对于自然灾害引发的土木工程灾变，早期的灾变预警主要以人工为主。例如，传统的地质灾变监测技术以贴片、埋钉、刷漆等方法为主，虽然相关方法为预警提供了有效依据，但难以实现自动报警，防治效果较差。20世纪90年代，随着信息技术、通信技术和电子技术的迅速发展，土木工程灾变监测系统朝着信息化、远程化、自动化的方向发展，系统各方面的性能均有了明显的提升。例如，采用信息化、远程化、自动化的高精度边坡监测技术，能够更加及时有效地监测边坡的形变状况，从而探测到边坡灾害发生之前的微小位移形变。此外，随着卫星监测、航空遥感、视频感知等各类方法的应用，逐步形成了空-天-地-体一体化的综合监测预警感知网络，实现了对灾害隐患点全方位无死角全覆盖监测。例如，美国率先将卫星应用于自然灾害监测，并取得了较好的成果；中国发射了电磁监测试验卫星“张衡一号”，全面推进了中国立体地震观测体系的建设。此外中国组建了应急管理部，积极构建部门协同、机构协作、专家合作与企业参与的应急组织机制，建设跨学科、跨部门、多灾种复杂灾情识别、演化预测的科技共享平台，完善了中国自然灾害作用下土木工程灾变的监测预警、风险识别和评估体系。

对于人为因素引发的土木工程灾变，如火灾，主要通过对结构周围各类环境信息进行采集（温度、湿度、各类气体参数等），从而实现火灾的自动识别及预警，避免火灾的蔓延。

土木工程灾变监测通过实时采集各类灾害的致灾因子、孕灾环境等信息，进行灾害风险识别，并发布灾害预警信息。其监测架构见图，主要包括感知层、数据传输和存储层、数据分析层、预警层。①感知层，主要通过卫星监测、传感器网络、航空遥感、视频感知等手段，形成空-天-地-体一体化的综合感知网络，对灾害隐患点全方位、全覆盖监测。②数据传输和存储层，通过建立统一的数据库，汇聚实时监测数据、历史灾害数据等，进行统一的存储管理。③数据分析层，利用现代科学手段，对灾害演变态势进行全面、多维度分析，全方位跟踪各种异常现象的发展过程和变化趋势。④预警层，充分利用各级突发事件预警信息发布系统，把灾变预警信息快速及时地发送到户到人。各类土木工程灾变监测系统均取得了广泛应用，例如，土木工程地震灾变监测系统、土木工程火灾灾变监测系统、土木工程风灾灾变监测系统、土木工程地质灾变监测系统、土木工程洪灾灾变监测系统等。

土木工程灾变监测

土木工程灾变监测是实现土木工程防灾减灾的一种重要手段与前提条件。中国的土木工程灾变监测工作正处在发展阶段，其发展方向是：①土木工程结构多遭受多灾种耦合作用，要将现阶段的灾变监测系统局限于单一灾害领域、对多灾种的融合监测及预警研究不足，转向研究多灾种监测的共性技术问题，实现多种灾害作用下土木工程灾变监测预警系统的集约化建设及共用、共享，以有效减少监测设备、管理中心的建设及运维成本。②随着卫星遥感、红外感应、视频监测、智能传感器等各类感知方法的应用，要将现存数据格式、数据接口等的多样性，转向制定行业标准，统一数据格式及数据接口，以便于数据的传输、存储和分析。③基于长期监测数据，分析各类土木工程灾害的产生及作用机理，优化现有土木工程灾变监测的测点布置、数据分析方法，提升数据的采集、传输和存储效率。