基于ArcGIS Engine的建筑物沉降观测数据分析系统
建筑物沉降监测数据处理系统的设计与实现
建筑物沉降监测数据处理系统的设计与实现建筑物沉降监测是施工过程中一个必不可少的环节。
沉降监测具有周期性的特点,经常需要重复观测,科学、合理、有效地利用监测数据是测绘工作人员追求的目标,也符合现代化建设的需要。
本文对建筑物沉降监测数据处理系统进行分析和设计,采用VB + Access作为系统程序的开发工具,实现系统程序的开发,以达到提高建筑物沉降观测数据处理速度和效率的目的。
标签:沉降观测数据处理VB access1研究的背景及目的沉降监测是建筑物变形监测的一种有效形式,它通过对周期观测获得的沉降数据进行处理与分析,及时掌握建筑物的沉降规律,判定建筑物的健康状况并为建筑物安全决策者提供决策依据。
沉降监测是一项具有周期性、重复性的测量工作,积累了大量数据需要综合处理,传统的手工数据处理方法和处理平台已不适应大量数据处理的能力和要求,所以需要开发一种能够结合现代计算机技术的数据处理程序来实现大量数据的处理[1]。
本文结合实际工作,在笔者对沉降监测亲身了解的基础上,针对建筑物沉降监测数据处理的需求进行程序设计,逐步实现程序的各项功能。
2 系统需求建筑物沉降监测数据处理系统的主要用户是建筑物沉降监测测量员,主要需求功能应包括周期数据文件的存储,外业数据的读取与处理,数据图表的查询输出等。
系统具体功能性需求如下:2.1周期数据文件的存储需求沉降监测数据库的新建,数据库数据表结构的设计。
2.2外业数据的读取与处理需求主要包括DINI03电子水准仪数据的读取,数据的平差处理,转成Excel形式的原始观测记录表。
2.3数据图表的查询输出主要包括各周期沉降监测数据的查询、沉降监测记录表的形成与输出、沉降量曲线图的形成与输出。
3系统设计3.1系统设计原则系统应当遵循以下原则[2]:①.实用性原则;②.先进性原则;③.可靠性原则;④.可维护性原则;⑤.人机友好界面原則。
3.2系统的功能结构设计建筑物沉降监测数据处理系统从功能上分,可简单分为如图1所示的四个功能模块。
基于ArcGIS Engine的WebGIS空间分析功能拓展
当用户选定年份以后,Web 服务层的 jsp 将该年份数据传递给 GIS javabean。GIS javabean 接受这些数据后,调用相应的年份的雨量数据进行运算。生成雨情等值线的步骤为:(1) 对朝阳市雨量站矢量图进行 Spline 插值,生成栅格图像。在进行空间插值之前,必须使用 FeatureClassDescriptor 设置参考的属性列。AE 提供了 RasterInterpolationOp 类,在该类中可 以设置生成栅格图像的插值方法,图幅范围等参数的方法。(2)生成等值线。生成等值线 的方法为调用 com.esri.arcgis.geoanalyst.RasterSurfaceOp 类中的 contourList 方法。(3)裁减。 由于上一步生成的矢量图的范围为行政区划图的范围,即由行政区划图 X,Y 坐标的最大和 最小值构成的矩形,所以需要使用行政区划图对其进行裁减以获得符合行政区划边界的等值 线矢量图层。
3. 实现过程
本开发方式的实现过程主要包括地图服务的发布,WebGIS 应用的实现,基于 ArcGIS Engine 的空间分析应用的开发以及在 J2EE 框架下的集成。
(1)地图服务的发布。在用 ArcIMS 发布地图服务时,需要将所要发布的图层加载到 author 中进行整饬,并形成一个 AXL 文件。然后用 Administrator 创建一个服务,指定服务 的名称,服务的类型和 AXL 文件的位置。
根据 J2EE 的分层标准,一般 Web 应用分为四层,即用户层,Web 服务层,逻辑应用 层和数据层[6]。(1)用户层的作用是在浏览器上实现地图的显示,操作,以及属性信息的 展示等。出于减少浏览器的负担和安全性的考虑,一般情况下用户层采用瘦客户端,即用 HTML 和 javascript 完成所有的操作。(2)Web 服务层包括普通业务处理和 GIS Connector 两个部分。普通业务处理部分主要负责数据的处理和传递,组件的调用等。GIS Connector 是连接用户层和 ArcIMS 服务器的纽带。ArcIMS 为 J2EE 提供了 Java Connector 作为 GIS Connector。(3)与传统的 Web 应用相比,WebGIS 应用的特别之处在于逻辑应用层中包含 一种或多种类型的 WebGIS Service。WebGIS Service 根据客户端请求的参数对相应的空间数 据进行计算等操作,并将操作的结果以特定的方式返回给用户。以 ESRI 公司的 ArcIMS 为 例,用户层通过 ArcXML 与 ArcIMS 服务器进行通信,ArcIMS 服务器通过处理 ArcXML 获
施工中的沉降观测与数据分析处理流程
施工中的沉降观测与数据分析处理流程一、背景介绍在城市建设和基础设施建设的过程中,地面的沉降问题是一个常见的挑战。
沉降对建筑物和地下管线的稳定性和安全性有着重要影响,因此,在施工过程中对沉降进行观测和数据分析处理是至关重要的。
二、沉降观测的方法为了准确监测地面沉降情况,一般采用测点布设的方式进行观测。
常用的观测方法包括测点设置、仪器选择和数据采集等。
1. 测点设置首先,需要根据实际情况确定测点的布设范围和数量。
一般来说,测点应布置在建筑物或工程附近的地面上,以便实时监测地面沉降的变化。
测点的位置和数量应根据工程规模和地质条件进行合理选择。
2. 仪器选择根据沉降观测的需要,需要选择合适的仪器设备进行监测。
目前,常用的仪器包括测量仪器、自动化监测设备和全站仪等。
根据具体情况选择合适的仪器设备,以确保观测数据的准确性和稳定性。
3. 数据采集观测过程中,需要定期采集沉降数据。
为了保证数据的准确性,需要按照预定的时间间隔进行数据采集,并在数据采集后进行及时的记录和备份。
三、沉降数据的处理方法沉降观测结束后,需要对采集到的数据进行处理和分析。
这一步骤旨在分析地面沉降的变化趋势和规律,并提供相关参考数据。
1. 数据清洗在进行数据处理之前,需要对采集到的数据进行清洗,包括数据的筛选和去除异常值等。
在清洗过程中,需要注意保留关键数据,以便后续的分析和处理。
2. 数据分析通过对清洗后的数据进行分析,可以得到地面沉降的变化趋势和规律。
常用的分析方法包括统计分析、图表分析和回归分析等。
通过这些方法,可以获取各个测点的沉降速度、沉降趋势和沉降规律等重要参数。
3. 结果解读根据数据分析的结果,可以对地面沉降情况进行解读。
解读过程中,需要结合实际情况和工程要求,对沉降的影响程度和可能的风险进行评估和预测。
四、沉降观测与工程管理的关系沉降观测和数据处理在工程管理中起到重要的作用。
通过对地面沉降进行监测和分析,可以提前发现潜在的问题,及时采取措施进行调整和修复,从而确保工程的稳定性和安全性。
Surfer在沉降观测数据可视化分析中的应用
Surfer在沉降观测数据可视化分析中的应用摘要:本文基于Surfer可视化数据处理平台,将某基坑沉降观测数据进行了可视化分析,并基于Surfer强大绘图分析功能绘制了基坑沉降量等沉降曲线和曲面图,实验结果表明,绘制的基坑沉降量等沉降曲线和曲面图可反映出沉降变化趋势,具有更好的可视化效果,不失为一种沉降数据处理新方法。
关键词:Surfer;沉降观测;等沉降曲线;观测周期引言沉降监测主要内容是基础沉降,观测单点沉降量、平均沉降量、相对沉降量、倾斜、弯曲、沉降速率等,其主要工作是沉降观测方案研究与技术设计,沉降观测仪器检验,沉降观测点位布设,沉降观测数据采集,沉降观测数据处理,沉降量计算与分析,沉降量报表,沉降过程曲线绘制,沉降观测报告编写[1-2]。
变形观测的步骤有技术设计、土建施工、观测仪器检验、外业观测、观测资料检查、平差计算、编制成果表、观测资料整理分析、编写变形分析报告边坡工程监测对象[3]。
本文基于Surfer平台,对基坑沉降观测进行了观测,得到良好的可视化效果。
1观测工程实验工程为某基坑围护结构监测,共设置监测点10个观测[4],基坑监测点编号按K1、K2……K10编号,点位分布如图1(a)所示。
考虑该基坑周边建筑物施工场地的实际条件,沉降监测将采用TCA2003进行精密三角高程测量。
对监测点进行两测回的角度和距离测量,第一测回人工照准,第二测回采用全站仪自动跟踪照准,通过两次监测的平均值,求出每期观测时监测点的高程,由前后两期观测成果得出监测点沉降量。
设计沉降位移的精度为±0.5mm。
根据监测点的地理情况和视野情况,沉降监测采用DS05自动安平精密水准仪对TCA2003进行高程检验,经过验证,发现TCA2003测量成果和DS05自动安平水准仪所测高程误差在±0.3mm以内,证明TCA2003精密三角高程测高精度是可靠的。
实验中总共观测六期数据,其中五、六期数据如表1所示。
建筑物沉降监测数据处理
【 摘 要] 了解建筑物沉降监测 的重要性 , 用E E 运 XC L分析 处理监测数据并 生成沉降曲线 , 测未来沉降变化趋势 。 预 [ 关键词 ] 沉降监 测 数据分析处理 沉降曲线图 变形预报
一
差 加入 尺长改正数 , 的往返测 高差 中数之 和 ; £ 后 为水准测量路线 中各测段 的正 常水准面不平行 改正数之和 ) 对此 程序进行验证 。程序 验证无误后方 可用于本工程水准 网的平差计算。
观测 、 计算过 程错误后 , 向相 关部门发 出警报 , 应 提出合理建议 以便尽 1前 言 . 沉 降监测 的任务 是在各种荷 载和外力作用下 , 确切反 映建筑 物及 快 采取措施 , 避免事故发生 。 每周期沉降数据表见表 l ( 。 由于篇幅有限只提取部分数据 ) 其场地 的实际变形程度或 变形趋势 , 为施工 和运营管理提供可 靠的资 料和相应 的沉 降参数 。准确 掌握 建筑物 的沉 降规律 , 据此推 断沉 降变 表1 形对建筑 物的影响程度 , 能保证建筑物 的正常使用寿命 和安全 。本文 时 间 ' 沉 ::m ) - 点号 高程 ( )0 9 0L0 砰 9 0 m2 0 - . 4 I( t2 备注 以 X ×××× × 油罐 监测 为例介绍沉降监测数据处理的过程及意义。 本次 罴计 2建筑 物沉 降监测数据处理 . l 5. 08 60 - 5 0. 39. 0 正 值为 下沉 , 僮为 厦 盎 对各周期 的观测成果应及 时整理 , 并选取 与实际变形情况 接近或 2 5. 59 61 一O。 8 ,2. t 4 致 的参 考系 , 根据最 小二乘法及统计 检验原理对观测点 进行平差计 3 5. 613 4 — 0.5 4 3.0 4 5. 6i4 8 -0. 6 44. 7 算和精度评 定 ; 对重要 的监测成果 的变形进 行几何分析 与必要 的物理 解释 , 并对变形趋势作出预报 , 并将这些成果及时反馈给相关部门。 2 3 l 5 6 9 .23 —. 05 1 3. 49 I 具体工作有 : ①校核各项原始记录 ; ②计算和统计每周期沉降量和 2 4 f 5 6 1 .20 一 . - i 0 l 3 . 67 I 2 5 l 5 6'8 .5 5 0l 。 1 3 . 67 l 累计沉降量 ; ③计算每周期 的平均沉降值 、 平均沉降速度 、 相对倾斜等 ; 杠次 平 均 沉 障 ( H -. o5 ④绘制监 测点沉降 曲线 图。在此基础上 利用变形 曲线 图 , 结合观测过 零计 平 均 褫 降 量 ( m 3. 窨3 程 中的各种 因素对 观测成果进 行分析 , 总结建 筑物变形 过程 、 变形规 冗 降速 度 ( / ) m d 一 . 01 旧邻 点 最 大 差 异 沉 降 (【 1 2 Ir E J - f 35 . 律, 为今后建筑物的建设 和管理维护提供完备 的基础资料。 对径 点 最 大 差 异 沉 降 ( )  ̄ 1 姗 i 6 - l 1. 10 21 .沉降监测数据处理 2 .时间一 .2 2 荷载一 沉降计算结果表 21 检查外业观测成果 与起算数据 .1 . 核对 和复查外业观测成果 与起算数据 , 进行各项改 正计算 , 验算各 本T程 结束后整理所有 观测周期各个沉 降参数数据 , 数据格式 见 项 限差 , 在确认 全部符 合规定要求后 方可进行计算 。各类 测量点观测 时间一 载一 荷 沉降表见表 2 ( 。 由于篇幅有限只提取部分数据 ) 表2 成果及计算应符合下列要求 : 观测值 中不应含有超 限误差 , ① 观测值 中 日期 { 獭 gt 积 降 . , 磊 曲 执障还翠 : j r , 相 邙患曩犬差异 ( j 砌 ( 哺 珊 对雠 最走差异 h 的系统误差应减弱至最小程度 ; 合理处理 随机误差 , ② 正确 区分测量误 2懈嘈啊 o OoO .。 1 差 与变形信息 ; 多期观测成 果的处理应建立在 统一的基准上 。观测 ③ 2f一 o) 9  ̄ 0 0 O 0 2 ∞0一 8 t t5 ∞ 3 值中的超 限误差 , 除在观测过程中应严 格作业 , 认真检核随时予以排除 20—— 0893 806 .5 外, 在数据 处理过程前 , 还应通过检验将判定含有粗差的观测值予以剔 2t— o89 7 8 l O 7 5 除。对于多次 重复观测列 中的粗 差检验 , 可采取 格拉布斯准则或 狄克 。0— 。8》 8 1 o 7 6 2 896 ∞ —- 8 l o ? 7 逊 准则 ; 于高 精度监测 网的粗差检验可采用 巴尔达数据观测法 或稳 对 健估计法 。 2 绘制沉降曲线图 . 3 21 水准 网平差计算 .2 . 图表具有较好 的视 觉效果 , 直观反映沉降 的变化情况 和预测 未 可 根据本 工程需要 , 准网采用 E E 水 XC L表格 中的“ 测量平 差计算 ” 程 来 变化趋 势 。我 们利用 E C L图表功能 自动生成 P T s V 荷 载一 X E — —— f 时 序进行严密 平差计算 水准网 的闭合差 训 。采用“ 测量平 差计算 ” 序 间一 程 沉降一 速率) 曲线图 , 曲线图以观测时 间为横轴 , 纵轴分 别是 荷载 、 累 计算闭合差 叫之前 , 利用公式 叫=No ) + e Ho H 计沉降量及沉 降速率 。 ( 一 +>: ( 和 沉 降曲线 图见 图 1 。 为水准路线两端点 的已知高程 ; 为水 准测量路 线中各测段 观测高
沉降观测数分析及可视化方法探讨
沉降观测数据分析及可视化方法探讨(文献综述)1.前言在测绘工程的实践和科学研究活动中,变形监测占有重要的地位。
工程建筑物的兴建,从施工开始到竣工,以及建成后整个运营期间都要不断地监测,以便掌握变形的情况,及时发现问题,保证工程建筑的安全。
如人类开发自然资源的活动会破坏地壳上部的平衡,造成地面变形,这种变形需要长期监测,以便采取措施控制其发展,保证人类正常的生产和生活。
沉降监测是预防和控制沉降有力的手段,为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,地面沉降监测和建筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。
沉降观测是基础,沉降分析是手段,沉降预报是目的,沉降观测数据处理的过程就是进行沉降分析和预报的过程。
科学、准确、及时的分析和预报变形情况对工程建筑物的施工运营管理极为重要。
GIS软件具有强大的数据处理和图形编辑功能,利用GIS软件处理沉降传测数据为沉降变形数据快速、准确高效的处理、预测分析和可视化提供有效使用的方法和途径,为决策提供有效支持。
2.研究现状目前,变形监测数据处理与预报已越来越受到社会的普遍关注,各级政府部门及主管部门对此问题十分重视,诸多学术组织,如国际大地测量协会(IAG),国际测量师联合会(FIG),国际岩石力学协会(ISRM)、国际矿山测量协会(ISM)等等,经常定期召开专业会议进行学术交流和研究对策。
经过广大测量科技工作者和工程技术人员近30年的共同努力,在变形监测领域取得了丰硕的理论研究成果。
随着计算机技术的飞速发展,GIS 软件的功能也日益强大,将其卓越的数据处理和图像编辑能力应用到沉降数据分析来实现可视化已得到充分重视。
2.1国内外现有变形分析模型综述变形的分析、建模以及科学的预测是变形监测的重要内容。
变形分析通常包括变形的几何分析和物理解释两部分。
变形的几何分析是对变形体的形状和大小作几何描述,它是通过一定的数据处理方法进行数据的分析研究处理,最后估计出变形模型的参数,其任务在于描述变形体变形的空间状态和时间特征;而变形的物理解释则是由几何分析得到确定的变形模型,其任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系,从而解释变形的原因。
沉降观测数据处理及分析评估系统
客户购买软件时,同时获得软件升级与远程技术支持服务,在服务期限内客户可根据自己的需要免费升级到新的版本和向技术支持服务人员进行软件应用咨询,用户非正常使用引起的结果不在服务范围。
3运行环境
3.1硬件设备
CPU——P42.0G及以上
内存——512M及以上
硬盘——10G及以上
支持软件
操作系统:Windows2000/XP/Vista
3、生成平差文件;
4、输出观测手簿;
5、闭合环自动搜索与闭合差计算;
6、网平差处理与成果输出;
7、其它一些辅助功能。
软件的主要输出内容包括:
1、可输出高程控制网测段实测高差数据;
2、可输出网点高程平差值及其精度;
3、可输出网点高差改正数、平差值及其精度;
4、可输出高程控制网平差后的验后单位权中误差;
3.生成平差文件
用以下方法之一生成平差文件:①选择菜单电水数据处理/生成平差文件。②在选择作业 工具栏中,点击 电水数据处理/生成平差文件。
生成平差文件的格式为:
控制点1,高程(m)
控制点2,高程(m)
…………………………
测段起点A1,终点A2,高差(m),距离(km)
测段起点B1,终点B2,高差(m),距离(km)
测段起点C1,终点C2,高差(m),距离(km)
…………………………
4.输出观测手簿
用以下方法之一生成平差文件:①选择菜单电水数据处理/输出观测手簿。②在选择作业工具栏中,点击电水数据处理/输出观测手簿。
在所有设置完毕后,用户直接选择“输出观测手簿”,软件会自动调用MicrosoftExcel并生成外业观测手簿;若观测过程中有超限的情况,手簿中会给出超限提示。
基于GIS的建筑物沉降监测数据的三维可视化分析
2007年文章编号:1672-8262(2007)01-84-03 中图分类号:TU413 6+2,P208 文献标识码:A基于G I S 的建筑物沉降监测数据的三维可视化分析阎冬** 收稿日期:2006 04 12作者简介:阎冬(1981 ),男,硕士研究生,主要从事G IS 开发及岩土工程应用研究。
(北京科技大学土木与环境工程学院,北京,100083)摘 要:应用专业G IS 软件M apInfo pro fessi ona l 6 5的地图编辑、数据管理、空间分析和三维模拟等功能对北京科技大学2#学生公寓的沉降监测数据进行分析和处理,利用数字高程模型(DE M )建立建筑物的沉降变形专题图和三维模拟图。
实践表明将G IS 应用于建筑物沉降监测的工作中可以使沉降变形三维可视化,相比过去单纯依靠数据和报表进行描述更加直观、生动,有利于施工人员及时、有效地了解沉降变形信息,为工程施工和决策提供技术支持,也是将地理信息系统应用于土木工程日常施工与管理的一种有益尝试和探索。
关键词:沉降监测;数据转换;空间插值;数字高程模型;三维模拟1 引 言地基在荷载和其他因素的作用下要发生变形,产生均匀或不均匀沉降,变形过大可能会危害建筑物结构的安全,影响日后建筑物的正常使用。
尤其是出现不均匀沉降时,可能引起建筑物主体结构的开裂,甚至产生建筑物倾倒的严重后果。
为了防止建筑物不因地基变形或不均匀沉降造成建筑物的开裂和破坏,保证建筑物的正常使用,必须对地基的变形特别是不均匀沉降加以监测和控制[1]。
随着高层建筑物的涌现,目前包括 建筑地基基础设计规范!(GB50007-2002), 建筑变形测量规程!(J G J/T 8-1997) 工程测量规范!(GB50026-96)等国家、地区和行业标准都对高层建筑物的沉降监测提出了基本要求。
以往建筑物沉降变形的监测结果多是以数据和图表形式表现,不能直观地掌握建筑物空间的沉降情况,本文基于对北京科技大学2#学生公寓施工现场沉降监测数据的分析和处理,提出应用地理信息系统(G I S)软件建立沉降变形专题图和三维模拟图,实现监测结果的可视化,可以使业主方、施工方和监理方及时和直观地了解建筑物的沉降变形情况,为决策提供有利的技术支持。
基于ArcGIS Engine的矿区开采沉陷预测系统开发
基于ArcGIS Engine的矿区开采沉陷预测系统开发摘要:本文主要讨论了矿区开采沉陷预测系统的预测模型、程序设计和实现方法,探讨了关于利用ArcGIS Engine技术在矿区开采沉陷预测方面的应用,及可视化表达的方法。
关键词ArcGIS Engine 开采沉陷概率积分法1 引言煤矿地表开采沉陷一直是危害矿区生产和居民生命财产安全的主要地质灾害之一,如何有效的预测和防治矿区开采沉陷灾害一直是矿区开采研究的主要内容。
开采沉陷是一个复杂的地质活动,地表沉陷情况受开采深度、采煤厚度、上覆岩层情况、煤层倾角、顶板管理方法等一系列因素的影响,预测模型涉及的参数较多,中间产生的图形图件也比较多,对空间数据的管理和可视化表达有较高的要求。
地理信息系统是20世纪60年代以来迅速发展起来的一门空间科学技术,具有良好的空间数据存储和表达能力。
将GIS技术有效的应用于矿区开采沉陷研究中,对矿区开采沉陷预测和表达能起到良好的效果。
其中,ArcGIS是GIS技术中比较优秀的软件之一,基于ArcGIS Engine平台的二次开发能够很好的满足矿区开采沉陷预测过程中所涉及的模型计算和空间表达等要求。
2 系统设计与实现系统采用Visual Stadio 2010作为开发平台,C#作为软件开发语言,使用ArcGIS Engine工具进行二次开发。
软件根据实际生产中对煤矿开采工作面地表开采沉陷情况的具体处理过程,进行程序设计和编写。
系统的主流程图如图2.1所示。
2.1 应用模型矿区地表开采沉降预测的方法有很多,目前常用的模型有概率积分法、负指数函数法、典型曲线法、积分网格法等。
其中,概率积分法使用最为广泛,同时方法简单易行,又是从实测资料进行总结,极为符合我国煤矿开采情况,在相似地质采矿条件下有着较好的预测精度,误差较小,所以系统采用概率积分法进行开采沉陷预测。
系统采用的是西安科技大学汤伏全教授的厚松散层覆盖矿区开采沉陷预测模型进行预测。
建筑物沉降监测设计及数据分析
建筑物沉降监测设计及数据分析摘要:阐述了建筑物沉降监测方案设计、监测精度、最弱点中误差、监测数据处理,通过北京铁路地下直径线下穿前门3#地下人行通道的沉降监测研究,得出了通道的沉降变化规律,测量数据质量可靠,为通道的安全运营提供了可靠地依据。
关键词:通道;观测精度;数据分析一、工程概况北京铁路地下直径线工程,位于北京市中心区,隧道从前门东大街起,沿前门大街、宣武门西大街向西至长椿街后拐至西便门桥、天宁寺桥、白云路桥北侧,斜穿白云路桥至小马场附近出地面。
隧道主要沿前门大街一线布置。
前门大街3#地下人行通道修建于上世纪九十年代初期,位于前门东大街北京规划展览馆、正阳门车站旧址北侧,3#通道主通道为“回”字型闭合框架结构,宽9.0米,净高2.5米,长35米。
梯道坡度为1:3.8和1:3.3两种,为“凹”型钢筋混凝土结构。
地下直径线将从3#通道南侧下方约9米处由西向东穿过。
盾构直径12米。
施工过程中对南侧部分主通道及两座梯道可能造成影响。
二、3#通道允许变形值北京市市政专业设计院股份公司受北京铁路局北京站至北京西站地下直径线工程建设指挥部委托,对3#人行通道的现状进行检测设计咨询,评价地下穿越工程对通道结构安全的影响,提出通道的允许变形控制值,确定监测原则及技术标准。
3#通道受盾构施工影响,主通道南侧部分(南侧变形缝向南)可能发生整体竖向沉降;在盾构施工掘进过程中,南侧梯道可能因施工扰动发生不均匀沉降。
由于原设计梯道考虑主要受力方向为结构环向,纵向配筋较少,因此在施工过程中应尽量避免梯道纵向的不均匀沉降。
参阅原通道设计资料,得出地铁直径线下穿3#地下通道应满足的控制技术指标:1、主通道纵向(南侧变形缝以南部分)不均匀沉降控制值为5mm。
主通道变形缝处不均匀沉降控制值为5mm。
整体沉降控制值为10mm。
2、梯道纵向不均匀沉降控制值为5mm。
主通道与梯道及梯道变形缝处不均匀沉降控制值为5mm。
整体沉降控制值为10mm。
基于InSAR技术的城市地面沉降信息统计分析研究
收稿日期:2020-04-13
作者简介:金丽华(1984-),女,满族,黑龙江五大连池人,高级工程师,硕士,2009年毕业于吉林大学地图制图学与地理信息工程专 业,主要从事3S技术与应用方面的研究工作。
图1哈尔滨市沉降点受冬季冻胀影响示意图 Fig・1 Influence of winter frost heave on settlement points in Harbin
行政区划沉降分布、沉降发育程度分布、形变历史趋势分 析等方面进行统计分析。
在做分析之前,先将矢量数据插值为栅格。常用的 方法有反距离权重法、克里金插值法、样条函数插值法和 自然邻点差值法等。因为本文监测区域的形变点分布密 集、均匀且样本点的取值均匀变化不剧烈,同时为了保证 差值后得到的栅格更贴近形变真实值,因此,本文选择反 距离权重法。[14]
deformation points
监测区
水准监测沉降值 1nSAR监测沉降值
点号
( mm)
( mm)
差值 ( mm)
HEB1 HEB2 HEB3 HEB4 HEB5 HEB6 HEB7 HEB8 HEB9 HEB10 哈尔滨市 HEB11 监测区 HEB12 HEB13 HEB14 HEB15 HEB16 HEB17 HEB18 HEB19 HEB20 HEB21 中误差 HG1 HG2 鹤岗市 HG3 监测区 HG4 HG5 中误差
第44卷增刊 2021 年 6 月
基于PS-InSAR和GIS空间分析的南通市区地面沉降监测
s b i e c a e o s e i n n Na t n iy i n r u sd n e r t f mo t r g o s i n o g c t s o mo e
t n 1 m nu ly. ha 1 n1 an a l
通市 区高分辨率 的沉 降速率 图 , 发现南通 市 区存 在多 个沉 降
展 带来 诸多 不利 影 响 , 国 目前 已有 9 我 5个 大 中城 市
为 G o n u sd n e Dee to f Na tn i 出现 不 同程 度 的地 面沉 降 . 了预 防地 面沉 降带 来 r u d S b ie c tcin o n o g C t y
漏斗 , 在 20 - 2 0 但 0 6 0 7年 间没有 出 现沉 降速 率 特别 大 的沉 降漏斗 , 大部分区域的沉降速率不超 过 1 . ~. 1mm 年
Ke r s e r n n c te e s t c n q e,mo i rg o n y wo d :p ma e ts a t r r e h i u n t r u d o s b ie c ; u sd n e a mo p e i e f c s t s h rc fe t ; s r c u e f n t n; tu t r u c i o
e ut s o t tt to s h h a m r v h a c r c ft e h 提 取 大 气 延 迟 相 位 时 , 出 了基 于 结 构 函 数 的 最 佳 滤 波 方 法 r s l h w a e me h d c n i p o e t c u a y o e 提
何 秀凤 , 海蓓 , 仲 何 敏
( 河海大学 卫星及空间信息应用研 究所 , 江苏 南京 2 0 9 ) 1 0 8
基于GIS的建筑物沉降观测数据的三维分析
理 后作 为基 准数 据 。沉 降监 测测 点 的布置 应 以能 全 面
反 映建 筑物地 基 变形特 征并 结合 地质 情况 及建 筑 结 构
特 点确 定 J 。且根 据 工 程设 计 图纸 , 最 下 层 地下 室 在 的筏板 表 面或墙 柱 根 部 共 布设 19个 沉 降观 测 点 (1 1 J
化情 况 , 以判断沉 降是稳 定 还 是 继续 变 化 。见 图 5 可 , 相 同时 间间 隔 ( 致为 1 月 ) 4个 三维模 拟 图沉 降 大 个 的
面进行 叠 加 , 于各 个塔 楼 的楼层 和工 程进 度 的不 同 鉴 于 以往 沉 降结 果 多 是 数 据 和 图表 的形 式 表 现 ,
() 1 首先 对 基 准 点 的联 测 , 判定 其 稳 定 后 作 为 工 程 的基 准点长 期 在 工 地 观察 使 用 。根 据 工 程 进 度 , 每
半月 或 一个月 联测 一次 。 ( ) 载变 化期 间 : 建 筑物 每 增加 两层 , 测 一 2荷 ① 观
观测 点 的布设 是沉 降 观测 的基础 , 据《 筑变 形 根 建 测 量 规程 》的技 术 要 求 来 布设 基 准 点 和 沉 降观 测 点 。
图 2 边框 数 据层 和 点数 据层
( ) 开 Ac p [ ol] A dX 一[ a ] 2打 rMa , T o 一[ d Y] D t 一 s a [ aaE prD t]生 成沉 降监 测点 。 D t xot a , a ( ) 行 [ D A a s] Itpl et at ] 3 运 3 nl t 一[ne o t ors r 一 y r a e
成 都来 福 士广场 为 例 , G S软件 为平 台 , 过 对监 测 以 I 通
如何使用遥感数据与测绘技术进行地表沉降监测与评估
如何使用遥感数据与测绘技术进行地表沉降监测与评估地表沉降是地球表面下陷的现象,常见于人类活动所引起的地质灾害、地下采空区和沉积地区。
地表沉降的监测与评估对预防和减轻地质灾害的影响具有重要意义。
随着遥感数据与测绘技术的不断进步和发展,其在地表沉降监测与评估中的应用也变得越来越广泛且精确。
首先,遥感数据作为地表沉降监测的重要手段,可以提供大范围、高时空分辨率的地表变形信息。
卫星遥感、航空遥感以及无人机遥感等技术,使我们能够获取大面积范围内的地表变形数据。
通过遥感数据处理和解译,可以获得地表沉降的空间分布图,识别出沉降区域,并进一步分析地表沉降的原因和机制。
这为制定相应的预警措施和灾害防治提供了科学依据。
其次,测绘技术在地表沉降监测与评估中也发挥着重要作用。
基于高精度的测绘数据,如全球定位系统(GPS)、激光雷达测距仪(LiDAR)和形变监测等技术,可以实时监测地表沉降的速率和幅度。
通过建立监测网,将各个监测点的变形信息进行实时传输和分析,可以有效监测地表沉降的变化趋势,并及时预警和采取相应的防治措施。
此外,遥感数据与测绘技术的结合应用还能够提高地表沉降的评估精度。
通过融合多源遥感数据和多种测绘技术,可以更全面地获取地表沉降的数据,其时间和空间上的覆盖范围也更广泛。
同时,结合地理信息系统(GIS)和数字高程模型(DEM)等技术,可以对地表沉降进行三维可视化和空间分析,进一步探索地表沉降与其他地理要素之间的关系。
当然,地表沉降监测与评估中仍然存在一些技术挑战和问题,亟待解决。
首先,如何处理遥感数据中的噪声和误差,提高数据的精度和准确性是非常重要的。
其次,地表沉降的原因和机制复杂多样,如何通过遥感数据和测绘技术解构地表沉降的成因,并进行准确的预测和评估也是一个难点。
此外,数据的获取和处理需要专业的设备和技术支持,这也是一个限制地表沉降监测与评估应用的因素。
综上所述,遥感数据与测绘技术在地表沉降监测与评估中具有重要作用。
建筑物沉降监测数据处理
建筑物沉降监测数据处理科技信息.工程技术建筑栩沉降监测数据处理中冀兵北工程勘察设计有限公司聂青青【摘要]了解建筑物沉降监测的重要性,运用EXCEL分析处理监测数据并生成沉降曲线,预测未来沉降变化趋势.[关键词]沉降监测数据分析处理沉降曲线图变形预报1.前言沉降监测的任务是在各种荷载和外力作用下,确切反映建筑物及其场地的实际变形程度或变形趋势,为施工和运营管理提供可靠的资料和相应的沉降参数.准确掌握建筑物的沉降规律,据此推断沉降变形对建筑物的影响程度,能保证建筑物的正常使用寿命和安全.本文以X×××××油罐监测为例介绍沉降监测数据处理的过程及意义.2.建筑物沉降监测数据处理对各周期的观测成果应及时整理,并选取与实际变形情况接近或一致的参考系,根据最小二乘法及统计检验原理对观测点进行平差计算和精度评定;对重要的监测成果的变形进行几何分析与必要的物理解释,并对变形趋势作出预报,并将这些成果及时反馈给相关部门.具体工作有:①校核各项原始记录;②计算和统计每周期沉降量和累计沉降量;③计算每周期的平均沉降值,平均沉降速度,相对倾斜等;④绘制监测点沉降曲线图.在此基础上利用变形曲线图,结合观测过程中的各种因素对观测成果进行分析,总结建筑物变形过程,变形规律,为今后建筑物的建设和管理维护提供完备的基础资料.2.1沉降监测数据处理2.1.1检查外业观测成果与起算数据核对和复查外业观测成果与起算数据,进行各项改正计算,验算各项限差,在确认全部符合规定要求后方可进行计算.各类测量点观测成果及计算应符合下列要求:①观测值中不应含有超限误差,观测值中的系统误差应减弱至最小程度;②合理处理随机误差,正确区分测量误差与变形信息;③多期观测成果的处理应建立在统一的基准上.观测值中的超限误差,除在观测过程中应严格作业,认真检核随时予以排除外,在数据处理过程前,还应通过检验将判定含有粗差的观测值予以剔除.对于多次重复观测列中的粗差检验,可采取格拉布斯准则或狄克逊准则;对于高精度监测网的粗差检验可采用巴尔达数据观测法或稳健估计法.2.1.2水准网平差计算根据本工程需要,水准网采用EXCEL表格中的”测量平差计算”程序进行严密平差计算水准网的闭合差训.采用”测量平差计算”程序计算闭合差叫之前,利用公式叫=(No一)+>:+e(Ho和H为水准路线两端点的已知高程;为水准测量路线中各测段观测高差加入尺长改正数,后的往返测高差中数之和;£为水准测量路线中各测段的正常水准面不平行改正数之和)对此程序进行验证.程序验证无误后方可用于本工程水准网的平差计算.如果测段往返侧高差不符值,附合路线或环线的闭合差Ze.3不应超过~2m,测段单程双测点所测高差的不符值不应超过±1.4m√(m为相应等级的每测站高差中误差,1”/为测站数),可进行后序工作, 否则本周期重测.闭合差可按与测站数(或按距离)成正比的关系,将高差闭合差反符号分配到各段高差上,使改正后的高差总和满足理论要求,最后按改正后的高差计算各待定点的高程,并按网点的不同要求合理估算观测成果的精度,正确评定成果质量.2.2监测数据成果表整理2.2.1沉降监测成果表每周期观测结果与前一周期比较,采用EXCEL表格的加减乘除, MAX(),AVERAGE()等函数公式计算本次沉降,本次累计沉降量,本次平均沉降,本次累计平均沉降,本次平均沉降速度,本次相邻点最大差异沉降及本次对径点最大差异沉降等.使用EXCEL表格函数公式计算之前需经两次手算验证后方可用于本工程成果表的本次平均沉降整理.各个沉降参数的公式算法如下:观测点本次沉降=观测点上次高程一观测点本次高程;观测点本次累计沉降量=观测点上次高程累计沉降量+观测点本次沉降;本次平均沉降=A VERAGE(各个观测点本次沉降);本次累计平均沉陴~AVERAGE(各个观测点本次累计沉降);本次平均沉降速度:本次平均沉降/天数;本次相邻点最大差异沉降=MAX(本次各个相邻点差异沉降值);本次对径点最大差异沉降=MAX(本次各个对径点差异沉降值).如果监测数据的本次变化量,变化速率,累计变化量等超过了临界值,立即组织技术人员对数据和外界因素变化进行综合合理分析,排除?-——346--——观测,计算过程错误后,应向相关部门发出警报,提出合理建议以便尽快采取措施,避免事故发生.每周期沉降数据表见表l.(由于篇幅有限只提取部分数据)表1时间2009-0.’L-049:02点号高程(m)沉砰:It(m)备注本次罴计l5.6008-0.539.0正值为下沉,盎僮为厦25.6159一O.8,t2.435.6134—0.543.045.6i48-0.644.723l5.6293—0.5134.9I24f5.6210一-0.il36.7I25l5.65’580.l136.7l杠次平均沉障(H-o.5零计平均褫降量(m3窨.3冗降速度(m/d)一0.1旧邻点最大差异沉降(I【ErJ1-2f3.5对径点最大差异沉降(姗)~i-16l11.02.2.2时间一荷载一沉降计算结果表本T程结束后整理所有观测周期各个沉降参数数据,数据格式见时间一荷载一沉降表见表2.(由于篇幅有限只提取部分数据)表2日期{獭gt磊积降.曲,执障还翠:砌jr(哺,相邙患曩犬差异(珊j对雠最走差异h 2o懈嘈啊O.o.O12of)~一90O002∞08一tt5∞32008—9—38.0562ot78—98Ol75..08—》8o1762∞8—9-68ol?72.3绘制沉降曲线图图表具有较好的视觉效果,可直观反映沉降的变化情况和预测未来变化趋势.我们利用EXCEL图表功能自动生成P—T—s—Vf荷载一时间一沉降一速率)曲线图,曲线图以观测时间为横轴,纵轴分别是荷载,累计沉降量及沉降速率.沉降曲线图见图1.}_1..i{一一,’l:...*._”, (I)i=.-=;,”II~J∞图1通过沉降曲线,我们可以发现,沉降量随荷载增加而增大,荷载变化越大,沉降速率越大,荷载不变后,累计沉降量变化越来越小,直至趋于稳定.由此可见,P—T—s—V(荷载一时间一沉降一速率)曲线图可判断建筑物沉降是否进入稳定期.对重点观测和科研观测工程,若最后三个周期观测中每周期沉降量不大于2√2倍测量中误差可认为已进入稳定阶段;一般观测工程,若沉降速度小于O.111,-0.04rnm/d,可认为已进入稳定阶段.2.4变形预报变形的物理解释应确定变形体变形与变形因子之间的函数关系,并对引起变形的原因作出分析和解释,以预报变形发展趋势.根据需要和条件,可采用下边两种方法.(1)回归分析法.应以lO个以上周期的长期观测数据为依据,通过分析所测变形与内因,外因之间的相关性,(下转第342页)科技信息.基础教育浅谈小学数学硇课堂教学策略河南省永城市芒山镇柿元小学赵永亮[摘要]课堂是学校教学的主阵地,提高数学课堂教学效果,就要激发学生的学习兴趣,精心组织课堂教学,选择合理的教学内容设计合理的巩固练习,注重教学反思,这样就可以优化小学数学课堂,提高教学效果.[关键词]IJ,学数学课堂教学策略随着素质教育的推行,对小学生数学素质的要求也有所提高,原有的数学教学中的一些方法已经不能完全适应现在的教学了,当今的学生自主意识较强,如何充分利用课堂有限的时间,获取最佳的课堂教学效果,是教育改革的方向.下面笔者结合个人在数学教学中的体会,对此谈一些粗浅的看法.一,创设情境.科学引导最好的教育就是要变学生”要我学”到”我要学”,也就是要科学引导学生主动地参与课堂学习.教师应有意创设生动,愉悦的情境,挖掘知识点之间的联系,从而提高课堂效果.在课堂上,教师可以把有关故事,趣味游戏引入课堂,这有利于学生对知识的理解和记忆.因为小学阶段的学生好奇心是非常强烈的,只要我们合理设计,很快就能把学生带入课堂.我们可以在讲授新知识前不要急于传授知识,而是巧妙设疑,吊起学生胃口,学生有问题往往会更有动力.但是,很多教师在备课的过程中,往往是所授内容准备充分,但对学生情况没有做到认真分析,从而教师教和学生学脱节,教学效果就比较差.所以,教师能否通过创设问题情境,激起学生对新知学习的热情,拉近学生与新知的距离,让学生亲近数学,对课堂教学效果会有很大程度的影响.二,充分备课,注重衔接教师备课是否充分直接影响着课堂教学效果.首先,教师要对教学内容心中有数.要熟悉教材,掌握课堂上应该涉及的知识点;要以学生为出发点,了解学生的学习基础和心理状态,合理安排课堂进度;要明确教学方法,多备一些相关知识和典型例子,避免枯燥无味的灌输.其次,教学内容安排要科学合理.备课时既要照顾到教学内容的全面性,又要注意到所教内容的深度.要在完成教学任务的基础上考虑到学生的接受能力,向深~步适当进展,为后面的课程打好基础.数学知识系统性强,知识结构紧密.但知识的教学都是一点一点地来,一个知识点往往分几节课来完成,这就需要老师在安排教学进度时注意知识问的联系,强调学前的预习和课后的复习,做到前面的知识“学而时习之”,为后面的讲解铺路.三,巧设问题.营造氛围思维是从问题开始的.问题是数学教学和数学学习的生命.数学教学中,要巧妙设计问题,善于利用问题来鼓励和激发学生独立思考,积极探索,合作交流,点燃其智慧火花,有效地学习.一是提问导人新课.通常,新课导人时要提出问题.巧妙的问题引人能迅速集中学生的注意力,引发其数学行为,或观察,或思考,或操作,或讨论,开始新知的探究活动.二是提出突出问题.在重点处提出问题能诱发学生深入全面的探索新知,理清知识脉络,把握知识核心,从而有效地达成教学目标.三是突破难点.难点是学生学习掌握知识比较困难的地方.在难点处提问,能有效地引起学生的注意,并集中精力攻克难点,从而提高课堂教学的有效性.四是提问激发探究.学生在自主探究活动中能更深刻地领会知识,获得体验和感悟.教师应更多地提出对新知进行分析综合,重组加工的问题,引发探究,并适时引导深化.课堂提问要少而精,粗而实,明确具体,思有所指,具有思维性,灵活性,多向性,逻辑性,引导学生逐步深化认识,完善认知.四,鼓励参与,交流互动教学是一个师生双方的互动过程.只有想方设法引导学生全员参与,全程互动,让学生切实成为课堂的主人,变教师的”独角戏”为师生的”交响乐”,才会形成交流互动的生动课堂,最终达到师生共赢的目的.一是开展小组学习.在小组学习中,师生都以参与者的角色一起投入,容易引发互动.教师巡视并指导学生合作交流,及时鼓励,可以提高交流的有效性.二是选择生活素材.教师在选取教学素材时一定要注意学生对知识的接受程度及其与已学知识的联系.接近生活的素材更易于学生接受新知识.三是师生互动评价.教学中教师要坚持让学生平等的参与评价,实行自评,互评相结合,引出学生心里话,让师生交流碰撞出绚烂的火花,有效提高认识水平.五,变换作业形式.优化练习数学练习是形成和巩固学生数学认知结构的过程,有针对性地设计练习是有效教学的重要一环.但一味的让学生做题,只能造成学生的厌烦.改变一下作业的形式,能提高学生对数学的兴趣,达到事半功倍的效果.随着对新课程理念的深入学习和领会,作业的设计应体现两个原则,即因材施教的弹性化作业原则和培养兴趣的人文化作业原则.应该让学生有权利自主选择不同数量,不同内容的作业.这样,才可能调动学生学习的积极性,消除学生对作业的厌恶感与恐惧感,使学生的潜能得到充分的挖掘,让学生真正喜欢上数学作业.数学知识与生活密切相连,很多的知识都能有效地指导我们解决生活实际的问题, 所以最好的作业并不来源于书本,而是来源于生活实际,生活为学生营造了很好的数学学习舞台,也给学生创设了丰富多彩的情景,每一个情景就是一道活生生的数学题,因而数学家庭作业应更生活化.如在学完”统计”后,布置了学生记录我班学生的体质健康卡中的身高与体重, 学会应用统计知识.提高数学教学课堂效果的方法有很多,教有法,学才有路,有效.只有教师用心设计教学内容,教学中引导学生积极,主动地开展学习活动,才能达到好的教学目的.参考文献[1]安佰秀,李业和.优化数学课堂教学策略促进学生主动参与[J]现代中小学教育,2011.9,35—36[2]余文森冲国教育报IN].2007.4.20,第6版(上接第346页)建立荷载一变形关系的函数模型.当处理两个变量之间的关系时,可采用一元回归分析;当处理两个变量之间关系时,应采用逐步回归分析,通过在回归方程中逐个引入显着因子,剔除不显着因子,获得最佳回归方程(预报方程).(2)确定函数模型法.应以大量变形信息和变形因素的观测资料为依据,利用荷载,变形体的几何性质和物理性质以及应力一应变间的关系来建立数学模型.当变形体的几何形状和边界条件复杂时,可联合使用函数方法与回归方法的函数一回归分析方法.本工程建筑物沉降的主要因素是荷载,可采用一元回归分析法结合P—T—S—V(荷载一时间一沉降一速率)曲线图对变形进行预测.如果荷载不变也可采用数值分析中的线性内插法推算时域外的监测点的沉降量,且仅适用于连续下沉的监测点.计算公式如下:+】=一1+(一一1)×(£+1~£一1)/(f一£一1)(式中,y一沉降量,t一时间)当预测的沉降参数接近限差时,组织技术人员对数据进行综合合理分析,对预测数据确认之后立即向业主及有关部门汇报情况,进行综合分析,提出切实可行的对策,避免发生重大事故.3.结语沉降观测是一项重复性,延续性的工作,多次观测形成系列图表数据,可有效反映沉降变化规律,预测建筑物未来变化趋势,并及时将沉降信息反馈给相关部门,防患未然,避免因不均匀沉降影响施工或后期管理参考文献[1]JQI/T一97,建筑变形测量规程【2jGB50026—93,工程测量规范[3]蒋林基于Excel的沉降监测不连续情观数据处理[Jt.城市勘测,2010(12)[4]秦岩宾高层建筑物沉降监测中的几个问题[『]_工程设计与建设,2004(9)[5]武兴岩,全广军,安永建.高层建筑的沉降变形监测及数据处理分析[I].建筑与工程,2011[6]刘建延,李东辉.广州地铁沉降监测方法及数据处理[I].地理空间信息。
建筑物沉降观测及数据处理
建筑物沉降观测及数据处理摘要:随着科学技术的迅猛发展和我国现代化进程的不断加快,城市各类高层建筑物越来越普遍。
由于建筑物的增高、荷载的增加,在地基基础和上部结构的共同作用下,建筑物将发生不均匀沉降,轻者将使建筑物产生倾斜或裂缝,影响正常使用,当变形值超过一定限度时,会影响建筑物本身的安全以及人民生命财产的安全。
为了更好的提高建筑工程的安全性和稳定性,此外也为日后的工作提供更加可靠全面的数据,这样才能更好的防止施工中因为不均匀沉降对工程产生不利的影响,从而使得工程的经济效益大幅下降。
关键词:沉降监测;周期性;数据分析引言:随着我国城市化进程的不断加快,各个城市的高层建筑如雨后春笋般日益增多,沉降观测是高层建筑物在施工期间及运营阶段必不可少的一项工作。
高层建筑物建设中的沉降观测技术是在整个工程建设过程中必不可少的一部分,通过沉降观测可以有效确定建筑物的变形状态,以确保工程施工的质量和安全。
本文主要通过对高层建筑物施工过程中的沉降观测技术进行分析和研究,分析沉降产生的原因,论述在沉降观测过程中的基本要求,介绍通过沉降观测技术反映沉降情况的方法。
1 高层建筑物产生沉降的原因高层建筑物是依靠其地基来承担其所有的重量和荷载,引发高层建筑发生变形的因素主要是建筑物周围的外在环境的变化、地下水位的变化和高层建筑物上部的荷载等。
这些影响因素之间是相互关联的,在不同的时间段里不同程度的作用于高层建筑物。
1.1高层建筑物上部荷载分布不均由于建筑物上部的荷载分布不均衡,相应的持力层的地基土附加应力不均,地基土的厚度不均,最终导致各部分的土体不均匀,从而造成压缩变形,产生沉降。
1.2施工过程中的差异在高层建筑施工过程中施工的差异会使荷载分布与预期的分布存在不同,最终产生建筑物的沉降。
建筑物的沉降也会受到其周围环境的影响,从而发生变形,如在高层建筑周围开挖深基坑就会是原有的高层建筑受到影响。
1.3自然环境的影响不断变化的自然条件是影响高层建筑物发生沉降的重要因素。
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基于ArcGIS Engine的建筑物沉降观测数据分析系统
针对沉降观测数据处理,利用Visual Studio C#.Net 作为开发工具,结合ArcGIS的二次开发平台ArcGIS Engine 及Microsoft Office Access,设计开发了一个图文一体化的沉降观测数据分析系统,实现沉降数据的快速处理及变形预测。
标签:沉降观测;ArcGIS Engine;Access;图文一体化
1 概述
为了确保建筑物的正常使用寿命和建筑物运营的安全性,有必要在建筑物施工和运营的始终对其进行变形观测[1]。
而作为最能反映建筑物的稳定性、监视其安全情况、研究其变形规律的变形监测方法——沉降观测在工程测量中越来越为人们所重视。
目前国内的沉降观测研究主要注重于对通过各种观测手段获取的大量沉降观测数据进行数据管理系统方向的应用和尝试,包括显示、分析、预测,运用的中间软件工具有Excel、ArcGIS、AutoCAD、Matlab等[2]。
其对观测数据进行分析的方式主要有如下两种:
第一种是将高程数据手动输入到Excel 中进行简单的数据分析,但是仅仅依靠简单的Excel 或是人工检查整理,势必会大大降低工作效率,并且只能完成简单的分析和绘图功能,不能进行精度评估和沉降趋势预测。
第二种是利用专业的沉降观测数据处理和分析软件进行沉降数据分析,如帷幄沉降观测数据处理和分析系统和ArcGIS等,但是这些软件或多或少有缺陷:所占运行内存较大、价格较贵、不方便用户的简单使用等等。
现实工作中,为了实现高效率的生产,对沉降数据的分析及预测就迫切需要摆脱传统的方式,用一个更加方便有效的系统来实现这些功能。
本次设计以Visual Studio C#.Net 作为开发工具,结合ArcGIS 的二次开发平台ArcGIS Engine 及现下比较轻便流行的、由微软发布的关联式数据库管理系统Microsoft Office Access,开发了一个方便灵活、简洁实用、可实时交互的、可实现图文一体化的沉降观测数据分析系统。
2 系统的设计
2.1 数据库设计
沉降观测原始高程数据比较多且复杂,分开管理会造成数据更新和分析的不便,我们本次利用关联数据库管理系统Access建立数据库,将原始观测数据全部录入。
2.2 功能设计
沉降观测数据分析系统主要功能模块如图1。
图1 系统功能模块
3 系统实现
本系统是在.Net 环境下,以C#程序开发语言作为系统开发程序语言,将ArcGIS Engine 作为第三方控件加载到Visual Studio 2010 应用程序框架中构建ArcGIS Engine 二次开发程序。
3.1 数据加载
沉降观测的原始高程数据存放在Access数据库,因此要完成沉降观测原始高程数据的加载,必须要连接数据库,才能把数据库中的高程数据导入到dataGridView1中。
数据加载的部分代码如下:
string ConStr = “Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;”;
ConStr += @”Data Source = E:\沉降程序\沉降观测\bin\Debug\cjgcsjk.accdb;”;
string sql = “select * from GCSJ”;
OleDbConnection conn = new OleDbConnection(ConStr);
conn.Open();
OleDbDataAdapter da = new OleDbDataAdapter(sql,conn);
DataSet ds = new DataSet();
da.Fill(ds);
dataGridView1.DataSource=ds.Tables[0];
dataGridView1.Columns[0].HeaderText=“点号”;
dataGridView1.Columns[1].HeaderText=“高程(m)”;
dataGridView1.Columns[2].HeaderText=“测期”;
3.2 点击查询
要实现点击查询某一点的沉降信息,首先需要实现的是点击查询功能,即点击某一观测点即弹出属性窗口、并将所点点的点号传递到属性窗口以便实现查询的功能。
该部分功能放在MapControl的MouseDown事件中实现。
3.3 沉降量计算
将沉降观测原始高程数据加载到属性窗口的dataGridView1中之后,就可以进行沉降量计算工作了,沉降量包括单次沉降量和累计沉降量两部分。
将每个点的观测数据按照测期先后进行排列后,将后一个测期的高程减去前一测期的高程即得到该测期的单次沉降量,将该测期的单次沉降量和前一测期的单次沉降量相加即得该测期的累计沉降量,并将计算结果放到dataGridView2中。
3.4 沉降曲线绘制
仅仅将沉降量列出来表示在dataGridView2的表格中还不够直观,因此需要将结果表示成沉降曲线图,这样就能够更加直观地反映出沉降趋势。
在绘制沉降量曲线是使用的是C#窗体应用程序中的Chart控件实现的。
具体的实现代码如下:
using System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting;//添加引用
chart1.Series.Clear();chart1.Series.Add(”Series1”);
chart1.Series[“Series1”].ChartType = SeriesChartType.Spline;
chart1.Series[“Series1”].Points.DataBind(DT_subsidence.AsEnumerable (),”Date”,“AccumuSubsidence”,““);
3.5 沉降趋势预测
在进行沉降预测时采用的是灰色预测模型,利用C#语言完成了设计,预测方式分为时刻预测和时段预测两种方式。
文章只考虑时间效应对建筑物沉降的影响,因此文章将采用一阶一元预测模型GM(1,1)模型进行沉降预测。
GM(1,1)模型[3]的实现步骤如下:
3.5.1 灰数的计算
某个系统的原始数据往往是无规律的,是随机量,可以看作是在一定区域内变化的灰色量。
为了提高原始数据的规律性,对灰色量采用数据生成方式,获得规律性较强的生成数列。
用于灰色预测模型的灰数生成方法主要是累加生成法(AGO -Accumulated Generating Operation)。
3.5.2 模型参数的解算
“1-AGO”数列的GM(1,N)预测模型进行白化微分后可以建立反映主因子与影响因子之间关系的方程模型,对所建的白化微分方程模型进行离散分析后可得一个线性方程组。
对该线性方程组进行求解可得GM(1,1)的最小二乘解,将计算得到的最小二乘结果代入白化微分方程并求解微分方程得到x 预测值。
通过与专业统计软件SAPP的预测结果比较,本系统预测的结果误差较小,在精度允许的范围内,预测成果可用。
4 结束语
文章采用ArcGIS Engine二次开发与.Net系统集成平台,设计开发了基于ArcGIS Engine的图文一体化的沉降观测数据分析系统,具有实用、易操作等特点,能满足一般用户的要求。
本设计开发的系统在功能和性能上还有很多的欠缺和不足,还需要结合用户需求细化功能模块,提高相关性能。
比如在现在二维图形的基础上进行沉降观测对象的三维建模,将沉降量这个因变量在图上更好的与观测时间、工程进度、建筑物高度等等因变量结合起来,这样才能更好的进行沉降量分析和预测,由此才能更准确的指导和指挥生产建造。
参考文献
[1]韩正,杜海霞,龙飞,等.高层建筑沉降观测及其数据分析[J].城市勘测,2009(1):108-110.
[2]赵海卫,王芹,刘照永,等.基于ArcGIS的建筑物沉降观测数据分析及三维模拟[J].城市勘测,2010(5):47-50.
[3]张显富,郭淳.灰色预测模型及其在沉降预测中的应用[J].唐山学院学报,2002(3):657-658.。