大学测量《变形监测》教学课件：第07章变形监测资料整理与管理

2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系1第7章变形监测资料整理与管理主要内容主要内容: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及系统2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系27.1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（随机误差）观测误差分类：2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系37.1.1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(不同人重复检查发现)原始资料统计分析（如粗差检验方法）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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系4一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。2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系5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。2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系6挠度观测的相关性某坝三个坝段水平位移过程线2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系7某测点垂直位移过程线图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系8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。2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系97.2一元线性回归分析法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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系107.2.1一元线性回归分析-原理（1）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系117.2.1一元线性回归分析-原理（2）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系12相关系数检验法的临界值2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系13某坝3个坝段水平位移观测资料查表，自由度为（n-2）=33，置信度为1%，5%的值为0.335,0.4302022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系14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)2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系157.3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、后平差成果间转换数据筛选原理:2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系2022/9/6167.3.1超限误差的整体检验2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系177.3.2超限误差的局部检验F检验法2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系18超限误差的局部检验u检验法2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系19超限误差的局部检验检验法2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系20超限误差的局部检验t检验法2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系217.3.3超限误差的检验步骤2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系227.3.4剔除一个观测值前后平差成果转换（1）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系23剔除一个观测值前后平差成果转换（2）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系2022/9/624剔除一个观测值前后平差成果转换（3）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系25剔除一个观测值前后平差成果转换（4）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系26剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）12022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系27剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）22022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系28剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）32022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系29剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）42022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系30剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）52022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系31剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）62022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系32剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）72022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系33剔除一个观测值前后平差成果转换（算例）82022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系347.47.4监测资料奇异值的检验与插补针对监测数据的时间序列而言2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系35监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验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。2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系36监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验（方法一）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系37监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验（方法二）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系38监测资料的插补由于各种主、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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系39按内在物理联系进行插补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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系40数学方法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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系41线性内插法titi+1ty2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系42拉格朗日内插2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系43多项式曲线拟合2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系44周期函数曲线拟合2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系45 1.1.工作基点位移对变形值的影响与改正工作基点位移对变形值的影响与改正2.2.观测资料的整编：观测资料的整编：监测点过程曲线，监测点过程曲线，变形分布图变形分布图3.3.变形值的统计规律及成因分析变形值的统计规律及成因分析7.57.5变形监测成果的整理2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系46工作基点位移对偏离值的影响基准线观测：端点位移前方交会：测站点位移2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系47观测资料的整编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2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系48位移数值表2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系49观测点变形过程线2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系50修匀后变形过程线2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系51某土石坝沉降过程线与温度变化曲线2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系52某土石坝坝顶水平位移状况水平剖面变形图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系53某混凝土坝两个不同高程面上的水平位移情况水平剖面的水平变形图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系54三个不同高程面处的沉降情况水平剖面的沉降图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系55某坝的挠曲变形情况竖直剖面的水平变形图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系56某坝的沉降等值线图沉降等值线图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系57某建筑物基础沉降等值线图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系587.6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（平差计算、报表、可视化等）3、监测资料的解释（变形分析）2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系59安全监测资料管理系统逻辑结构图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系60资料库管理流程图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系61数据仓库系统逻辑结构图2022/9/6 变形监测资料的整理测绘与国土信息工程系测绘与国土信息工程系62