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1、第五讲第五讲 变形观测数据整理和分析变形观测数据整理和分析一、数据整理一、数据整理1、主要工作：资料整理、编制成图表、主要工作：资料整理、编制成图表2、具体内容：、具体内容：校核原始数据，检查各次变形观测计算正确性；校核原始数据，检查各次变形观测计算正确性；填写观测数值表；填写观测数值表；绘制变形过程线，变形分布图。绘制变形过程线，变形分布图。二、数据分析二、数据分析数据整理结果：资料、图、表数据整理结果：资料、图、表分析分析变形规律和原因变形规律和原因判断变形情况判断变形情况预报今后变形趋势预报今后变形趋势三、变形测量中几种常见的线图三、变形测量中几种常见的线图（一）观测点变形过程图：反映变
2、形的趋势、规律和幅度。（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。初步判断建筑物是否正常的依据。横坐标：时间横坐标：时间纵坐标：累计变形值纵坐标：累计变形值（二）变形关系曲线：反映变形与某种因素的关系（二）变形关系曲线：反映变形与某种因素的关系横坐标：累计变形值横坐标：累计变形值纵坐标：引起变形的因素（温度、荷重、水位）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（三）变形等值线图：表示某一时刻变形在空间分布情况布情况根据建（构）筑物观测点的位置、最终变形量及
3、用根据建（构）筑物观测点的位置、最终变形量及用内插法绘制的具有等变形值的曲线图。内插法绘制的具有等变形值的曲线图。三、变形测量中几种常见的线图三、变形测量中几种常见的线图四、变形监测实例四、变形监测实例p清江隔河岩大坝清江隔河岩大坝GPSGPS自动监测系统自动监测系统大坝安全监测向实时、连续、自动化方向发展，大坝安全监测向实时、连续、自动化方向发展，GPSGPS已成已成为一种重要监测技术手段。由原武汉测绘科技大学承担了为一种重要监测技术手段。由原武汉测绘科技大学承担了该大坝外观变形该大坝外观变形GPSGPS自动监测系统的建立工作。自动监测系统的建立工作。隔河岩大坝隔河岩大坝GPS监测点监测点位
4、分布图位分布图 四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例系统设计要求：系统设计要求：实时性实时性：在监控中心，实时反映各监测点三维方向的位移：在监控中心，实时反映各监测点三维方向的位移自动化自动化：整个系统监测过程的全自动，不要人工值守，变：整个系统监测过程的全自动，不要人工值守，变形分析过程全自动化形分析过程全自动化连续性连续性：观测数据连续性，数据处理按每间隔：观测数据连续性，数据处理按每间隔6h6h或或2h2h提供提供一次解算结果，数据处理结果在整个时间序列中具有连续一次解算结果，数据处理结果在整个时
5、间序列中具有连续性，变形分析对应为连续性性，变形分析对应为连续性四、变形监测实例四、变形监测实例智能化智能化：实时性和自动化的需求，整个变形分析系统所采：实时性和自动化的需求，整个变形分析系统所采用的分析工具（方法）要求成熟的专家知识，实现人工智用的分析工具（方法）要求成熟的专家知识，实现人工智能和计算智能能和计算智能可靠性可靠性：变形监测成果是供大坝安全性作决策的，因此，：变形监测成果是供大坝安全性作决策的，因此，变形分析结果必须准确、可靠变形分析结果必须准确、可靠另外，系统还应具有较好的延伸功能，包括软件系统的可另外，系统还应具有较好的延伸功能，包括软件系统的可扩展性、安全性、可维护性和个
6、性化需求扩展性、安全性、可维护性和个性化需求四、变形监测实例四、变形监测实例实际应用情况实际应用情况 四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例p武汉长江二桥武汉长江二桥GPSGPS动态变形监测动态变形监测动态监测网动态监测网四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例 监测点监测点(WH02) (WH02) 相对于基准站相对于基准站(WH01)(WH01)在在H H方向的频谱图方向的频谱图 四、变形监测实例四、变形监测实例监
7、测点点(WH02) (WH02) 相相对于参考点于参考点(WH03)(WH03)在在H H方向的方向的频谱图 四、变形监测实例四、变形监测实例参考点参考点(WH03) (WH03) 相相对于基准站于基准站(WH01)(WH01)在在H H方向的方向的频谱图 四、变形监测实例四、变形监测实例p索塔和钢箱梁远程实时动态几何监测系统索塔和钢箱梁远程实时动态几何监测系统GPSGPS实时动态监测系统的通讯组网实时动态监测系统的通讯组网四、变形监测实例四、变形监测实例测量机器人对索塔动态变形的定期扫测测量机器人对索塔动态变形的定期扫测四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例pGPS
8、GPS阵列监测系统及其应用阵列监测系统及其应用四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例pGPSGPS天线阵列在大坝监测中应用天线阵列在大坝监测中应用四、变形监测实例四、变形监测实例系系统统安安装装四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例软件系统软件系统四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测
9、实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例p东海大桥东海大桥GPSGPS阵列天线监测阵列天线监测四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例p测量机器人动态监测测量机器人动态监测有线方式有线方式无线方式无线方式四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例 1997 1997年，年，TCA200
10、3TCA2003成功用于意大利北部阿尔卑斯山脉峡谷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。中的大坝坝区高边坡的稳定性监测。 2000 2000年在瑞士纳尔普斯（年在瑞士纳尔普斯（NalpsNalps）大坝上建立了由两台）大坝上建立了由两台TCA2003TCA2003组成的自动化的持续变形监测系统，监测精度可组成的自动化的持续变形监测系统，监测精度可达达1mm1mm左右。左右。四、变形监测实例四、变形监测实例 2005 2005年年1212月香港的九广铁路公司在新九龙南线工程中构造月香港的九广铁路公司在新九龙南线工程中构造了一个庞大的测量机器人全自动化的变形监测系统，整
11、个了一个庞大的测量机器人全自动化的变形监测系统，整个系统集成了包括系统集成了包括1818台全自动高精度的台全自动高精度的TCA2003TCA2003，5 5套套GeoMosGeoMos监测软件，监测软件，560560多个棱镜和数台计算机工作站。多个棱镜和数台计算机工作站。四、变形监测实例四、变形监测实例 美国加州美国加州Diamond ValleyDiamond Valley水库使用了加拿大水库使用了加拿大NewBrunswickNewBrunswick大学开发的大学开发的GPSGPS、GeorobotGeorobot等多传感器的集成系统进行自等多传感器的集成系统进行自动化监测，该水库包括动化
12、监测，该水库包括3 3个坝，采用了个坝，采用了5 5台台GPSGPS和和8 8台台TCATCA全全站仪，坝体上共设站仪，坝体上共设228228个棱镜。个棱镜。 2000 2000年年6 6月在小浪底大坝的外部变形监测中采用了由月在小浪底大坝的外部变形监测中采用了由TCATCA和和APSWinAPSWin组成的极坐标自动变形监测系统，实现了大坝的组成的极坐标自动变形监测系统，实现了大坝的无人守值全自动监测。在提高自动极坐标监测系统的高程无人守值全自动监测。在提高自动极坐标监测系统的高程精度方面，也进行了一些研究，如在统计分析和灰关联分精度方面，也进行了一些研究，如在统计分析和灰关联分析的基础上，
13、建立大气折光改正模型等。析的基础上，建立大气折光改正模型等。四、变形监测实例四、变形监测实例江亚大坝江亚大坝四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例四、变形监测实例水平角采用方向观测法，施测水平角采用方向观测法，施测1212测回，前后测回，前后6 6测回分别在异午时间段施测，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 3个测回，每测个测回，每测回盘左盘右各测次，并取均值，往返共测回盘左盘右各测次，并取均值，往返共测6 6个测回。全网施测约个测回。全网施测约1111天时间，天时间，而前七期的人工观测
14、需要约而前七期的人工观测需要约2525天左右，提高了工作效率一倍以上。天左右，提高了工作效率一倍以上。四、变形监测实例四、变形监测实例复习思考题复习思考题1、变形测量概念？工程变形测量概念？、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？、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？、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？、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？、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？、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？、水平位移观测的步骤？8、沉降观测和水平位移观测的实质？、沉降观测和水平位移观测的实质？9、挠度概念？、挠度概念？10、变形观测数据整理的具体内容？、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？、变形测量中有哪些常用的线图？
