我国是一个多山的国家,山地面积约占陆地面积的三分之一,尤其是中西部地区。随着我国现代化基础设施建设的深入推进,建设重心逐渐转向中西部地区,因此在工程建设中需要面对大量边坡工程,因此滑坡成为了影响社会生命财产安全、区域经济与稳定的重要因素。边坡变形信息是边坡稳定性的直接反映,因此健全边坡监测系统提供实时准确的变形信息是保障社会生命财产安全的有效有段。目前,边坡监测存在智能化程度低、易形成监测空挡、数据量少等问题,难以提供准确边坡实时变形信息,而滑坡预警主要依据关键位置变形信息,难以识别滑移模式,实测数据阈值预警的方式同样难以为滑坡防治预留足够的时间,单一预警指标难以准确预警的问题同样存在,因此有必要进一步发展边坡变形监测及预警技术。本研究以实现有效边坡变形监测及准确预警为出发点,将双目视觉技术引入实现了边坡表面变形的高精度、高适应性、智能化监测,并给出了基于监测数据的准确、有效滑坡预警方法。研究内容主要包含以下几个方面:(1)介绍了双目视觉测量原理,完成了从图像坐标到空间坐标的转换过程,构建了双目视觉测量模型,完成了边坡表面变形监测构架的搭建。(2)研究了测点标志设计,提出了同心圆测点标志设计方案。基于亚像素边缘检测、椭圆拟合与圆心聚类技术给出了高精度同心圆图像定位方法,利用含噪声图像对算法稳定性进行了测试,表明算法具有较高精度的同时具有较强的稳定性,最后利用仿真实验确定了同心圆标志点设计参数。(3)研究了边坡监测图像获取,认为对图像成像质量影响较大的因素主要有—雾、光照、雨以及噪声,利用图像恢复技术对各环境下的图像进行了优化,形成了边坡监测图像优化系统,以期最大程度的摒除环境影响,提升计算机视觉测量技术的环境适应性。(4)研究了测点空间位移量化,包括图像畸变校正、测点立体匹配、测点图像追踪、标志图像定位以及双目视觉测量模型解算五个步骤,主要针对既有目标追踪技术在精度上的不足,利用亚像素模板匹配技术进行了改进,实现了高精度目标追踪,获取了目标空间位置变化过程。(5)研究了滑坡预警方法,在分析既有变形监测数据处理方法的基础上,给出了基于边坡表面变形数据的滑坡预警方法,主要包括变形场重建、位移趋势预测以及多指标滑坡预警三个方面。(6)通过室内试验分析了双目视觉系统的静、动态测量精度,并基于该系统设计了基础应用方案。本研究将双目视觉技术引入边坡表面变形监测,设计了同心圆标志点,提升了标志图像定位精度;设计了监测图像优化方法,形成了边坡监测图像优化平台,实现了边坡监测图像获取;基于双目视觉技术与改进目标追踪技术量化了目标空间位移变化过程;给出了基于监测数据的滑坡预警方法,为边坡表面变形监测及预警提供方法与思路。