行地面沉降监测，Achache等和Fruneau等利用差分干涉测量对法国南部的Saint Etienne de Tin滑坡进行监测；成都理工大学与法国地质调查局(BRGM)合作开展了利用ERS时间序列数据监测三峡库区地质灾害的应用研究。
三峡地区植被茂盛，雨水充沛，地貌变动较大，不适于干涉雷达信号的处理，曾有人做过尝试未获成功。为此，地壳应力研究所与德国地球科学研究中心（GFZ）合作，采用了国际上新提出的角反射器技术以辅助进行INSAR信号处理。
角反射器是用三块角形金属板制作的一种装置，它对照射其内的雷达波可按原方向反射回去，反射信号得到显著的增强。通过在工作区范围内均匀布设人工角反射器，并确定一些稳定的点作为天然反射点，便于图像的配准和精确计算角反射器的位移。对于三峡库区如此大的范围，仅仅利用有限的点位进行GPS或其它仪器设备测量滑坡体形变是有局限的，
因此，探索利用INSAR技术开展三峡库区滑坡监测，具有重要的意义。2003年，我们已经在万州和巫山两地安装了14个角反射器，进行试验监测和研究。从2004年初开始以一个月的周期获取INSAR数据，同时还联合进行GPS变形监测作为对比。
3、遥测台网监测技术
随着电子技术及计算机技术的发展，各种先进的自动遥控监测系统相继问世，为崩塌、滑坡的实时、自动、连续监测创造了有利条件。中国地震局地壳应力研究所自行研制的新型地质灾害无线遥测台网是在已有技术基础上，采用先进适用的传感器技术，与计算机信息处理技术和通讯技术整合形成的新一代RDA型地质灾害遥测系统。通过全面的设计，形成从点到面、从地上到地下、信号频段从低频到高频的地质灾害立体监测预警网络[5，6]。该地质灾害无线遥测系统主要由监测子站、监测预警数据中心、救灾防灾指挥中心和GPRS数据通讯公网等四部分组成，具有以下特点：
（1）监测参量多，精度高。系统集成了包括滑坡地表位移、沉降，倾斜变形测量仪，裂缝测量仪，崩滑体微破裂声发射信号记录仪，钻井式深部地层滑移变形测斜仪、以及地下水孔隙压测量仪和钢筋计、锚索（杆）计在内的八种滑坡监测仪器。这些测量仪器均具有较
高的测量精度和较大的动态范围。
（2）自动遥测，无人值守。这些仪器均内置微处理器和无线数据传输模块，动态范围大，全自动监测，无线传输，可用交流电源或太阳能电池供电。
（3）无障碍设计。所研制的仪器在测量、数据传输等方面均符合无障碍设计要求，因而有安装方便，环境适应性好等优点。
（4）依托先进的通讯技术。综合运用了超短波无线数据传输和最新发展的GSM/GPRS通讯技术，使本遥测台网既适应三峡库区的地形条件，便于安装和维护，又具有高容量，覆盖范围广，以及成本较低等特点。
滑坡遥测台网一般含数个遥测台网子站和一个区、县级监测预警数据中心。遥测台网子站可连接多种选定的传感器以测量崩滑体的地表和深部变形、位移，以及滑坡工程治理构筑物内部的应力等。监测预警数据中心与监测子站经由先进的GSM/GPRS通讯单元进行通信联网及汇集数据。遥测台网子站可接收中心发出的指令以设置工作参数，如可以选择5分钟、1小时、24小时等时间间隔自动进行测量，然后将数据发送到台网数据中心，并存入数据库。
遥测系统可接入地区监测预警中心微机局域网，支持运行基于GIS的减灾决策支持系统。在市、县级地质灾害监测指挥中心的计算机屏幕上可以准实时地密切监视滑坡加速变形趋势，支持对库岸和滑坡破坏事件进行短期及临滑预报，也可以对发生的地质灾害事件进行现场监测和救助指挥。从2002年在万州吴家湾滑坡建成第一个遥测台网以来，在万州和巫山，运用RDA地质灾害无线遥测台网监测的滑坡已有20余处，积累了丰富的数据。
4、滑坡变形的应急监测系统
以往无论在三峡库区还是在其它地方，发现有滑坡迹象时常常因缺乏应急监测手段，未能详细积累数据，错失研究的机会。我们在RDA型遥测台网的基础上，将通讯改为GSM/SMS，即短信息方式，目的是使系统对通信公网的适应能力更强，架设更简便可靠。在监测环境偏远，以及应急监测的场合，这一点显得尤为重要。
应急监测系统优选了倾斜、激光测距、光电沉降遥测仪等测量手段。一当有众报告，或者发现某地滑坡有加速变形迹象，便能马上赶往现场，迅速安装台网，开展24小时连续监测，这不但能够有效避免不测事件的发生，还可以积累研究滑坡变形破坏的宝贵资料。2003年，我们应万州地方政府的要求，对公路、桥梁开展的应急监测便收到了良好的效果。
五、地质灾害监测地理信息系统建设
中国地震局地壳应力研究所自1998年在重庆市万州区开展地质灾害的监测与研究工作以来，通过定期观测及遥测台网采集了大量监测数据。万州区地质灾害监测系统建成后，将采集到更多的监测数据。鉴于目前地质灾害监测信息管理具有如下特点及问题：①除部分遥测台网监测数据外，其它如单期GPS监测数据处理结果、钢筋计、锚索（杆）计等普遍采用人工录入，地形、地质数据多以图纸、文字记录等纸面形式存在；②各类监测数据呈离散关系，难以体现内在联系；③不利于监测数据的管理、查询和分析；④很难从时间上体现地质灾害的发展趋势；⑤很难及时为政府部门提供防灾减灾决策依据。为解决上述问题，我们开发完成了万州区地质灾害监测地理信息系统。

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