随着我国国民经济的快速发展,地铁成为了人民生活的一部分,国内对地铁的需求不断增加。现在已建的地下空间已经远远不能满足当前经济发展的要求,因此我们开发和利用新的地铁隧道必须要穿越已建的隧道。为了在开发新地铁隧道的运作过程中保证已建隧道管线的安全,必须对管线的位移进行监测。尽管目前国内外存在各种对已建管线位移进行监控的方法,但是它们都有各自的缺陷,无法满足我们的要求。本文以上海地铁11号线穿越4号线过程中4号隧道的管线形变为研究对象,通过对当前各种监测方法的比较和学习的基础上,提出一种新的空间数字化大地测量理论并研究了一种新的穿越过程中管线位移的监测方法。这套系统在参考了以往通过力或者激光来测量位移的方法的基础上,借助计算机和图像传感器,提出了一种光计混合数字图像处理及快速数据统计处理技术方法来对管线位移进行监测的方案。通过长时间的试验,光计混合数字图像处理的结果和电水平尺测量的结果基本一致。证明了该系统具有精度高,实时性好,价格便宜的优点。有效的改善了目前的监测方法在使用过程中存在的问题。为管线的建设和良好运作提供一套较为完善的监测系统。本文在介绍利用光计混合数字图像处理进行位移监测的同时,对地铁隧道现场状况和系统的构建以及使用也进行了详细的描述,解决了本系统以往试验中出现主机和平台稳定性以及软件的缺陷,使系统能够长期稳定工作。同时新的人机交互界面能够自动实时绘制隧道上各点的时间和空间相关曲线图,并根据监测到的数据进行多点报警和测量区域自动跟踪技术,为11号线实际盾构工程中的使用提供了数据依据。