项目名称：水利水电工程流域库岸变形监测新技术及应用

一、项目基本情况

完成人：周伟，马洪琪，张宗亮，肖海斌，程翔，陈鸿杰，周志伟，潘斌，段延松，马刚，迟福东，申献平，罗天文

完成单位：华能澜沧江水电股份有限公司； 武汉大学；中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司； 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院； 贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司

提名单位：华能澜沧江水电股份有限公司

提名等级：云南省科学技术进步一等奖

二、项目简介

（一）主要技术内容及创新点

围绕水电工程库岸边坡非接触式安全监测新技术应用，形成空天 地多层次组合监测技术系统关键科学和技术应用问题展开研究。首先 利用星载 InSAR 对库岸边坡进行大范围变形监测，获取需要加强监测的库岸边坡大致位置与范围；结合自主研发的船载 InSAR 巡检设备对库岸边坡进行巡检的结果，确定需进行重点监测的关键部位；然后采用地基 SAR 和自主研发的柔性智能位移计对关键部位进行定点连续监测，获取重点监测边坡的变形时序数据；最后将监测数据进行集成并实现三维直观显示，让管理人员能够快速准确的掌握关键部位 的形变信息，实现快速响应决策。最终实现水电工程库岸边坡非接触式变形监测的空天地多层次关键技术，并建成边坡监测信息管理平台。

研究成果已经成功应用于黄登-大华桥和里底-乌弄龙流域整个库岸及其重点大型边坡监测。授权专利 25 项（发明专利 17 项、实用新型 8 项）、软件著作权 5 项，发表论文 35 篇（其中 SCI 论文 15、EI 论文 7 篇），中国软件测试中心测试报告 1 项；中国计量院检测报告

1 项；水利部推广项目 1 项。项目成果提升了利水电工程流域库岸变形监测技术水平，为流域库岸变形监测供了技术支撑，保障了流域库岸的变形安全，推动了水电行业的科技进步。主要创新点如下：

1. 提出了流域库岸 InSAR 高精度形变提取新方法。提出了星载 InSAR 高相干点目标提取与大气去除关键算法，其中基于永久散射体（PS)和同分布点目标(DS)原理，研发了融合 PS 和DS 高相干点目标提取算法，考虑地形复杂因素，研发了适应于高山峡谷地形的大气去除时空滤波算法；提出了船载 InSAR 高精度形变监测方法与模型，包括零空间基线 D-InSAR 方法和设计了双天线InSAR 形变检测数学模型，突破了高山峡谷 InSAR 变形监测点少、监测难、精度低的难题。

2. 研发了船载 InSAR 和柔性智能位移计内外观变形监测新设备与技术在国际上首次自主研发了船载 InSAR 流域库岸变形监测设备， 解决了星载 InSAR 重放周期长和成像模式导致失相干的难题，显著提升了流域库岸变形监测巡检的水平。首次自主研发了适应于流域库 岸内部变形监测的柔性智能位移计，解决了流域库岸内部变形监测误 差大、效率低、耐久性差的问题。研发了柔性智能位移计的断点分析技术和边缘计算方法，创新了柔性智能位移计的安装方式，从硬件和软件层面上提升了流域库岸内部变形监测的稳定性、可靠性和实用性。

3. 构建了流域库岸变形“普查-巡查-详查”监测体系与平台基于星载 InSAR、船载 InSAR、地基 SAR 和柔性智能位移计等变形监测新技术，构建了顾及广覆盖、多测度、高精度的流域库岸“普查-巡查-详查”的监测技术体系，突破了复杂环境下流域库岸变形精细化监测关键技术。在监测技术体系的基础上，研发了流域库岸变形监测内外观一体化管理系统，实现了多源 InSAR 数据自动化处理， 大幅降低 InSAR 数据的门槛，全面提升了流域库岸变形监测数据处理、展示、管理和预警的能力。

（二）授权专利情况

专利、软件著作权等授权情况（不超过 10 件）

（三）技术经济指标、应用

针对当单一技术难以同时满足广覆盖、多测度、高频次、高精度的流域库岸变形监测的问题，本项目在理论方法、新装备、新设备、工程技术和软件平台开发等方面取得了具有自主知识产权的系列创新成果，研究成果总体上达到了国际领先水平，为水电工程库岸边坡进行快速有效的变形监测及预警，为保障水电工程的安全和人民群众的生命安全提供了技术保障。

本研究成果已经成功应用于黄登-大华桥和里底-乌弄龙流域整个库岸及其重点大型边坡监测，直接经济效益达 1.0 亿。其中黄登-大华桥流域库岸目前经历了 2018~2021 年四年应用考验，监测结果表明， 项目成果具有巨大的实用价值，直接经济效益明显。

（四）推广及效益情况

本项目研究成果为流域库岸边坡非接触式变形监测提供了新的 装备与技术，能对重点工程建设区域、库坝周边生态环境进行高效率、高精度的监测，保障流域已建电站的安全运行，对遏制灾害、减轻灾害损失、稳定社会秩序具有非常好的实用价值。同时，本项目研究成果推广应用于大藤峡等工程。社会经济环境效益显著，推广应用前景广阔。