变形监测数据处理3-2-1
《变形监测与数据处理》考试内容
《变形监测与数据处理》考试内容
《变形监测与数据处理》考试内容
第一章
1.概念：变形观测、变形体
2.变形监测的目的、意义，引起变形的因素
3.变形体研究的范围、变形监测的对象如何划分，
4.变形观测的内容及变形的分类，变形观测的特点
第二章
1.概念：观测点、基准点、工作基点、变形监测网、变形监测网的灵敏度、参考网、相对网
2.变形监测的技术有哪些？
3.常规的地面测量方法及优缺点
4.制定变形监测方案需要考虑哪些问题？
5.变形观测的精度与频率有哪些要求？
6.举例说明基准点、观测点的布设要求。
第三章
1.概念：水准基点、垂直位移测量、水平位移测量、深埋双金属标、挠度、倾斜测量、裂缝测量、基准线法、正垂线法、倒垂线法、液体静力水准测量
2.水准基点的分类
3.观测点的标志有哪些类型，
4.观测点的布设有哪些要求
5.基坑回弹测量有哪些测量方法
6.深埋双金属标的原理
7.地面倾斜测量的方法有哪些
8.液体静力水准测量的原理及引起其测量精度的因素
9.液体静力水准测量测定液面高度的方法
10.水平位移的测量有哪些技术与方法
11.强制对中装置的类型以及平面标志体有哪些类型，水平位移平
面点照准装置有哪些要求
12.分析测小角法的精度，引张线法的组成有哪些，其读数方法有哪几种
13.在水平廊道内，导线的布设及观测特点（大坝）
14.建筑物主体倾斜测量的方法有哪些
15.挠度观测方法有哪些
第四章
1.GPS在变形观测中有哪些应用
2.近景摄影测量的优缺点，在变形测量中的应用
3.INSAR的应用有哪些方面
4.激光扫描技术的分类，该技术有哪些方面的应用
变形监测和数据处理
1.变形监测的概念，目的，意义？
概念：就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。
目的：首要目的是掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息，其次获得变形体变形的空间状态和时间特性，同时还要解释变形的原因。
意义：实用上的意义：主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时的发现问题并采取措施。科学的意义：更好的理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。
2.变形体：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体。包括自然和人工的构筑物。(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)
3.变形监测的内容及其分类
分类：（1）按研究范围分类：全球性的、区域性的、局部性的（2）按时间特性分类：运动式、动态式静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.
内容：应根据建筑物的性质和地基情况来定。
（1）工业和民用建筑：对于基础而言：内容是均匀沉陷和不均匀沉陷；对建筑物本身而言：是倾斜和裂缝观测；对工业企业等各种设备而言：是水平位移和竖直位移；对高大建筑物：还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转；位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测（3）钢筋混泥土建筑物：外部观测：水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测内部观测（4）地表沉降：定期进行观测，掌握其沉降与回升的规律。
4.引起变形的因素？
（1）人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡，造成地面变形。（2）人口密集的地方大量抽去地下水，造成地面沉陷。（3）地下采矿引起矿体上方岩层移动。（4）地壳中的应力长期的积累（6）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。
第七章 工程的变形监测和数据处理
• 5、资料分析的常用方法： • ①、作图分析：将观测资料按时间顺序 绘制成过程线，或其它曲线，便于分析。 • ②、统计分析：用数理统计分析方法分 析观测值变化规律找到其周期、相关性、 发展趋势等。 • ③、对比分析：将实测值与设计值比较 找出差值及其原因。 • ④、建摸分析：建立数学模型加以分析。 （统计模型；确定性模型；混合模型）
挠度与裂缝观测
• 在建筑物的垂直面内各不同高程点相对于底点的水 平位移称为挠度。 • 对建筑物进行动态连续测量时，需要专用的光电观 测系统，如电子测斜仪。这种方法从原理上来与激 光准直仪相类似，只不过在方向上旋转了90° • 当基础挠度过大时，建筑物可能出现剪切破坏而产 生裂缝。建筑物出现裂缝时，除了要增加沉降观测、 位移观测外，还应立即进行裂缝观测，以掌握裂缝 发展情况 • 裂缝观测就是测定建筑物上裂缝发展情况的观测工 作。在裂缝两侧埋设观测标志
位移观测
• 基准线法
• 小角法用测回法测出∠BAP。设第一次观测角值为β1，
后一次为β2，根据两次角度的变化量Δβ＝β2-β1，即 可求算出P点水平位移量，即
A D B
∆β δ= ×D ′′ ρ
β
P
小角法测量水平位移
• 全站仪坐标法
δ = ∆x 2 + ∆y 2
倾斜观测
• 建筑物的倾斜度为：
• 挖孔或钻孔的倾斜观测，常采用埋设测 斜管的办法 • 对于圆形建筑物的倾斜观测，一般是测 定其顶部中心与底部中心的偏心位移量， 并将其作为倾斜量也可用坐标法来测定
《变形监测与数据处理》考试复习参考
参考书目：《工程测量》（李青岳、陈永奇）《变形监测数据处理》（武大出版社）
1 变形监测的概念，目的，意义？
概念：就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。
目的：首要目的是掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息，其次获得变形体变形的空间状态和时间特性（几何分析），同时还要解释变形的原因（物理解释）。
意义：实用上的意义：主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时的发现问题并采取措施。
科学上的意义：更好的理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立正确的预报变形的理论和方法。
2 变形体：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体,包括自然和人工的构筑物。(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)
3 引起变形的因素？
(可总结为3个方面,自然因素工程自身与工程有关的勘测、设计、施工、运营等)
（1）人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡，造成地面变形。（2）人口密集的地方大量抽去地下水，造成地面沉陷。（3）地下采矿引起矿体上方岩层移动。（4）地壳中的应力长期的积累,引起地壳位移甚至地震 （5）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。
4 变形体的范畴：全球性变形研究（空间大地测量）、区域性变形研究（GPS、INSAR）、工程和局部性变形研究（地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术）。
5.变形监测的内容及其分类
分类：（1）按研究范围分类：全球性的、区域性的、局部性的（2）按时间特性分类：运动式（变形总趋势朝一个方向）、动态式（观测主要得到振动的幅值，周期等信息） 静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.
大坝变形监测数据分析与处理研究
大坝变形监测数据分析与处理研究引言：
大坝是一种重要的水利工程结构，它承担着调节水流、防洪、发电等多种功能，对于社会、经济和环境的稳定发展具有重要作用。然而，由于大坝的使用时间长、工作环境复杂等原因，大坝会出现各种问题，如变形现象。因此，对大坝的变形进行监测十分必要，而对监测数据进行分析与处理则能为大坝的安全运行提供有效保障。
一、大坝变形监测数据概述
大坝的变形监测数据通常包括水平位移、竖向位移、沉降位移等方面的数据。
这些数据的采集可以通过传感器进行实时监测，也可以通过定期测量的方式获取。在获取这些监测数据之后，需要对其进行分析与处理，以便及时发现大坝变形的异常情况，并采取相应的措施。
二、大坝变形监测数据分析方法
1. 统计分析方法：
统计分析方法是对大量监测数据进行整体分析的一种方法。通过对监测数据进
行统计，我们可以获得大坝变形的一些基本统计量，如平均值、标准差、极差等，从而判断大坝的稳定性。此外，还可以通过统计分析来探索大坝变形与其他因素的相关性，如年龄、水位变化、降雨量等。
2. 趋势分析方法：
趋势分析方法是利用大坝变形数据的变化趋势来判断其稳定性的一种方法。通
过对一段时间内的数据进行趋势分析，我们可以判断大坝的变形是否呈现出增长或减小的趋势，并根据趋势预测未来可能出现的问题。常见的趋势分析方法包括线性回归分析、指数平滑法等。
3. 频谱分析方法：
频谱分析方法是利用大坝变形数据的频谱信息来判断其稳定性的一种方法。频谱分析可以将时域的变形数据转化为频域数据，从而揭示出变形数据中的主要频率成分。通过对频谱进行分析，我们可以识别出大坝变形的周期性变化，并判断其是否处于危险状态。
变形监测
仪器精度
对于一个熟练的操作员，测深精度可达到1.5mm。
中 国 矿 业 大 学
3.2 岩体内部水平移动测量（钻孔测斜仪）
岩体内部水平移动测量系统的安装及原理示意图。
测量原理 将传感器通过电缆和读数设备连接在一起，由孔口用电缆将传 感器下放到测管内，依次用电缆上的刻度将传感器标定到每一个 指定的深度处，测出偏斜增量。整个钻孔测完后，计算出钻孔内 每一指定深度相对于基准点（孔口或孔底处）的偏斜值。在一定 时间间隔内，前后两次测量所得的各深度处钻孔偏斜值之差，即 为各深度处的水平移动值。 仪器精度 在安装良好、钻孔偏离竖直方向的偏角不超过3度的情况下， 1-电缆；2-传感器；3-钻孔；4-接头；5-套管；6-充填料； 一个30米深的钻孔中，测量的总位移的误差不超过4mm。
中 国 矿 业 大 学
坐标解算软件
高精度测量标尺 编码参考点
专业数码相机
标定尺 工业近景摄影测量系统硬件组成
中 国 矿 业 大 学
三维点云区 工程区
信息区
图片区
数据区
工业近景摄影测量系统软件界面
中 国 矿 业 大 学
4.3 用于变形测量的分析系统
XJTUSD静态变形测量分析系统
采用高分辨率单反数码相机，通过拍摄变形前后物体的多幅图像， 计算出物体关键点的三维坐标，获得物体变形数据，是在工业数字近景 三维摄影测量研究基础上发展的变形测量技术。可广泛应用于：机械载 荷试验、热负载试验、环境试验、风洞光照模拟。
变形监测数据处理
主讲人:张爱国 E-mail:aiguozhangsina 个人主页:phenshine/
第一章 引论
1.变形监测的内容、目的与意义 2.变形监测技术及其发展 3.变形分析的内涵及其研究进展
§1.1变形监测的内容、目的与 意义
1.变形监测的基本概念（P1） （1）变形： （2）变形监测： （3）变形体(P30) （4）变形监测对象包括哪些：
§4.4 监测资料奇异值的检验与 插补
1.奇异值检验 2.监测资料的插补
§4.5 小波变换用于信噪分离
1.小波变换的由来（P67） 2.小波变换的基本思想 3.小波变换在变形分析中的作用（P72） 4.小波变换对观测数据序列进行消噪的
基本步骤
§4.6 变形监测成果的整理
§5.1 绝对网和相对网
1.何为绝对网和相对网（P84） 2.基准点 3.平差问题的基准（参考系） 4.监测网平差的基准与一般平差问题的
基准的区别（P86） 5.三种可选的监测网平差基准
Baidu Nhomakorabea
6.模型误差（P88） 7.变形分析中，平差方法的选择
§5.3 平均间隙法
平均间隙法的基本思想（P90）
§3.2 变形监测方案
1.变形监测方案制定的主要内容有(P39) 2.分别叙述各项内容
第七章 变形监测和数据处理(三)
用经纬仪作铅直测量
机械法（ 正、倒垂线法）：
1）正垂线法：用正垂线装置测量偏距的一种方法 。正垂线装置由悬线、固定与活动夹线装置、 观测墩、垂线、重锤、油箱等组成。重锤在下 面，固定夹线装置在上面，是悬挂垂线的支点 （可与工作基点相联系），活动夹线装置由多 点夹线法的观测支点构成，支点设在不同的高 程面上，垂线是一种高强度且不生锈的金属丝 （一般直径为1~2.5mm），重锤是使垂线保持 铅垂状态的重物，重量为20kg~200kg。油箱的 作用是不使重锤旋转或摆动，保持重锤稳定。 图7-14为正垂线装置图。
Leica全站仪
测量机器人进行自动化变形监测 一般可采用两种方式
(1).固定式全自动持 续监测
(2).移动式半自动变 形监测
(1).固定式全自动持续监测
固定式全自动持续监 测方式是基于一台测 量机器人的有合作目 标（照准棱镜）的变 形监测系统，可实现 全天候的无人值守监 测，其实质为自动化 坐标测量系统。
精度与距离有关，最高可 达1mm
一般精度10-5～10-6
精度可达毫米级
1mm＋1ppm
平面精度10＋1ppm,垂直 精度可达20＋1ppm
可以测量建筑物的挠度、高层建筑物的 倾斜、基础的沉降。
可以测量建筑物的横向位移。精度较高 ，且易实现自动化，但不如常规测 量仪器灵活。
观测精度低，有时不能满足要求，各监 测点不同步，精度与建筑物的形状 、大小有关，受自然地理条件限制 。
变形监测及其数据预处理
变形监测及其数据预处理
摘要
本文的主要内容介绍了变形监测及其数据预处理,变形监测现在主要运用的方法是大地测量方法.摄影测量方法.物理学传感器方法以及GPS技术。这些技术为变形监测注入了新的活力，让变形监测变得更加简单、准确。变形监测介绍了变形监测点及位置的选取和变形监测控制网,变形监测的数据预处理的方法有逻辑检验法、监控模型检验法、关联分析检验法。单个粗差的定位方法和多个粗差的定位方法,单个粗差定位方法主要有莱因达准则法、ESD统计检验、狄克松检验。本文的研究在变形监测及其数据预处理方面有了比较详细的介绍，变形监测及其数据预处理有着很重要的意义。
关键词：变形监测，数据预处理，变形监测控制网
DEFORMATION MONITORING AND DATA
PREPROCESSING
ABSTRACT
This article introduces the main contents of deformation monitoring and data pre-processing, deformation monitoring, introduced deformation monitoring points and the location of the selection and deformation monitoring network, deformation monitoring, data pretreatment methods are single gross error in the positioning method and multiple gross error of positioning methods, and finally introduced a GPS data pre-processing example of a more comprehensive interpretation of the deformation monitoring of the data pre-processing. At the same time, this study in the deformation monitoring and data pre-processing may also have important significance.
变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差
变形监测+数据整理+数据编制+科傻平差
概述：（一）全站仪可以测斜距、平距、角度，普通工作在要求不高时，我们可以直接用平距，但是一旦涉及导线等精密测量时，“平距”必须通过别的渠道进行改正得
到（斜距改平或边长改正）
（二）当测量任务涉及到变形监测、导线网、多测回测角等精密测量时，不少测工受制于仪器、或者相关后处理软件的制约（如建策Dam6.0 徕卡三维变形软件）、
其“数据整理归纳”和“斜距改平”的工作难以推进，困惑不前。
（三）本文主要交流探讨：
①徕卡tca2003、tcr1201、tm30、tm50、ts15/16、ts60等徕卡测量机器人的非
官方软件多测回测角测量的外业采集及数据后处理平差替代方法。
②普通1″仪器（特指：无马达、无自动照准、无多测回测角）的外业测量-原
始数据—整理—编制—科傻平差的流程作业。
（四）本文是关于：徕卡测量机器人和普通仪器对精密测量外业数据作用于后期数据平差的探讨和交流，交流指正（如测距仪的气象改正系数K1、K2）
（五）仪器架设为控制点上（不用设站）采用全圆观测方法, (非极坐标方法)进行数据采集（仪器架设A点以B为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3.再以B测站
点以A为0方向，观测其余待监测点C1/C2/C3）外业上不带入任何坐标，只采
集边角数据。内业用A/B的已知坐标，加入气象等条件后，通过软件解算得出
C1/C2/C3坐标，可先做A/B/D为高等级控制网、再测量时候把D也测进去，用
于复核（网形图片参考附件五）
关键：全圆观测、变形监测、导线、网平差、边坡监测、三角高程平差
测绘技术变形监测数据分析方法
测绘技术变形监测数据分析方法
近年来，测绘技术在工程领域的应用越来越广泛，其中之一就是变形监测。变形监测通过使用现代测量设备获取和分析地面、建筑物、桥梁等工程结构的变形数据，以评估其结构安全性和运行状态。本文将介绍测绘技术变形监测数据的分析方法，并探讨其在实际应用中的意义和局限性。
一、测绘技术变形监测的数据采集
变形监测通常使用多种测量设备，如全站仪、GNSS接收器、倾斜仪等，来测量目标结构的各项变形参数，如位置、方位、倾斜等。这些设备通过精确的测量方法，获取目标结构在不同时间点上的准确位置和姿态数据。得到的数据通常以时间序列的形式存储，以便进一步的分析和比较。
二、测绘技术变形监测数据的分析方法
1. 数据处理和筛查
在进行数据分析之前，首先需要对采集到的数据进行处理和筛查。这包括数据校正、数据筛选和数据补全等步骤。校正是指将原始测量数据校正到一个已知的基准系统上，以确保数据的一致性和可比性。筛选是指根据数据质量标准，将不符合要求的数据排除，以提高后续分析的准确性和可靠性。补全是指通过插值或拟合等方法，填补数据缺失或缺失部分的数值，以保证数据的完整性。
2. 形变分析方法
形变分析是变形监测数据分析的核心环节。常用的形变分析方法包括：
（1）测量点位法：将测量设备安装在目标结构的不同位置，通过测量其位置变化，进一步计算出结构的变形量。这种方法适用于对于点位变形情况的分析。
（2）形状分析法：通过数学建模和影像处理等方法，对目标结构的形状进行
分析和比较。这种方法适用于对于整体形状变化的研究。
（3）时间序列分析法：对测量数据进行时间序列分析，探究其变化规律和趋势。常用的时间序列分析方法包括平均法、趋势法、周期性分析等。
第七章变形监测数据处理.
§1 统计模型及处理技术 第七章 变形监测数据处理
dH db d b d dQ
yH ai H
i 0
k
i
Hi为库水位，ai为未知数，重力坝时k=3，拱坝时k=4。
§1 统计模型及处理技术 第七章 变形监测数据处理
1.4 统计模型的初选举例 环境条件、结构、承担作用和功能不同，监测项目、部位 不同。 裂缝监测：气温、时效、基础的沉降、地下水位的变化。 沉降监测：土体固结、温度、地下水位变化、时效。 以大坝水平位移为例，说明统计模型建立的过程。 坝顶水平位移三大主要作用分量：水位、温度、时效。
精密工程测量技术及应用
测绘科学与工程学院
精密工程建（构）筑物的变形测量，宜采用自动化信息遥测系 统连续进行，也可采用周期复测的方法进行监测。复测周期应 根据建（构）筑物变形特征、速率、观测精度等因素综合确定。 若用户对变形测量精度无特殊要求，可按有关专业的变形测量 规范要求进行监测。
第七章 变形监测数据处理
yT4 b0 a1 sin G a2 cos G a3 sin G cos G a4 sin2 G 2 ti t 为观测时间距初始时间的天数：
《变形监测数据处理》课件
提高工程质量
通过变形监测数据的分析，可以评 估施工质量和工程结构的长期稳定 性，为优化设计和施工提供依据。
数据处理在变形监测中的地位
数据处理是变形监测的关键环节
通过对监测数据进行处理和分析，可以提取出有用的信息，为评估结构的变形状 况提供科学依据。
THANKS
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基准点和测点设置
基准点用于确定监测网的基准， 测点则布置在需要监测变形的建 筑物或构筑物上。
监测点保护
确保监测点在监测期间不受外界 干扰和破坏，保证监测数据的准 确性和可靠性。
数据采集方法与设备
采集方法
根据变形监测点的类型 和监测目的选择合适的 数据采集方法，如水准 测量、全站仪测量、 GPS测量等。
《变形监测数据处理》PPT课 件
• 引言 • 变形监测数据获取 • 数据处理与分析方法 • 变形监测数据的解释与应用 • 案例分析 • 展望与未来发展方向
01
引言
变形监测的重要性
保障工程安全
变形监测是监测建筑物、桥梁、 道路等工程的安全状况，及时发 现异常变形，避免安全事故发生
的重要手段。
指导工程维护
04
变形监测数据的解释与应用
变形原因分析
自然因素
地壳运动、地震、气候变化等自然因素可能导 致建筑物、基础设施等发生变形。
变形监测数据处理-
▪ 统计模型: 是利用所观测的变形与变形原因之 间的时空相关性来建立荷载与变形之间的关系 式。 ▪ 确定性模型: 是从工程设计角度出发, 利用荷 载、变形体的几何性质和物理性质以及应力与 应变间的关系来建立数学模型。
第七章 变形的确定性模型 和混合模型
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5 §7.6
*
xx
*
yy
z
* z
xy
* xy
yz
* yz
zx
* zx
*
T
§7.1 弹性力学的有关知识
▪ 在整个弹性体内,应力在虚应变上所做的总的虚 功为
* T dxdydz
根据能量守恒定律, 弹性体处于平衡状态, 则
示，称为该点的位移分量，表示为坐标的函
数:
u(x, y, z)
v(x,
y,
z)
w(x, y, z)
§7.1 弹性力学的有关知识
3. 应变 弹性体受力后，任一点p将产生形变，也
即存在微小线段 PA x，PB y，Pc z 的长 度以及它们之间直角的改变。
,
yz
v z
w y
变形测量-第五章(1)变形观测与数据处理
2021/7/11
wk.baidu.com
2021/7/11
应布设成附合水准路线，埋设之后进行初次观测，随后 进行 重复观测。
2021/7/11
2021/7/11
当A，B两点无法摆设仪器，解析求法。选定地面基线12,2-3d 1,2,3点上用前方交会的方法，测定A，B点的坐标。 然后计算。
2021/7/11
测量烟囱的倾斜，在相互垂直的两方向线上 标出两个固定点作为测站。
(3)建筑场地沉降观测：包括相邻地基沉降、场地地面 沉降。
生物工程中心挡墙监测实例。
2021/7/11
某工程中心挡墙采用土钉加肋柱梁支挡结构体系,土钉 间距１.２m×１.２m,成孔直径127mm，孔深７～14m不 等,挡土墙坡面采用厚100mm、Ｃ20强度等级的喷射混凝 土。如图１所示,西向挡墙ＡＣ长５５m，高３～１１m,其 中BC段长３５m，采用人工挖孔灌注桩１４根，自北向南 编号１～14，桩径１．０ｍ,主筋为２６根直径２５mm钢 筋,孔深14.5～18.0m,桩长15.0～18.5m不等,地面标高-０ .5m,桩顶标高±０.０m，持力层为强风化板岩。南侧挡墙 CD长22m，采用与西向挡墙ＡＢ段相同的结构。
影响土石坝变形的因素有坝型、剖面尺寸、筑坝材料、施工程 序和质量。坝基的地形、地质及水库水位的变化情况等等。由于这些 因素错综复杂，有些因素难以定量描述，因此，理论上通常用统计模 型的方法分析。
测绘工程本科设计论文桥梁变形监测及数据处理理论与方法
本科毕业设计（论文）题目桥梁变形监测及数据处理理论与方法
院（系部）测绘与国土信息工程学院
专业名称测绘工程
年级班级*级*班
学生姓名* *
指导教师* * *
年月日
摘要
随着经济的进步和科技的发展，测量仪器的不断改进，测绘技术的不断演化，变形监测的方法也发生了很大的改变。当前大型桥梁的建设越来越多，规模越来越大，旧的桥梁仍在使用，但是越来越老化，新的桥梁又在建设，这也使得大型桥梁的变形监测工作更为繁重，意义也更为重要。而以往传统的大桥变形监测工作采用的仪器与监测方案，已经跟不上当前形势的发展需要。本文认真研究了当前最新仪器的长处及不足，针对桥梁变形监测的特点，提出新的变形监测方法。由于当前变形监测的变形预测还基本空白，本文还对桥梁的变形预测方法进行了研究。总的说来，包括以下几个部分：
(1)变形测量基本理论的研究
阐述了论文研究的背景以及意义，辨析了变形测量的含义以及研究的内容和范围，重点是变形监测和变形检测的联系和区别，介绍了当今变形测量技术的研究进展，主要是当前发展迅速、应用前景广泛的几种新兴测量技术，并且总结了变形测量数据处理方法的国内外研究现状和进展。
(2)桥梁沉降的变形数据预测
说明了当前桥梁变形监测的变形预测缺失的情况，对当前流行的预测方法进行了分别的介绍，并且对它们进行了分析与比较，提出采用灰色模型来对当前的沉降变形进行预测。灰色模型特别适用于数据序列不长的变形数据预测。通过桥梁的主塔实测数据，检验了模型的有效性和适用性。证明了用灰色模型来进行桥梁变形预测是确实可行的。
关键词：变形测量，数据预测，数据处理，灰色模型
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关
➢ 综合变形监测系统
理
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 变形监测内容的确定
数
应根据变形体的性质、监测要求和环境等
理
因素来确定变形监测工作的内容，例如：
统 ▪ 沉降或垂直位移监测
计 ▪ 水平位移监测
的
▪ 倾斜监测、裂缝监测、挠度监测
有
关
▪ 应力应变监测——物理参数
理 ▪ 气温、水位、地下水、降雨量、地震等环境
有
观点以允许倾斜值的1/20作为观测的精度指标。某综合勘
关
察院在监测一幢大楼的变形时，根据设计人员提出的允
理
许倾斜度=4‰求得顶部的允许偏移值为120mm，以其1/20
作为观测中误差，即=±6mm。
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
在生产实践中，求得必要的中误差以后，如果根据
变形监测数据处理3-2-1
第
三 章
本章的主要内容
变 ❖ §3.1 变形监测技术
形
监 ❖ §3.2 变形监测方案
测
技 术
❖ §3.3 变形监测网优化设
计
第
三 §3.2 变形监测方案
章
数
➢ 变形监测内容的确定
理
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
统
计
➢ 监测部位和测点布置的确定
的
有
➢ 变形监测频率的确定
章
➢ 测量控制网包括：
数
理
测图控制网、施工控制网、变形监测网
统
➢ 测量控制网优化设计具有理论性和实用性：
计
1）在人、财、物的条件下，控制网具有最好的
的
精度、灵敏度和可靠性；
有
关
2）在满足精度、灵敏度和可靠性的条件下，控
理
制网的成本最低。
论
第
三 §3.3 变形监测网优化设计
章
数
➢ 控制网优化设计问题的分类及解法
统
对于工程建筑物来说，变形监测的精度要
计
求，取决于该工程建筑物预计的允许变形值
的
的大小和进行观测的目的。
有
关
理
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
如何根据允许变形值来确定观测的精度，国内外还存在 着各种不同的看法。在国际测量师联合会（FIG）第十三
理 届会议（1971年）工程测量委员会的讨论中提出：“如
统
计
基准点应布设在稳定位置。
的
有
关
理
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 变形监测频率的确定
数
理
变形监测的频率取决于变形的大小、
统 计
速度以及观测的目的。
的
有
关
理
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 综合变形监测系统
数
理 统
综合应用各种方法和技术，取长
计 补短，满足变形监测工作需要。
的
有
关
理
论
第
三 §3.2 变形监测方案
论 值得进一步研究。
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
在工业与民用建筑物的变形监测中，由于其主要监
理 测内容是基础沉陷和建筑物本身的倾斜，其观测精度应
统 根据建筑物基础的允许沉陷值、允许倾斜度、倾斜相对
计
弯矩等来决定，同时也应考虑其沉陷速度。例如，我国
的
建筑设计部门在研究高层建筑物的倾斜时，根据前述的
章
➢ 控制网优化设计问题的分类及解法
数
理
控制网优化设计方法：
统
解析设计法
计
的
机助设计法
有
关
理
论
第 三
理 。而为了科学研究的目的，往往则要求达
论 ±0.1mm的精度。
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
对于水工建筑物，根据其结构、形状不同，
理 观测内容和精度也有差异。即使对于同一建筑物
统 （如拱坝）的不同部位，其观测精度也不相同， 计 的 变形大的部位（拱冠）的观测精度可稍低于变形
统 果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而
计 确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形
的 值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的
有 过程，则其中误差应比这个数值小得多”。也有人认为
关 精度愈高愈好，尽可能提高观测的精度。由于观测的精
理
度直接影响到观测成果的可靠性，同时也涉及到观测方 法、仪器设备和投入费用等。因此，有关精度的问题，
理
➢ 控制网优化设计的质量标准
统
计
➢ 变形监测网机助法优化设计系统
的
有 关 理 论
第 三
§3.3 变形监测网优化设计
章
➢ 控制网优化设计问题的分类及解法
数
理
零类设计（基准设计）
统
一类设计（结构图形设计）
计
的
二类设计（观测值权的分配）
有
三类设计（网的改造或加密方案设计）
关
理
论
第 三
§3.3 变形监测网优化设计
理 本单位的仪器设备和技术力量，能够比较容易地达到精
统 度要求，而且在不必花费很大的精力、不增加很多工作
计 量的情况下，还能达到更高的精度时，也可以将观测的
的 精度指标提高。例如前述情况，在求得=±6mm后，即按
有 此思想将精度指标提高，取±2mm作为最后的观测中误差
关 。对于根据沉陷速度来确定观测精度，是指沉陷延续的 理 时间很长而沉陷量又较小的基础，其观测的精度就应当 论 高些。
第 三
பைடு நூலகம்
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
一般来讲，从实用的目的出发，对于连续生
理 产的大型车间（钢结构、钢筋混凝土结构的建筑
统 计
物）通常要求观测工作能反映出1mm的沉陷量；
的 对于一般的厂房，没有很大的传动设备、连续性
有 不大的车间，要求能反映出2mm的沉陷量。因此
关 ，对于监测点高程的测定误差，应在±1mm以内
有 小的部位（如拱座）。对于混凝土大坝，测定变
关 形值的精度一般为±1mm；对于土工建筑物，测
理 定其变形值的精度不低于±2mm。
论
第
三 章
§3.2 变形监测方案
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数 理 统 计 的 有 关 理 论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测部位和测点布置的确定
数
理
监测点布设在变形体的特征部位，重点突出；
论 因素的监测
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
理 变形监测方法和仪器的选择：
统
取决于工程地质条件以及工程周围的环境
计
条件，根据监测内容的不同可以选择不同的方
的 法和仪器。
有
关
理
论
第 三
§3.2 变形监测方案
章
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
数
理
变形监测的精度要求 ：
章
数
➢ 变形监测内容的确定
理
➢ 监测方法、仪器和监测精度的确定
统
计
➢ 监测部位和测点布置的确定
的
有
➢ 变形监测频率的确定
关
➢ 综合变形监测系统
理
论
第
三 章
本章的主要内容
变
❖ §3.1 变形监测技术
形
监
❖ §3.2 变形监测方案
测
❖ §3.3 变形监测网优化设计
技
术
第
三 §3.3 变形监测网优化设计