利用surfer进行沉陷监测数据处理的方法与实践

《利用surfer进行沉陷监测数据处理的方法与实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、利用Surfer进行沉陷监测数据处理的方法与实践：本文结合某采空区地表沉陷观测的实践工作过程，讨论EXCELL对沉陷监测数据的进行管理存储及利用Surfer8.0实现沉陷分析和预报的三维可视化方法，对此类工程的实施具有一定的借鉴意义。　　关键词：变形监测，Surfer，三维可视化　　一、前言　　变形是自然界普遍存在的现象，变形体的变形在一定范围内是允许的，如果超出一定值就可能引发灾害。为了确定变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征，我们需要用专用仪器来观测而获取变形数据，这就是变形监测。变形监测工作的意义主要表现在两个方面：

2、一方面是实用上的意义,掌握各建筑物和地质构造的稳定性并诊断其安全性，以便及时发现问题并采取措施；另一方面是科学上的意义，以便更好地理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。本文以某地矿山采空沉陷区观测数据为例，以Surfer8.0作为处理软件，进行沉陷变形分析和形成直观的三位图形。　　二、沉陷分析模型流程　　沉陷分析系统包括两大部分：生成预计格X文件和由预计格X文件生成各种图件、实现地表沉陷三维可视化。　　将沉陷数据生成的各种变形格X文件导入Surfer8.0,选择一定的插值方法生

3、成变形等值线,然后调入预计区域的各期对照图等，进行叠加分析，同时也可以生成沉陷区域的X格矢量图、影像图、分类张贴图、渐变地形图、线框图和三维立体表面图等，　　同时还可以进行趋势面分析、体积和面积计算、坡度分析、坡向分析等三维空间分析，其流程如图：　　　　　　　　图1Surfer8.0进行地表沉陷分析流程图　　　　1．生成预计格X文件　　预计格X文件其实是一种文件转换的中间格式。该文件是为进一步三维可视处理工作做准备，包括生成预计格X文件和由预计格X文件生成各种图件、实现地表沉陷三维可视化。Surfer具有12种插值方法，对于该数据一般

4、选择克里金插值方法，比较适于沉陷预计。　　2．生成等直线图和X格矢量化图，进行叠加分析　　数据导入后，可生成需要的等值线图。通过属性对话框，可修改生成等值线的平滑等级、线型、背景以及进行填充等。可以对生成的等值线进行等级（间距）选择，方便的获得移动变形临界值等值线和对破坏区域进行分级统计，对于叠加分析非常实用。　　3．生成X格矢量图、立体表面图和线框图等　　在上一步完成后，对生成的X格矢量化文件利用Surfer8.0可生成下沉X格矢量图和立体表面图。　　三、沉陷观测数据处理　　某矿区是一座大型独立矿区企业，由于矿区的地下开采，形成了一

5、个面积为6万平方米的采空区，导致地表大范围存在沉陷可能，为了保障周边村镇居民的生命财产安全，所以要对采空区进行沉陷变形监测。变形监测工程布设78个变形观测点。　　1．数据的存贮与处理　　Excel在测量数据处理方面显示出强大的优越性，基于Excel在变形观测数据处理中的应用，建立一个Excel文件，命名为“数据处理”。沉降观测点编号用数字连续编排以方便在数据分析中查询。沉降观测点高程平差处理后，对这些点的数据进行分析，自动计算变形量。如下表所示（以相邻临两期观测数据为例）。　　表1第一期和第二期监测数据变形分析　　　　　　　　注：Ne

6、w为新测坐标，Old为旧坐标，HZ为垂直变形量。　　　　2．运用surfer8.0分析变形数据　　Surfer对离散数据进行插值处理方面有其绝对的优势，它能迅速地将离散点的测量数据通过插值转换为连续的数据曲面。Surfer8.0提供了多种图形图像文件格式的输入输出接口以及各大GIS软件文件格式的输入输出接口，大大方便了文件和数据的交流和变换。在Surfer8.0中可方便快速地绘制等值线图、粘贴图、影像图、地貌晕渲图、矢量地图、线框图和表面图等三维立体图件，以及灵活地标注相关图件，也可以对图件进行平滑、滤波、微分、积分、傅立叶和谱分析等

7、处理，也能进行趋势面分析、体积和面积计算、坡度分析、坡向分析、剖面曲率、平面曲率和水平曲率分析和剖面计算等三维空间分析。　　　　2.1导入、转换预计格X文件、选择插值方法　　为了实现Surfer8.0对生成的格X文件的操作，需要将生成的预计格X文件导入后进行。一般在操作过程中选择克里金插值法。　　步骤如下：　　1.选择“X格”——“数据”2.打开数据文件　　　　　　　　图2-1图2-2　　3.设置数据模式4.“确定”---生成格X　　　　　　　　图2-3图2-4　　　　2.2生成等值线图，进行叠加分析　　将数据导入后,选择“地图/等值

8、线图/新建等值线图”命令，打开保存的(*.grd)文件,即可生成需要的等值线图，如图2-5-a。通过属性对话框，可修改生成等值线的平滑等级、线型、背景以及进行填充等。　　Surfer8.0可以导入多种格式的原始底图，与生