变形观测数据处理ppt课件
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7-第七章-工程的变形监测和数据处理
➢典型动态变形模型
对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化 （(渐变)和周期变化(周变)所引起的变形体的典 型变形可用下图的(a)、(b)、(c)来分别表示。
（a）突变模型对应的动态变形模型为
y(t)
H [1
exp(
t
t0 T
)]
图中 x0、xE为始末时刻变形因子的值， y0、yE 为始末时刻的变 形量，H、T 为传递常数和时间常数， Tp为变化周期，Tv 为时 间延迟。
主要内容
➢ 什么是变形监测？ ➢ 为什么要进行变形监测? ➢ 变形监测有哪些内容和特点 ?
重点
➢ 变形监测网和变形监测方案设计 ➢ 变形观测数据处理 ➢ 成果表达和解释
思考题
以典型工程为例，说明变形监测的内容 和特点？
工程变形监测有哪些方法？发展趋势如 何？
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
二、成果表达
变形监测的成果表达主要包括用文字、表格 和图形等形式进行表达，也可采用现代科技 如多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术进 行表达。
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
三、成果解释
对变形的解释与变形体的性质和监测目的有关，需 要解答以下的问题：
§7.4 变形观测数据处理
二、变形监测点的数据处理 ➢其他方法 时间序列分析法 频谱分析法 模糊人工神经网络法 小波分析法
§7. 5 变形监测资料整理、成果表达和解释
一、资料整理
➢资料整理的主要内容包括
✓收集资料 ✓审核资料 ✓填表和绘图 ✓编写整理成果说明
➢资料分析的常用方法有
✓作图分析 ✓统计分析 ✓对比分析 ✓建模分析
一、变形监测的定义、作用和内容
➢变形监测的特点
变形观测和数据处理
通过相邻观测数据的差值，消除 系统误差，提高数据处理精度。
回归分析法
利用数学模型对观测数据进行拟 合，找出数据之间的内在规律。
高级数据处理技术
小波分析法
利用小波变换对观测数据进行多尺度分析，提取 有用信息，适用于非平稳信号处理。
神经网络法
模拟人脑神经元网络结构，对观测数据进行学习 和预测，适用于复杂数据的处理和分析。
支持向量机法
基于统计学习理论，构建分类或回归模型，对观 测数据进行分类或预测。
数据处理技术的选择与优化
1
根据观测数据的特性和需求选择合适的数据处理 技术。
2
对多种数据处理技术进行比较和评估，选择最优 方案。
3
根据实际应用情况对数据处理技术进行优化和改 进，提高数据处理效率和精度。
04
变形分析与预测
变形观测与数据处理将与多个学科融合，如地理信息系统、遥 感技术等，为更多领域提供服务。
对行业的启示和建议
加强技术研发和创新
鼓励企业和研究机构加强变形观测与数据处理技术的 研发和创新，提高我国在该领域的国际竞争力从业人员的培训和教育，提 高其专业素质和技术水平。
通过布设导线网，测量 各导线边长和角度变化，
确定整体变形。
利用全站仪进行三维坐 标测量，可实现高精度
变形监测。
现代变形观测方法
01
02
03
04
GPS监测
利用全球定位系统进行大范围 、高精度变形监测。
InSAR技术
利用卫星遥感干涉测量技术， 实现大面积地表形变监测。
光纤应变监测
通过光纤传感器监测结构内部 应变变化，适用于桥梁、大坝
根据观测数据的特性和应用需求，制定相应的质量控制标准。
回归分析法
利用数学模型对观测数据进行拟 合，找出数据之间的内在规律。
高级数据处理技术
小波分析法
利用小波变换对观测数据进行多尺度分析，提取 有用信息，适用于非平稳信号处理。
神经网络法
模拟人脑神经元网络结构，对观测数据进行学习 和预测，适用于复杂数据的处理和分析。
支持向量机法
基于统计学习理论，构建分类或回归模型，对观 测数据进行分类或预测。
数据处理技术的选择与优化
1
根据观测数据的特性和需求选择合适的数据处理 技术。
2
对多种数据处理技术进行比较和评估，选择最优 方案。
3
根据实际应用情况对数据处理技术进行优化和改 进，提高数据处理效率和精度。
04
变形分析与预测
变形观测与数据处理将与多个学科融合，如地理信息系统、遥 感技术等，为更多领域提供服务。
对行业的启示和建议
加强技术研发和创新
鼓励企业和研究机构加强变形观测与数据处理技术的 研发和创新，提高我国在该领域的国际竞争力从业人员的培训和教育，提 高其专业素质和技术水平。
通过布设导线网，测量 各导线边长和角度变化，
确定整体变形。
利用全站仪进行三维坐 标测量，可实现高精度
变形监测。
现代变形观测方法
01
02
03
04
GPS监测
利用全球定位系统进行大范围 、高精度变形监测。
InSAR技术
利用卫星遥感干涉测量技术， 实现大面积地表形变监测。
光纤应变监测
通过光纤传感器监测结构内部 应变变化，适用于桥梁、大坝
根据观测数据的特性和应用需求，制定相应的质量控制标准。
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4.5 小波变换用于信噪分离
➢ 变形分析中的为什么要应用小波变换？ ➢ 了解小波变换的基本概念 ➢ 小波变换在变形分析中的应用体现
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10
第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.6 变形监测成果的整理
➢ 以“工作基点位移对变形值的影响”为例，说
明变形监测成果整理的重要性
➢ 观测资料的整编
而修正设计的理论以及所采用的经验系数。
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17
2. 资料整理步骤：
资料的校核 变形观测资料的插补
填表 绘图
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18
资料的校核
校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算有否 错误。
（1）原始观测记录应填写齐全，字迹清楚，不得涂 改、擦改和转抄；凡划改的数字和超限划去的成果，均 应注明原因，并注明重测结果的所在页数；
3、数据处理前的准备工作：
• 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。
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5
第一节 概述
4、数据处理方法：
• 数据检验：粗差剔出；超限误差检验；稳定性分 析
• 平差处理：经典平差；自由网平差；秩亏网平差； 拟稳平差等
4.3 监测网观测资料的数据筛选
➢ 数据筛选的基本原理与检验步骤
➢ 超限误差局部检验中， u检验法、 检验法、
t检验法等三种检验方法的本质区别
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9
第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.4 监测资料的奇异值检验与插补
➢ 自动化监测系统中数据的奇异值检验方法 ➢ 监测资料插补的原因和插补方法
（1）按内在物理联系进行插补 按照物理意义，根据对已测资料的逻辑分析，找出主 要原因量之间的函数关系，再利用这种关系，将缺漏值 插补出来。 （2）按数学方法进行插补 ① 线性内插法：由某两个实测值内插此两值之间的观 测值时，可用：
➢ 变形分析中的为什么要应用小波变换？ ➢ 了解小波变换的基本概念 ➢ 小波变换在变形分析中的应用体现
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.6 变形监测成果的整理
➢ 以“工作基点位移对变形值的影响”为例，说
明变形监测成果整理的重要性
➢ 观测资料的整编
而修正设计的理论以及所采用的经验系数。
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2. 资料整理步骤：
资料的校核 变形观测资料的插补
填表 绘图
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资料的校核
校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算有否 错误。
（1）原始观测记录应填写齐全，字迹清楚，不得涂 改、擦改和转抄；凡划改的数字和超限划去的成果，均 应注明原因，并注明重测结果的所在页数；
3、数据处理前的准备工作：
• 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。
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第一节 概述
4、数据处理方法：
• 数据检验：粗差剔出；超限误差检验；稳定性分 析
• 平差处理：经典平差；自由网平差；秩亏网平差； 拟稳平差等
4.3 监测网观测资料的数据筛选
➢ 数据筛选的基本原理与检验步骤
➢ 超限误差局部检验中， u检验法、 检验法、
t检验法等三种检验方法的本质区别
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.4 监测资料的奇异值检验与插补
➢ 自动化监测系统中数据的奇异值检验方法 ➢ 监测资料插补的原因和插补方法
（1）按内在物理联系进行插补 按照物理意义，根据对已测资料的逻辑分析，找出主 要原因量之间的函数关系，再利用这种关系，将缺漏值 插补出来。 （2）按数学方法进行插补 ① 线性内插法：由某两个实测值内插此两值之间的观 测值时，可用：
第七章 工程的变形监测与数据处理ppt课件
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➢•工程和局部形变--测定工程建筑物的沉陷、水 平位移、挠度和倾斜，滑坡体的滑动，以及采矿、 采油和抽取地下水等人为因素造成的沉陷。
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8
1.5 变形监测的目的和意义
实用意义： 保障工程安全。
科学意义： ✓解释变形的机理， ✓验证变形的假说， ✓检验设计是否合理， ✓为修改设计、制定规范提供依据。
b.关闭内门，打开外门，等过渡室 温与外界温度一致后，将高程传递到 洞外。
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26
•深埋双金属标：避免温度变化对标志高程的影 响。 a.组成：由膨胀系数不同的两根金属管（钢和铝） 组成，在两根管顶部装有读数设备。 b.工作时，在读数设备上，可以得出由于温度变 化引起的两根管长度变化差数Δ，由Δ值可算出 金属管本身长度的变化。
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22
•目标点的选择原则： a) 能反映整个变形体的情况（每个坡段至少一 个观测点）； b) 变形变化大的地方多埋； c) 工程的重点地段，地质条件差的地段； d) 其他原因专门提出； e) 有利的观测条件。
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23
三、垂直位移基准点的布置
为解决基准点选择的矛盾，对于水准基准点一 般采用一级或两级水准点方式布置。 •水准基点：远处稳定的水准点，对工作基点进 行定期观测，以求得工作基点的垂直位移值。 •工作基点：离变形体较近的点，定期对各观测 点进行精密水准测量，以求得各点在某一时间段 内的相对垂直位移值。 •观测点：变形体上的点，反映了变形体的变化 情况。（葛洲坝坝面503个观测点，廊道270个 点。）
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6
➢• 区域性形变--测定地壳板块内变形状态和板 块交界处地壳相对速度
GPS已成为主要的技术手段。近10年发展起 来的空间对地观测遥感新技术——合成孔径雷 达干涉测量(InSAR),在监测地震、火山地表移动、 冰川漂移、地面沉降、山体滑坡等方面，其试 验成果的精度可达cm或mm级，表现出了很强 的技术优势。
变形监测数据处理5-2
1 0 1 0 0 1 0 1 T H 0 0 0 0 y1 x1 y 2 x2 0 0 0 0 x1 y1 x2 y 2
1
0 0 ym x
0 m
0 1 0 xm 0 y m 42 m
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
可见，采用固定基准的经典平差、重心基准的伪逆平差和相 对稳定基准的拟稳平差所得各点的沉降数值是完全不同的。 因此，变形分析中应选择何种平差方法，应从所计算的变形 值是否接近实际变形值来考虑。当网中没有稳定或相对稳定 点时，可考虑用自由网伪逆平差；当网中存在相对稳定点时 ，可考虑用拟稳平差。
0 P0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0
T
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
三、基准方程 GT x 0 中系数矩阵 G T 的确定
AH 0
这个H就是附加约束条件的矩阵G:
H G
第 五 章
监 测 网 的 参 考 系 和 稳 定 性 分 析
一、监测网平差的参考系
我们需要注意的是，自由网平差只是解决法方 程式
Nx W
中系数阵N奇异问题的一种方法，不能误解成解决 没有起算数据的平差问题的方法。 在变形分析中，笼统地说那种平差方法最好是 不合适的，问题的关键在于平差方法中所定义的 参考系是否与实际变形情况相符合。因此，实际 中，要根据具体情况选择恰当的变形参考系。
T
G H P 0
T 0 T
其中,
I 0 0 P0 0 0 I 0 为单位矩阵,下标0表示拟稳点
第五讲变形观测数据的整理和分析
（一）观测点变形过程图：反映变形的趋势、规律和幅度。 初步判断建筑物是否正常的依据。 横坐标：时间 纵坐标：累计变形值
三、变形测量中几种常见的线图
（二）变形关系曲线：反映变形与某种因素的关系
横坐标：累计变形值 纵坐标：引起变形的因素（温度、荷重、水位）
三、变形测量中几种常见的线图
（三）变形等值线图：表示某一时刻变形在空间分 布情况
四、变形监测实例
四、变形监测实例
四、变形监测实例
测量机器人动态监测
有线方式
无线方式
四、变形监测实例
四、变形监测实例
四、变形监测实例
2019年，TCA2019成功用于意大利北部阿尔卑斯山脉峡谷 中的大坝坝区高边坡的稳定性监测。 2000年在瑞士纳尔普斯（Nalps）大坝上建立了由两台 TCA2019组成的自动化的持续变形监测系统，监测精度可 达1mm左右。
四、变形监测实例
江亚大坝
四、变形监测实例
四、变形监测实例
水平角采用方向观测法，施测12测回，前后6测回分别在异午时间段施测， 每测回的盘左盘右各读两次，取中数；边长和高度角各观测3个测回，每 测回盘左盘右各测次，并取均值，往返共测6个测回。全网施测约11天时 间，而前七期的人工观测需要约25天左右，提高了工作效率一倍以上。
四、变形监测实例
复习思考题
1、变形测量概念？工程变形测量概念？ 2、建筑物变形测量的分类及变形的原因？3、建筑物变形测量的内容？ 4、建筑物变形测量的特点和精度分类？ 5、沉降观测分类及观测方法和观测步骤？ 6、什么是水准基点、工作基点和监测点？7、水平位移观测的步骤？ 8、沉降观测和水平位移观测的实质？9、挠度概念？ 10、变形观测数据整理的具体内容？ 11、变形测量中有哪些常用的线图？
三、变形测量中几种常见的线图
（二）变形关系曲线：反映变形与某种因素的关系
横坐标：累计变形值 纵坐标：引起变形的因素（温度、荷重、水位）
三、变形测量中几种常见的线图
（三）变形等值线图：表示某一时刻变形在空间分 布情况
四、变形监测实例
四、变形监测实例
四、变形监测实例
测量机器人动态监测
有线方式
无线方式
四、变形监测实例
四、变形监测实例
四、变形监测实例
2019年，TCA2019成功用于意大利北部阿尔卑斯山脉峡谷 中的大坝坝区高边坡的稳定性监测。 2000年在瑞士纳尔普斯（Nalps）大坝上建立了由两台 TCA2019组成的自动化的持续变形监测系统，监测精度可 达1mm左右。
四、变形监测实例
江亚大坝
四、变形监测实例
四、变形监测实例
水平角采用方向观测法，施测12测回，前后6测回分别在异午时间段施测， 每测回的盘左盘右各读两次，取中数；边长和高度角各观测3个测回，每 测回盘左盘右各测次，并取均值，往返共测6个测回。全网施测约11天时 间，而前七期的人工观测需要约25天左右，提高了工作效率一倍以上。
四、变形监测实例
复习思考题
1、变形测量概念？工程变形测量概念？ 2、建筑物变形测量的分类及变形的原因？3、建筑物变形测量的内容？ 4、建筑物变形测量的特点和精度分类？ 5、沉降观测分类及观测方法和观测步骤？ 6、什么是水准基点、工作基点和监测点？7、水平位移观测的步骤？ 8、沉降观测和水平位移观测的实质？9、挠度概念？ 10、变形观测数据整理的具体内容？ 11、变形测量中有哪些常用的线图？
《变形观测成果整》PPT课件_OK
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回归分析
假设P有个自变量x1, x2 ,, xp ，n是观测值的个
数，因变量的观测值、观测值的均值及回归值分 别用符号 y、y、yˆ 表示。
总离差平方和，表示观测值与均值之差的平方
和，它反映了数据总的波动情况：
n
n
Lyy ( yi y)2 yi2 ny 2
i 1
i 1
18
回归分析
13
回归分析的基本原理
变量之间的关系分为两类，一类是变量之间存 在着完全确定的函数关系，称为函数相关；另一 类是变量之间存在统计上相关，称为统计相关， 即既存在一定的制约关系，又不能由一个（或几 个）变量精确地求出另一个变量的值来。使用统 计方法研究变量之间统计相关的规律就是回归分 析，它利用建立的经验公式处理连续型随机变量 之间的相关关系。
20
2 ．理论上，变行体的变形场是惟一的客观存在。 由于观测误差和模型误差的存在，无法获取客观存在 的变形场。因此，在外业数据采集过程中，在内业数 据处理和变形分析中，均应采用合适的方法和程序排 除误差干扰，以便获取客观变形场的最佳描述。
3
平差过程
(1)采取一定的物理方法或数学模型消除系统误差的 影响，获得仅包含偶然误差的观测值空间向量。如采 取一定的观测程序和方法消除仪器的误差，将系统误 差作为未知参数进行解算等。
对于第一个问题，主要运用专业的知识来确定，然后利用 统计检验的方法对因子的显著性进行检验，以使回归方程中只 保留影响显著的因子，剔除影响不显著的因子。
n
y b0 bi xi v
i 1
第二个问题：利用最小二乘法由观测资料计算回归系数的 估值，实际上就是测量中的间接平差问题。
16
回归分析
逐步回归的基本思想是在众多的自变量中，根 据这些自变量对回归方程影响程度的大小，逐次 地选入到回归方程中，在这个过程中，先前被选 入回归方程的变量，有些由于其后新引入的变量 而失去了重要性，这时就应从回归方程中将它们 淘汰掉。持续上述过程，直到回归方程中不在有 可淘汰的变量，也没有再可引入的变量为止，最 后所得的结果就是选定的回归方程。
回归分析
假设P有个自变量x1, x2 ,, xp ，n是观测值的个
数，因变量的观测值、观测值的均值及回归值分 别用符号 y、y、yˆ 表示。
总离差平方和，表示观测值与均值之差的平方
和，它反映了数据总的波动情况：
n
n
Lyy ( yi y)2 yi2 ny 2
i 1
i 1
18
回归分析
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回归分析的基本原理
变量之间的关系分为两类，一类是变量之间存 在着完全确定的函数关系，称为函数相关；另一 类是变量之间存在统计上相关，称为统计相关， 即既存在一定的制约关系，又不能由一个（或几 个）变量精确地求出另一个变量的值来。使用统 计方法研究变量之间统计相关的规律就是回归分 析，它利用建立的经验公式处理连续型随机变量 之间的相关关系。
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2 ．理论上，变行体的变形场是惟一的客观存在。 由于观测误差和模型误差的存在，无法获取客观存在 的变形场。因此，在外业数据采集过程中，在内业数 据处理和变形分析中，均应采用合适的方法和程序排 除误差干扰，以便获取客观变形场的最佳描述。
3
平差过程
(1)采取一定的物理方法或数学模型消除系统误差的 影响，获得仅包含偶然误差的观测值空间向量。如采 取一定的观测程序和方法消除仪器的误差，将系统误 差作为未知参数进行解算等。
对于第一个问题，主要运用专业的知识来确定，然后利用 统计检验的方法对因子的显著性进行检验，以使回归方程中只 保留影响显著的因子，剔除影响不显著的因子。
n
y b0 bi xi v
i 1
第二个问题：利用最小二乘法由观测资料计算回归系数的 估值，实际上就是测量中的间接平差问题。
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回归分析
逐步回归的基本思想是在众多的自变量中，根 据这些自变量对回归方程影响程度的大小，逐次 地选入到回归方程中，在这个过程中，先前被选 入回归方程的变量，有些由于其后新引入的变量 而失去了重要性，这时就应从回归方程中将它们 淘汰掉。持续上述过程，直到回归方程中不在有 可淘汰的变量，也没有再可引入的变量为止，最 后所得的结果就是选定的回归方程。
变形观测与数据处理PPT课件
电信号后以便进行测定的器件，它是变形测量中 的一种有效的方法，它的最大优点是能自动化、 远距离操纵和连续记录。 • 光、机、电技术的发展，研制了一些特殊和专用 的监测仪器可用于变形的自动监测，它包括应变 测量、准直测量和倾斜测量。例如，遥测垂线坐 标仪，采用自动读数设备，其分辨率可达到 0.01mm；采用光纤传感器测量系统将测量与信 号传输合二为一，具有很强的抗雷击、抗电磁场 干扰和抗恶劣环境能力，便于组成遥测系统，实 现在线分布式监测。
量、航空摄影测量等。单相片摄影测量只能测定 平行于摄影机承片框平面上的变形。地面立体摄 影测量可测定物体空间位置的移动和变形，这两 种方法最适于近距离单体建筑物的变形测量。 • 由于计算机技术的广泛应用，使非地形解析摄影 测量方法有了很大的发展，因此在近景摄影变形 测量中不但可用带有框标与定向设备的测量摄影 机，而且可广泛使用非量测用普通摄影机，这就 为摄影测量方法在变形测量中的应用开辟了更广 阔的前景，如数字化摄影测量和实时摄影测量系 统的应用。
最新课件
2
1.1 变形监测的内容、目的与意义
• 1.1.1 对象
• 1）地表变形
• 自然原因：地壳板块运动、地球内部岩浆活动等
• 人为原因：人类的技术经济、生产活动引起各类 变形。
• 地下开采引起地表的移动变形；露天矿山开采及 公路、铁路等地表工程所形成的人工边坡可能的 滑坡；人工地下抽水或灌水引起的地表沉降和回 弹；岩溶地区可能产生地面塌陷等。
最新课件
7
• 变形测量就是针对这些问题进行研究与测量的一 个学科分支，因此变形测量的内容主要有：沉降 测量、位移测量、倾斜测量、裂缝测量和挠度测 量等。
• 从历次测量结果的比较中了解变形随时间发展的 情况。
• 变形测量的周期常随单位时间内变形量的大小而 定。当变形量较大时，测量周期宜短；当变形量 减小，建（构）筑物趋于稳定，测量周期可相应 放长。
量、航空摄影测量等。单相片摄影测量只能测定 平行于摄影机承片框平面上的变形。地面立体摄 影测量可测定物体空间位置的移动和变形，这两 种方法最适于近距离单体建筑物的变形测量。 • 由于计算机技术的广泛应用，使非地形解析摄影 测量方法有了很大的发展，因此在近景摄影变形 测量中不但可用带有框标与定向设备的测量摄影 机，而且可广泛使用非量测用普通摄影机，这就 为摄影测量方法在变形测量中的应用开辟了更广 阔的前景，如数字化摄影测量和实时摄影测量系 统的应用。
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1.1 变形监测的内容、目的与意义
• 1.1.1 对象
• 1）地表变形
• 自然原因：地壳板块运动、地球内部岩浆活动等
• 人为原因：人类的技术经济、生产活动引起各类 变形。
• 地下开采引起地表的移动变形；露天矿山开采及 公路、铁路等地表工程所形成的人工边坡可能的 滑坡；人工地下抽水或灌水引起的地表沉降和回 弹；岩溶地区可能产生地面塌陷等。
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• 变形测量就是针对这些问题进行研究与测量的一 个学科分支，因此变形测量的内容主要有：沉降 测量、位移测量、倾斜测量、裂缝测量和挠度测 量等。
• 从历次测量结果的比较中了解变形随时间发展的 情况。
• 变形测量的周期常随单位时间内变形量的大小而 定。当变形量较大时，测量周期宜短；当变形量 减小，建（构）筑物趋于稳定，测量周期可相应 放长。
工程变形监测和数据处理课件
第21页/共58页
一、常规的大地测量方法
常规的大地测量方法指用常规的大地测量仪器测量方向、角度、边长和 高差等量所采用方法的总称。
常用仪器：光学经纬仪、水准仪、电磁波测距仪 电子经纬仪、水准仪、电子全站仪 GPS接收机。
第22页/共58页
二、地下观测监测技术
✓ 地下观测监测技术主要指监测结构体及岩土内部变形的技术。常用的内部位移 观测仪器有位移计、测缝计、测斜仪、沉降仪、垂线坐标仪、引张线、多点变 位计和应变计等。传统的位移计、变位计和应变计等点式监测手段。
第23页/共58页
三.对地观测监测技术
✓ 对地观测监测技术，是利用卫星或飞机上的测量传感器实现对地面进行沉降或 位移监测的技术。目前主要包括GPS全球定位系统、D-InSAR（差分干涉雷 达测量和机载激光三维扫描等技术。
第24页/共58页
三.对地观测监测技术特点
✓ 不需要接触被监测的变形体。 ✓ 外业工作量小，观测时间短，可获取快速变形过程，可同时确定变形体上任意
y(t) 0 g(t)x(t T )dT
第9页/共58页
二、变形模型
➢典型动态变形模型
对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化（渐变)和周期 变化(周变)所引起的变形体的典型变形可用下图的(a)、(b)、(c) 来分别表示。
（a）突变模型对应的动态变形模型为
y(t)
H [1
exp(
t
t0 T
(sC
sA)
s
AL、A、sB、LBsC
——观测点间的距离； ——观测点的沉降量。
第36页/共58页
挠度观测
倾斜观测
• 建筑物的倾斜度直接观测； • 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
一、常规的大地测量方法
常规的大地测量方法指用常规的大地测量仪器测量方向、角度、边长和 高差等量所采用方法的总称。
常用仪器：光学经纬仪、水准仪、电磁波测距仪 电子经纬仪、水准仪、电子全站仪 GPS接收机。
第22页/共58页
二、地下观测监测技术
✓ 地下观测监测技术主要指监测结构体及岩土内部变形的技术。常用的内部位移 观测仪器有位移计、测缝计、测斜仪、沉降仪、垂线坐标仪、引张线、多点变 位计和应变计等。传统的位移计、变位计和应变计等点式监测手段。
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三.对地观测监测技术
✓ 对地观测监测技术，是利用卫星或飞机上的测量传感器实现对地面进行沉降或 位移监测的技术。目前主要包括GPS全球定位系统、D-InSAR（差分干涉雷 达测量和机载激光三维扫描等技术。
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三.对地观测监测技术特点
✓ 不需要接触被监测的变形体。 ✓ 外业工作量小，观测时间短，可获取快速变形过程，可同时确定变形体上任意
y(t) 0 g(t)x(t T )dT
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二、变形模型
➢典型动态变形模型
对于变形影响因子呈跳跃变化(突变)、线性变化（渐变)和周期 变化(周变)所引起的变形体的典型变形可用下图的(a)、(b)、(c) 来分别表示。
（a）突变模型对应的动态变形模型为
y(t)
H [1
exp(
t
t0 T
(sC
sA)
s
AL、A、sB、LBsC
——观测点间的距离； ——观测点的沉降量。
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挠度观测
倾斜观测
• 建筑物的倾斜度直接观测； • 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
变形观测与数据处理82页PPT
变形观测与数据处理
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
6、最大骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
6、最大骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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变形观测与数据处理
测绘工程系 授课 曾涛
精品课件
变形观测数据处理
§1 概述 §2 变形观测数据预处理 §3 变形分析与预报
精品课件
第一节 概述 1、数据处理目的：
观测成果计算、分析时，应根据最 小二乘和统计检验原理对控制网和观测 点进行平差计算，对测量点的变形进行 几何分析与必要的物理解释。
精品课件
① 线性内插法：由某两个实测值内插此两值之间的 观测值时，可用：
为效应量；精品课件为时间
② 拉格朗日内插计算：对变化情况复杂的效应 量，可按下式计算：
式中： 为效应量； 为自变量。 ③ 用多项式进行曲线拟合，即：
2. 资料整理步骤：
资料的校核 变形观测资料的插补
填表 绘图
精品课件
资料的校核
校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算有 否错误。
（1）原始观测记录应填写齐全，字迹清楚，不得涂 改、擦改和转抄；凡划改的数字和超限划去的成果，均 应注明原因，并注明重测结果的所在页数；
（2）平差计算成果、图表及各种检验、分析资料， 应完整、清晰、无误；
变形分析与预报：回归分析法 ；确定函数 模型法
精品课件
第二节 变形观测数据 处理
变形观测数据预处理的目的、 内容及方法
变形观测数据整理及资料报 告的编写
精品课件
第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.1 监测资料检核的意义与方法 ➢ 监测资料检核的意义
▪ 确保观测值的质量(精度、可靠性)，为变形 分析做准备。
（3）使用的图式、符号，应统一规格，描绘工整， 注记清楚；
（4）观测成果计算和分析中的数字取位要求见规范。
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变形观测资料的插补
当由于各种主、客观条件的限制，实测资料出现漏 测时，或在数据处理时需要利用等间隔观测值时，则可 利用已有的相邻测次或相邻测点的可靠资料进行插补工 作。
（1）按内在物理联系进行插补 按照物理意义，根据对已测资料的逻辑分析，找出主 要原因量之间的函数关系，再利用这种关系，将缺漏值 插补出来。 （2）按数学方法进行插补
第一节 概述
2、数据处理要求：
观测值中不应含有超限误差，观测值中的 系统误差应减弱到最小程度。
合理处理随机误差，正确区分测量误差与 变形信息。
多期观测成果的处理应建立在统一的基准 上。
按网点的不同要求，合理估计观测成果精 度，正确评定成果质量。
精品课件
第一节 概述 3、数据处理前的准备工作：
② 观测资料的分析。这一阶段是分析归纳建筑变形过 程、变形规律、变形幅度，分析变形的原因，变形值与引 起变形因素之间的关系，找出它们之间的函数关系，进而 判断建筑物的工作情况是否正常。在积累了大量观测数据 后，又可以进一步找出建筑物变形的内在原因和规律，从 而修正设计的理论以及所采精品用课件的经验系数。
➢ 数据筛选的基本原理与检验步骤
➢ 超限误差局部检验中， u检验法、 检验法、
t检验法等三种检验方法的本质区别
精品课件
第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.4 监测资料的奇异值检验与插补
➢ 自动化监测系统中数据的奇异值检验方法 ➢ 监测资料插补的原因和插补方法
4.5 小波变换用于信噪分离
➢ 变形分析中的为什么要应用小波变换？ ➢ 了解小波变换的基本概念 ➢ 小波变换在变形分析中的应用体现
4.7 监测资料的管理
➢ 人工管理处理 ➢ 计算机辅助人工处理 ➢ 数据库管理系统
▪ 监测资料的管理 ▪ 监测资料的处理 ▪ 监测资料的解释
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一、变形观测数据预处理的目的
目的：提前发现错误，剔除粗差及超 限误差，保证原始数据的正确性，为平 差处理及数据分析提供保证。
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二、变形观测数据预处理的内容
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。
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第一节 概述
4、数据处理方法：
数据检验：粗差剔出；超限误差检验；稳 定性分析
平差处理：经典平差；自由网平差；秩亏 网平差；拟稳平差等
成果整理：数据整理；绘制过程线；等值 线图；变形值分布剖面图等
四、变形观测数据预处理的算例
水准点稳定性检验：平均间隙法
超限误差检验： τ、B检验法
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五、变形观测资料整理
1. 概述 变形观测除了现场进行观测取得第一手资料外，还必须
进行观测资料的整理分析。 观测资料整理分析主要包括两个方面的内容： ① 观测资料的整理和整编。这一阶段的主要工作是对
现场观测所取得的资料加以整理，编制成图表和说明，使 它成为便于使用的成果；
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，
在变形分析中，还应通过检验将判定含有粗
差的观测值予以剔除。
观测值中的系统误差，除在作业中应
严格进行仪器检校、按规定观测程序操作予
以减弱或对受大气及其他影响的数据作预处
理外，对于高精度监测网还应进行系统误差
的统计检验和补偿。
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.6 变形监测成果的整理
➢ 以“工作基点位移对变形值的影响”为例，说 明变形监测成果整理的重要性
➢ 观测资料的整编 ▪ 变形过程线的定义与的绘制 ▪ 建筑物变形分布图
➢ 变形值的统计规律及其成因分析 ▪ 以大坝为例，说明引起变形的原因
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
三、变形观测数据预处理的方法
对于多次重复观测列中的粗差检验，可采用格 拉布斯准则或狄克逊准则；（3倍中误差法则）
对高精度监测网的粗差检验，可采用巴尔达数 据探测法或S稳健估计法。
稳定点的检验可采用统计检验方法。先作整体 检验，在判别有动点后再作局部检验，找出变 动点予以剔除，最后确定出稳定点组。亦可采 用按单点高程、坐标变差和观测量变差的u、 x2、t、F检验法，或采用按两期平差值之差与 测量限差之比的组合排精品课列件 检验法。
➢ 监测资料检核核、统计分析、逻辑分析)
➢ 大偏差问题(粗差与突变)
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点 4.2 一元线性回归分析法进行资料的检核
➢ 应用一元线性回归分析方法进行变形监测资料 空间相关性检核的基本思路和过程
4.3 监测网观测资料的数据筛选
测绘工程系 授课 曾涛
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变形观测数据处理
§1 概述 §2 变形观测数据预处理 §3 变形分析与预报
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第一节 概述 1、数据处理目的：
观测成果计算、分析时，应根据最 小二乘和统计检验原理对控制网和观测 点进行平差计算，对测量点的变形进行 几何分析与必要的物理解释。
精品课件
① 线性内插法：由某两个实测值内插此两值之间的 观测值时，可用：
为效应量；精品课件为时间
② 拉格朗日内插计算：对变化情况复杂的效应 量，可按下式计算：
式中： 为效应量； 为自变量。 ③ 用多项式进行曲线拟合，即：
2. 资料整理步骤：
资料的校核 变形观测资料的插补
填表 绘图
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资料的校核
校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算有 否错误。
（1）原始观测记录应填写齐全，字迹清楚，不得涂 改、擦改和转抄；凡划改的数字和超限划去的成果，均 应注明原因，并注明重测结果的所在页数；
（2）平差计算成果、图表及各种检验、分析资料， 应完整、清晰、无误；
变形分析与预报：回归分析法 ；确定函数 模型法
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第二节 变形观测数据 处理
变形观测数据预处理的目的、 内容及方法
变形观测数据整理及资料报 告的编写
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.1 监测资料检核的意义与方法 ➢ 监测资料检核的意义
▪ 确保观测值的质量(精度、可靠性)，为变形 分析做准备。
（3）使用的图式、符号，应统一规格，描绘工整， 注记清楚；
（4）观测成果计算和分析中的数字取位要求见规范。
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变形观测资料的插补
当由于各种主、客观条件的限制，实测资料出现漏 测时，或在数据处理时需要利用等间隔观测值时，则可 利用已有的相邻测次或相邻测点的可靠资料进行插补工 作。
（1）按内在物理联系进行插补 按照物理意义，根据对已测资料的逻辑分析，找出主 要原因量之间的函数关系，再利用这种关系，将缺漏值 插补出来。 （2）按数学方法进行插补
第一节 概述
2、数据处理要求：
观测值中不应含有超限误差，观测值中的 系统误差应减弱到最小程度。
合理处理随机误差，正确区分测量误差与 变形信息。
多期观测成果的处理应建立在统一的基准 上。
按网点的不同要求，合理估计观测成果精 度，正确评定成果质量。
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第一节 概述 3、数据处理前的准备工作：
② 观测资料的分析。这一阶段是分析归纳建筑变形过 程、变形规律、变形幅度，分析变形的原因，变形值与引 起变形因素之间的关系，找出它们之间的函数关系，进而 判断建筑物的工作情况是否正常。在积累了大量观测数据 后，又可以进一步找出建筑物变形的内在原因和规律，从 而修正设计的理论以及所采精品用课件的经验系数。
➢ 数据筛选的基本原理与检验步骤
➢ 超限误差局部检验中， u检验法、 检验法、
t检验法等三种检验方法的本质区别
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.4 监测资料的奇异值检验与插补
➢ 自动化监测系统中数据的奇异值检验方法 ➢ 监测资料插补的原因和插补方法
4.5 小波变换用于信噪分离
➢ 变形分析中的为什么要应用小波变换？ ➢ 了解小波变换的基本概念 ➢ 小波变换在变形分析中的应用体现
4.7 监测资料的管理
➢ 人工管理处理 ➢ 计算机辅助人工处理 ➢ 数据库管理系统
▪ 监测资料的管理 ▪ 监测资料的处理 ▪ 监测资料的解释
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一、变形观测数据预处理的目的
目的：提前发现错误，剔除粗差及超 限误差，保证原始数据的正确性，为平 差处理及数据分析提供保证。
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二、变形观测数据预处理的内容
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。
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第一节 概述
4、数据处理方法：
数据检验：粗差剔出；超限误差检验；稳 定性分析
平差处理：经典平差；自由网平差；秩亏 网平差；拟稳平差等
成果整理：数据整理；绘制过程线；等值 线图；变形值分布剖面图等
四、变形观测数据预处理的算例
水准点稳定性检验：平均间隙法
超限误差检验： τ、B检验法
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五、变形观测资料整理
1. 概述 变形观测除了现场进行观测取得第一手资料外，还必须
进行观测资料的整理分析。 观测资料整理分析主要包括两个方面的内容： ① 观测资料的整理和整编。这一阶段的主要工作是对
现场观测所取得的资料加以整理，编制成图表和说明，使 它成为便于使用的成果；
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，
在变形分析中，还应通过检验将判定含有粗
差的观测值予以剔除。
观测值中的系统误差，除在作业中应
严格进行仪器检校、按规定观测程序操作予
以减弱或对受大气及其他影响的数据作预处
理外，对于高精度监测网还应进行系统误差
的统计检验和补偿。
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
4.6 变形监测成果的整理
➢ 以“工作基点位移对变形值的影响”为例，说 明变形监测成果整理的重要性
➢ 观测资料的整编 ▪ 变形过程线的定义与的绘制 ▪ 建筑物变形分布图
➢ 变形值的统计规律及其成因分析 ▪ 以大坝为例，说明引起变形的原因
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点
三、变形观测数据预处理的方法
对于多次重复观测列中的粗差检验，可采用格 拉布斯准则或狄克逊准则；（3倍中误差法则）
对高精度监测网的粗差检验，可采用巴尔达数 据探测法或S稳健估计法。
稳定点的检验可采用统计检验方法。先作整体 检验，在判别有动点后再作局部检验，找出变 动点予以剔除，最后确定出稳定点组。亦可采 用按单点高程、坐标变差和观测量变差的u、 x2、t、F检验法，或采用按两期平差值之差与 测量限差之比的组合排精品课列件 检验法。
➢ 监测资料检核核、统计分析、逻辑分析)
➢ 大偏差问题(粗差与突变)
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第四章 变形监测资料的预处理 复习要点 4.2 一元线性回归分析法进行资料的检核
➢ 应用一元线性回归分析方法进行变形监测资料 空间相关性检核的基本思路和过程
4.3 监测网观测资料的数据筛选