变形监测与数据处理余颖媛

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1、-《变形监测与数据处理》读书报告姓名：余颖媛专业：测绘工程2011级学号：2011301091电话：18987432696一、引论1、变形监测的概念：就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。2、变形监测研究对象划分为这样三类：（1）全球性变形研究，如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等；（2）区域性变形研究，如地壳形变监测、城市地面沉降等；（3）工程和局部性变形研究，如监测工程建

2、筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。3、变形监测的内容，应根据变形体的性质与地基情况来定。（1）工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测。就其基础而言，主要观测内容是建筑物的均匀沉陷与不均匀沉陷。对于建筑物本身来说，则主要是观测倾斜与裂缝。对于高层和高耸建筑物，还应对其动态变形（主要为振动的幅值、频率和扭转）进行观测。对于工业企业、科学试验设施与军事设施中的各种工艺设备、导轨等，其主要观测内容是水平位移和垂直位移。（2）水工建筑物：对于土坝，其观测项目主要

3、为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。对于混凝土坝，以混凝土重力坝为例，由于水压力、外界温度变化、坝体自重等因素的作用，其主要观测项目主要为垂直位移（从而可以求得基础与坝体的转动）、水平位移（从而可以求得坝体的扭曲）以及伸缩缝的观测，这些内容通常称为外部变形观测。（3）地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地吸取地下水，而影响地下土层的结构，将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区，由于在地下大量的采掘，也会使地表发生沉降现象。这种沉降现象严重的城市地区，暴雨以后将发生大面积的积

4、水，影响仓库的使用与居民的生活。有时甚至造成地下管线的破坏，危及建筑物的安全。.---4、变形监测所研究的理论和方法主要涉及到这样三个方面：变形信息的获取、变形信息的分析与解释、以及变形预报。（1）变形信息获取方法①在全球性变形监测方面，空间大地测量是最基本最适用的技术，它主要包括全球定位系统、甚长基线射电干涉测量、卫星激光测距、激光测月技术以及卫星重力探测技术（卫星测高、卫星跟踪卫星和卫星重力梯度测量）等技术手段；②在区域性变形监测方面，GPS已成为主要的技术手段。近十年发展起来的空间对地观测遥感新技术

5、——合成孔径雷达干涉测量，在监测地震变形、火山地表移动、冰川漂移、地面沉降、山体滑坡等方面，其试验成果的精度已可达厘米或毫米级，表现出很强的技术优势。但精密水准测量依然是高精度高程信息获取的方法。（2）在工程和局部性变形监测方面，地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以GPS为主的空间定位技术等均得到了较好的应用。5、合理设计变形监测方案主要内容包括：确定监测网的质量标准；选择观测方法；点位的最佳布设和观测方案的最优选择。二、数理统计的有关理论1、随机过程理论：是研究随机性表现为一

6、个过程的随机现象的学科，通常它是研究动态测量过程及其测量结果的理论依据。2、随机变量通常用它的概率分布函数、算术平均值和标准差作为特征量。随机过程的特征量是：①概率密度函数；②均值、方差和均方差；③自相关函数；④谱密度函数；三、变形监测技术1、地面监测方法主要是指通过高精度的地面测量仪器及其设备测量角度、长度和高程的变化来确定变形。主要方法有：前方交会法、后方交会法、极坐标法、视准线法、小角法、测距法、几何水准测量、三角高程测量。地面监测方法的基本特点：(1)能够直接提供测点的变形状态，监控面积较大；(2

7、)布网式的观测量可以相互校核和精度评定；(3)灵活、简便，可适应于不同的精度要求。2、测量机器人工作原理及其应用（1）测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。（2）测量机器人进行变形监测的方式：固定式全自动持续监测、.---移动式半自动变形监测。①固定式全自动变形监测系统可实现全天侯无人守值监测，并有高效、全自动、准确、实时性强等特点。缺点：a.没有多余观测量，且不易发现粗差；b.系统所需的测量机器人、棱镜、计算机等设备因长

8、期固定而需采用特殊措施保护起来；c.需要雄厚的资金作保证。②移动式半自动变形监测系统的作业与传统观测方法一样，在各观测墩上安置整平仪器，输入测站点号，进行必要的测站设置，后视之后测量机器人会按照预置在机内的观测点顺序、测回数，全自动的寻找目标，精确的照准目标、记录观测数据，计算各种限差，作超限重测或等待人工干预等。完成一个测点的工作后，人工将仪器搬到下一个施测的点上，重复上述的工作，直到所有外业工作完成。这种移动式网观测模式可