变形观测的成果整理与分析

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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１核对和复查外业观测成果与起算数据；２进行各项改正计算；３验

2、算各项限差，在确认全部符合规定要求后，方可进行计算。第一节一般规定二监测数据处理要求１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。２合理处理随机误差，正确区分测量误差与变形信息。３多期观测成果的处理应建立在统一的基准上。４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

3、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

4、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o．13mm。通过观测获得观测值向量(单位：mm),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１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。２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。３当网内

5、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１平差方法应与所采用的基准相适当。对于固定基准，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。２经典平差，宜采用条件平差法或间接平差法。３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

6、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，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

7、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。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)

8、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