变形观测的成果整理与分析.ppt

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1、第十四章变形观测的成果整理与分析,变形观测数据处理是根据多期观测的成果,经数据分析后,有效找到该变形体的变形规律和运行状态,为相关部门决策提供依据,是变形观测中最重要的一部分.参考书 1变形监测数据处理,黄声享 尹晖 蒋征编著,武汉大学出版社 2 自由网平差与变形分析，陶本藻，测绘出版社,第一节 一般规定,一 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。,第一节 一般规定,平差计算前的准备工作 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。,第一节 一般规

2、定,二 监测数据处理要求 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。,第二节 变形观测的预处理,一 观测资料检核的意义与方法 1 意义 2 方法 1)校核各项原始记录，检查各次变形观测值的计算有否错误；2)原始资料的统计分析(F检验法 t检验法 B 检验法,U检验法),第二节 变形观测的预处理,3)原始实测值的逻辑分析 一致性分析:时间效应量图和原因效应量图 相关性分析,二 监测网观测资料的数据筛选 1 巴尔达数据探测法或稳健估计法

3、 2 检验方法 1)超限误差的整体检验 2)超限误差的局部检验(F检验法 t检验法B 检验法,检验法)3)超限误差的检验步骤 a对变形监测网各周期观测值分别进行经典平差,求得未知数向量X及其协因数阵 b利用V中元素与矩阵主对角线上相应元素计算,并取最大值的观测值作为可能伴随有超限误差的观测值.c利用F检验法 t检验法B检验法,U 检验法对原假设进行统计检验.d在原假设被拒绝时,剔除该观测值,重复步骤abc,直至没有超限误差存在的可能,即接受原假设,例1,如图所示的形变监测水准网,图中箭头表示观测方向，圆圈中数字表示测站数,水准测量一站之中误差为o13mm。通过观测获得观测值向量(单位：mm),

4、试检验观测值向量中是否有超限误差.,第三节 观测结果的平差,一 测量基准选取 当网内具有固定点时，应采用固定基准。各期的平差计算取用统一的起算数据。当网内具有部分相对稳定控制点时，应采用拟稳基准。在逐期平差中进行检验，当发现变动点时，即组成新的拟稳点集合，如此直至终期。再以终选的拟稳点集合对所有各期观测重新平差，提出最终的正式成果。当网内控制点的稳定与否尚未预知，或全部控制点位于非稳定地区时，应采用重心基准。在逐期平差中进行检验，当首次发现变动点时，即改用拟稳基准，按上款程度进行拟稳点筛选，直至提出最终成果。,第三节 观测结果的平差,二 平差方法的选取 平差方法应与所采用的基准相适当。对于固定

5、基准，应采用经典平差；对于拟稳基准，应采用拟稳平差；对于重心基准，应采用秩亏自由网平差。经典平差，宜采用条件平差法或间接平差法。拟稳平差和秩亏自由网平差，可视网形布设和计算方便选取解算方法；亦可先作经典平差，再通过坐标变换求得自由网平差结果。,第三节 观测结果的平差,三 各类测量网均应进行精度评定。对于估计的单位权中误差、控制网最弱边（点）精度、最弱观测点的高程和点位中误差、待求观测点间的相对高差和点位中误差等，应与方案设计要求的精度指标进行对比分析。对于监测网，应对网中各点精度作全面评定，并视需要估计其可靠性指标和灵敏度指标。,第四节小波变换用于信噪分离 小波变换方法是一种新的变换分析方法，

6、它的主要特点是通过变换能够充分突出问题某些方面的特征，具有对信号的自适应性，因此，它在许多领域都得到了成功的应用，特别是小波变换的离散数学算法已被广泛用于许多问题的研究中。本文根据小波变换特点，利用其对变形监测数据进行了不同频带分离与降噪处理，在变形体变形规律得以突出方面取得了良好的效果，并对变形作出了合理的解释。,一个包含有噪声的变形监测数据列可建模如下：s(n)=f(n)+e(n)，n=1,2,.n 其中s(n)是监测数据，f(n)是变形数据，其中包含实际变形量和确定性噪声（如系统误差），e(i)是随机噪声。在变形分析中，为了使监测数据更能反应实际变化规律和避免噪声影响，应对噪声进行消除。

7、,根据小波变换的多分辨分析特性，小波变换在变形分析中的作用有：1)观测数据滤波 2)变形特征提取 3)不同变形频率的分离 4)观测精度估计,例：小波消噪,变形监测降噪可由如下三个步骤组成：1)小波分解过程：选定一种小波，对数据列进行N层分解；2)作用阈值过程：对分解得到的各层系数选择一个阀值，并对细节系数作用软阀值处理；3)重建过程：根据第N层的低频系数和从第一层到第N层的经过修改的高频系数，计算出信号的小波重建。,本文所采用的数据是位于拱坝圆弧顶部监测点OP05径向的变化数据，径向正轴方向指向雅龙江上游方向。其监测日期和监测数据见图。,第五节监测资料管理一 管理类型人工管理，计算机辅助人工管理，数据库管理系统二监测资料管理系统的功能：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,作业,1为什么要对变形监测资料进行检核？怎样检核？2简述变形监测资料管理的心要性和重要性。,