变形监测资料预处理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中南大学测绘与国土信息工程系,*,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,1,中南大学测绘与国土信息工程系,主要内容,监测资料检核,资料检核的一元线性回归分析法,监测网观测资料的数据筛选,监测资料奇异值的检验与插补,变形监测成果的整理,监测资料管理,第十七章,变形监测资料预处理,2024/11/26,2,中南大学测绘与国土信息工程系,1监测资料检核,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,3,中南大学测绘与国土信息工程系,监测资料中观测误差分类,第,1,节监测资料检核,粗差：不允许存在,系统误差：一定的观测程序消除或削弱,偶然误差,2024/11/26,4,中南大学测绘与国土信息工程系,监测资料检核方法,检核各项原始记录，检查各次变形值计算是否有误,原始资料统计分析,原始观测值的逻辑分析,根据监测点的内在物理意义来分析原始观测值的可靠性，一般进行一致性分析和相关性分析,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,5,中南大学测绘与国土信息工程系,一致性分析,从时间的关联性来分析连续积累的资料，从变化趋势上推测它是否具有一致性，即分析任一测点原始观测值与前一次（或前几次）原始观测值的变化关系。另外，还要分析该效应量（本次观测值）与某相应原因量之间的关系和以前测次的情况是否一致。,一致性分析的主要手段是绘制时间效应量的过程曲线和原因效应量的相关图。,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,6,中南大学测绘与国土信息工程系,相关性分析,从空间的关联性出发来检查一些内在物理联系的效应量之间的相关性，即将某点本次某量的原始观测值与邻近部位（条件基本一致）各测点的本测次同类效应量或有关效应量的相应原始观测值进行比较，视其是否符合它们之间应有的力学关系。,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,7,中南大学测绘与国土信息工程系,挠度观测的相关性,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,8,中南大学测绘与国土信息工程系,某坝三个坝段水平位移过程线,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,9,中南大学测绘与国土信息工程系,某测点垂直位移过程线图,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,10,中南大学测绘与国土信息工程系,逻辑分析结果异常情况,在逻辑分析中，若新测值无论展绘于过程线图或相关图上，展绘点与趋势延长段之间的偏距都超过以往实测值展绘点与趋势线间偏距的平均值时，则有二种可能性：,1,、该测次观测值存在较大的误差,2,、险情的萌芽,对新测次观测值进行检查（读数、记录、量测仪表设备和监测系统工作是否正常）后，如无量测错误，则应接纳此观测值，放入监测资料库，但对此应引起警惕。,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,11,中南大学测绘与国土信息工程系,2一元线性回归分析法,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,12,中南大学测绘与国土信息工程系,第,2,节一元线性回归法,一元线性回归处理的对象,处理两个变量之间的关系,两个变量的关系是线性的,2024/11/26,13,中南大学测绘与国土信息工程系,第,2,节一元线性回归法,回归分析与相关分析,回归分析在处理两个变量问题时，是讨论一个非随机变量和一个随机变量的情形。,相关分析则讨论两个都是随机变量的情形。,如：对各坝段所测变形进行相互检核的情况，由于两个观测值都是随机变量，故属于相关分析范畴。,尽管概念不同，但处理方法基本相同，可不严格区分,2024/11/26,14,中南大学测绘与国土信息工程系,第,2,节一元线性回归法,一元线性回归分析原理（1）,2024/11/26,15,中南大学测绘与国土信息工程系,第,2,节一元线性回归法,一元线性回归分析原理（2）,2024/11/26,16,中南大学测绘与国土信息工程系,相关系数检验法的临界值,第,1,节监测资料检核,2024/11/26,17,中南大学测绘与国土信息工程系,某坝3个坝段水平位移观测资料,第,2,节一元线性回归法,2024/11/26,18,中南大学测绘与国土信息工程系,按,10,计算的1976、1977年11坝段水平位移的估值与实测值比较,（单位：mm),第,2,节一元线性回归法,2024/11/26,19,中南大学测绘与国土信息工程系,3监测网观测资料的数据筛选,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,20,中南大学测绘与国土信息工程系,数据筛选原理,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,超限误差的整体检验,超限误差的局部检验,超限误差的检验步骤,观测值剔除前、后平差成果间转换,2024/11/26,21,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的整体检验,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,22,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的局部检验F检验法,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,23,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的局部检验u检验法,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,24,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的局部检验检验法,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,25,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的局部检验t检验法,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,26,中南大学测绘与国土信息工程系,超限误差的检验步骤,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,27,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换（1）,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,28,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换（2）,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,29,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换（3）,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,30,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换（4）,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,31,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）1,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,32,中南大学测绘与国土信息工程系,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）2,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,2024/11/26,33,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）3,2024/11/26,34,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）4,2024/11/26,35,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）5,2024/11/26,36,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）6,2024/11/26,37,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）7,2024/11/26,38,中南大学测绘与国土信息工程系,第,3,节监测网观测资料的数据筛选,剔除一个观测值前后平差成果转换,（算例）8,2024/11/26,39,中南大学测绘与国土信息工程系,4监测资料奇异值的检验与插补,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,40,中南大学测绘与国土信息工程系,监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,对于任一个监测系统，其观测数据或多或少存在奇异值，在变形分析的开始有必要将该奇异值剔除。考虑到系统的连续、实时和自动化，最简便的方法是用“,3,准则”来剔除奇异值。其中，观测数据的中误差,可用观测值序列本身直接进行估计，也可根据长期观测的统计结果确定，或取经验数值。,2024/11/26,41,中南大学测绘与国土信息工程系,监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验（方法一）,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,42,中南大学测绘与国土信息工程系,监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验（方法二）,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,43,中南大学测绘与国土信息工程系,监测资料的插补,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,由于各种主、客观条件的限制，当实测资料出现漏测、奇异值舍弃，观测数据序列“断链”，应利用已有的相邻测次或相邻测点的可靠资料进行插补。,插补方法有：,1,、按内在物理联系进行插补,2,、按数学方法进行插补,2024/11/26,44,中南大学测绘与国土信息工程系,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,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,45,中南大学测绘与国土信息工程系,数学方法插补,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,线性内插法,拉格朗日内插计算,多项式曲线拟合,周期函数曲线拟合,多面函数拟合,2024/11/26,46,中南大学测绘与国土信息工程系,线性内插法,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,47,中南大学测绘与国土信息工程系,拉格朗日内插,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,48,中南大学测绘与国土信息工程系,多项式曲线拟合,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,49,中南大学测绘与国土信息工程系,周期函数曲线拟合,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,50,中南大学测绘与国土信息工程系,多面函数拟合,第,4,节监测资料奇异值的检验与插补,2024/11/26,51,中南大学测绘与国土信息工程系,5变形监测成果的整理,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,52,中南大学测绘与国土信息工程系,工作基点位移对变形值的影响,第,5,节监测资料成果的整理,基准线观测：端点位移,前方交会：测站点位移,2024/11/26,53,中南大学测绘与国土信息工程系,工作基点位移对偏离值的影响,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,54,中南大学测绘与国土信息工程系,观测资料的整编,第,5,节监测资料成果的整理,观测点变形过程曲线,1,、填写变形数值表,2,、绘制观测点实测变形过程线,3,、实测变形过程线修匀,变形分布图,1,、变形值剖面分布图,2,、沉陷等值线图,变形值的统计规律及其成因分析,2024/11/26,55,中南大学测绘与国土信息工程系,位移数值表,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,56,中南大学测绘与国土信息工程系,观测点变形过程线,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,57,中南大学测绘与国土信息工程系,修匀后变形过程线,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,58,中南大学测绘与国土信息工程系,某土石坝沉降过程线,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,59,中南大学测绘与国土信息工程系,某土石坝坝顶水平位移状况,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,60,中南大学测绘与国土信息工程系,某混凝土坝两个不同高程面上的水平位移情况,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,61,中南大学测绘与国土信息工程系,三个不同高程面处的沉降情况,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,62,中南大学测绘与国土信息工程系,某坝的挠曲变形情况,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,63,中南大学测绘与国土信息工程系,某坝的沉降等值线图,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,64,中南大学测绘与国土信息工程系,某建筑物基础沉降等值线图,第,5,节监测资料成果的整理,2024/11/26,65,中南大学测绘与国土信息工程系,6监测资料管理,变形监测与数据处理,第十七章变形监测资料预处理,2024/11/26,66,中南大学测绘与国土信息工程系,监测资料管理系统,第,6,节监测资料管理,监测资料管理系统一般分为：,1,、人工管理处理,2,、计算机辅助人工处理,3,、数据库管理系统,数据库管理系统功能,1,、各种监测资料以及有关文件资料的存储、更新、增删、更改、检索和管理,2,、监测资料的处理,3,、监测资料的解释,2024/11/26,67,中南大学测绘与国土信息工程系,安全监测资料管理系统逻辑结构图,第,6,节监测资料管理,2024/11/26,68,中南大学测绘与国土信息工程系,资料库管理流程图,第,6,节监测资料管理,2024/11/26,69,中南大学测绘与国土信息工程系,数据仓库系统逻辑结构图,第,6,节监测资料管理,2024/11/26,70,中南大学测绘与国土信息工程系,