变形测量中的变形观测与数据技术处理
如何进行精确的变形监测
如何进行精确的变形监测随着科技的发展和应用，变形监测在工程领域的重要性日益凸显。
无论是建筑物、桥梁还是水利工程，变形监测都扮演着关键的角色。
它可以帮助工程师和专业人员及时了解工程结构的变形情况，以便及早采取相应的措施，保证工程的安全和稳定。
然而，要进行精确的变形监测并不是一件容易的事情。
本文将介绍一些关键的技术和方法，帮助读者理解如何进行精确的变形监测。
一、测量技术1. 全站仪测量：全站仪是一种现代化测量仪器，它可以高精度地测量地面点的三维坐标。
通过在时间上多次测量同一点，结合高精度的角度观测和距离观测，可以获取目标物体的变形信息。
全站仪测量变形时，需要注意观测的重复性和准确性，以确保测量结果的可靠性。
2. 光学测量：光学测量技术是一种常用的变形监测方法。
它基于光学原理，通过测量目标物体表面的形变或位移信息来判断其变形状态。
常见的光学测量方法包括激光测距仪、高速相机和数字图像处理技术。
这些方法可以提供高精度、非接触和实时监测的能力，适用于各种不同的工程环境。
3. 振动测量：振动测量是一种常用的变形监测方法，特别适用于对结构的动态变形进行监测。
振动传感器可以测量目标物体的振动频率、振幅和模态参数等信息，从而了解结构的变形和振动特性。
这些信息对于评估结构的安全状况和性能至关重要。
二、数据处理与分析精确的变形监测不仅依赖于准确的测量数据，还需要合理的数据处理与分析方法。
以下是一些常用的数据处理与分析技术：1. 线性回归分析：线性回归分析是一种统计方法，用于确定两个变量之间的线性关系。
在变形监测中，可以利用线性回归分析来建立监测数据与结构变形之间的关系模型，从而预测未来的变形趋势。
2. 模态分析：模态分析是一种结构动力学方法，用于确定结构的固有振动频率和模态形态。
通过模态分析，可以了解结构的变形特性、刚度和阻尼等参数，进而评估结构的安全性和可靠性。
3. 数据可视化：数据可视化是一种通过图表、图形和动画等方式将数据表达出来的方法。
三维变形监测处理方案-百度发表文章
三维变形监测-后处理解决方案一. 项目概况测区: 某小型水电站时间： 2014年1月13日海拔高度: 2000米测量仪器: 徕卡TS30技术参数： 0.5〃 1+1ppm季节: 冬季室外温度: 2-8摄氏度（干湿温度计）气压： 846mba （精密气压计）控制点： 3个（TL01 TL02 TL03） TL01为复核点监测点： 4个（TP01 TP03 TP05 TP07）测点局部被损坏/临时遮挡目标：墩+强制型对中盘采用对中螺丝+基座棱镜组，由于基座使用的磨损墩上对中盘的自然侵蚀，所以量取每个目标高都不一样，就很正常采集软件：徕卡机载三维变形监测软件可任意设站采集边角数据（本次采用）多测回测角中国版可任意设站，采集边角数据多测回测角国际版区别极坐标可直接察看坐标值（未精密平差）测回数:一共2个测站每测站9测回数TL02测站09:17:33am 开始测量（气压为846mba 干温2℃湿温1.5℃） TL03测站11:33:32am 开始测量（气压为846mba 干温8℃湿温6.5℃）其它参数：折光系数选取 0.13/0.14 （考虑到山区，冬季本次采用0.13）地球曲率半径标准为6371000米（本次特殊，使用的是6366358）投影面高程本次采用 1996米处理方法：外业数据采集导出原始数据tpt txt tzt文件导入DAM6.0平差处理EDM设置：除棱镜常数-34.4采用外（leica仪器直接选用圆棱镜），其余气象均不改正（PPM=0）。
所有改正在软件内部完成过程描述：第一站全站仪架站TL02-以TL03定向-学习-采集（记录气象数据）第二站全站仪架站TL03-以TL02定向-学习-采集（记录气象数据）本次采用软件：格式转换+中铁一院地面通用控制处理包 /科傻/四院/二院相关软件控制网点位图：控制点已知坐标TL02,153.4613,188.2105,2018.1597 TL03,81.2320,22.4400,1991.5280 TL01,68.1052,199.1692,2016.0374外业记录信息检定证书相关值二. 仪器设置 (leica为例) 输出文件格式设置为TXT三. 后处理过程 (转换后)测量机器人TPT TXT TZT 原始数据后处理平差作业流程➢利用转换工具(该软件支持仪器高目标高棱镜常数的事后录入 ), 整理出每一个测站SUC格式文件的数据,以待备用。
毕业设计：建筑物的变形观测变形监测方案
毕业设计：建筑物的变形观测变形监测方案嘿，小伙伴，今天我要跟你聊聊一个相当有意思的课题——建筑物的变形观测变形监测方案。
别看这名字有点长，其实它就是一门研究如何监控建筑物变形的技术活儿。
下面我就用我那十年方案写作的经验，带你领略一下这个方案的精彩之处。
咱们得知道，建筑物变形是个啥玩意儿。
简单来说，就是建筑物在外力作用下，形状和尺寸发生变化。
这事儿听起来有点玄乎，但却是建筑安全的大敌。
所以，监测建筑物的变形，就成了咱们这个方案的核心任务。
一、方案背景话说这事儿起源于我国城市化进程的加速，高楼大厦拔地而起，但随之而来的就是建筑安全问题。
尤其是那些大型、超高层的建筑物，一旦出现变形，后果不堪设想。
于是，咱们这个方案应运而生，旨在为建筑物的变形监测提供一套可行的方案。
二、监测目的1.确保建筑物在施工和使用过程中，结构安全、稳定。
2.及时发现和处理建筑物的变形问题，防止事故发生。
3.为建筑物的维护、保养提供科学依据。
三、监测方法1.全站仪测量法：这是一种利用全站仪对建筑物进行三维测量，从而得到建筑物变形数据的方法。
优点是精度高，但成本较高，操作复杂。
2.光学测量法：通过光学仪器对建筑物进行拍照，然后分析照片中建筑物的变形情况。
这种方法成本较低，操作简单，但精度相对较低。
3.激光扫描法：利用激光扫描仪对建筑物进行扫描，得到建筑物的三维模型，进而分析变形情况。
这种方法精度较高，但成本较高，设备要求较高。
4.雷达监测法：通过雷达对建筑物进行监测，实时获取建筑物的变形数据。
优点是实时性强，但精度相对较低。
综合考虑，我们选择了全站仪测量法作为主要监测手段，辅以光学测量法进行验证。
四、监测步骤1.建立监测点：在建筑物上设置一定数量的监测点，用于采集变形数据。
2.数据采集：利用全站仪对监测点进行测量，获取建筑物的三维坐标。
3.数据处理：将采集到的数据输入计算机，进行数据处理，得到建筑物的变形数据。
4.变形分析：根据变形数据，分析建筑物的变形趋势，为处理变形问题提供依据。
测绘技术中的变形监测方法
测绘技术中的变形监测方法近年来，随着城市化进程的加快和工程建设的不断推进，土地的变形问题越来越引起人们的关注。
土地的变形对于城市的稳定性和工程的安全性都具有重要影响，因此，为了及时监测和掌握土地变形的情况，测绘技术中的变形监测方法应运而生。
一、概述变形监测是指对土地或建筑物等在不同时间段内形状、位置或尺寸等变化进行监测和分析。
测绘技术中的变形监测方法主要包括物理检测法、观测法和遥感法等。
二、物理检测法物理检测法是指通过安装传感器或仪器，感知土地的微小变形，并通过物理原理进行分析和计算。
常用的物理检测法包括全站仪法、高斯仪法和倾斜仪法。
全站仪法是一种高精度的测量方法，可实时监测土地的形变情况。
通过在不同时间段内对固定点进行全站仪测量，并利用测量数据进行分析，可以获得土地变形的情况。
高斯仪法是一种常用的测量方法，通过在土地上设置多个高斯点，并在不同时间段内对这些点进行测量，可以获取土地的形变情况。
通过对测量数据进行比对分析，可以准确判断土地的稳定性。
倾斜仪法是一种利用倾斜仪检测土地变形的方法。
通过在土地上安装倾斜仪，并利用其测量土地的倾斜角度和方向，可以判断和分析土地的变形情况。
三、观测法观测法是指通过人工观测土地的变形情况，并进行记录和分析。
观测法主要包括总站镜测量法、精密水准法和导线法等。
总站镜测量法是一种传统的变形监测方法，通过观测参考点的形变，并利用测量数据进行计算和分析，可以得出土地的变形情况。
精密水准法是一种通过人工观测测点的高程，并进行计算和分析的方法。
通过在不同时间段内对固定点进行精密水准测量，可以获得土地的垂直位移情况。
导线法是一种通过人工观测和记录导线的长度和形变情况的方法。
通过在土地上设置导线，并定期观测和测量导线的长度变化，可以获得土地的变形情况。
四、遥感法遥感法是指通过卫星或无人机等遥感设备，对土地的形变情况进行监测和分析的方法。
遥感法主要利用图像处理技术，通过对卫星图像或无人机航拍图像的比对和分析，可以获得土地的形变情况。
测绘工程中的工程变形监测与分析
测绘工程中的工程变形监测与分析在现代工程建设领域中，测绘工程扮演着至关重要的角色。
而其中的工程变形监测与分析更是保障工程安全、质量和稳定运行的关键环节。
工程变形可能会给工程项目带来严重的安全隐患和经济损失，因此对其进行有效的监测和分析具有极其重要的意义。
工程变形是指工程建筑物在施工、运营过程中，由于各种内外因素的作用，其形状、位置、尺寸等发生的变化。
这些变化可能是缓慢的、渐进的，也可能是突发的、剧烈的。
常见的工程变形包括建筑物的沉降、倾斜、水平位移、裂缝开展等。
而引起工程变形的原因多种多样，主要包括地质条件的变化、荷载的作用、施工工艺的影响、环境因素的改变等。
为了及时准确地掌握工程变形情况，需要采用一系列先进的监测技术和方法。
其中，水准测量是最常用的一种方法。
通过在工程建筑物周围建立水准测量网，定期观测水准点的高程变化，从而计算出建筑物的沉降情况。
全站仪测量则能够同时测量建筑物的水平位移和垂直位移，具有较高的精度和效率。
GPS 测量技术的应用也越来越广泛，其不受通视条件限制，能够实现对大范围工程变形的实时监测。
此外，还有一些新兴的监测技术，如激光扫描测量、摄影测量等，为工程变形监测提供了更多的选择。
在进行工程变形监测时，监测点的布设是一个关键环节。
监测点应能够反映建筑物的变形特征，同时要保证其稳定性和可靠性。
一般来说，监测点应分布在建筑物的关键部位，如基础、柱、梁等。
监测的频率则需要根据工程的特点、变形的速度以及监测的目的来确定。
在施工期间，由于施工活动对建筑物的影响较大，监测频率通常较高；而在运营期间，监测频率可以适当降低。
监测得到的数据需要进行及时的处理和分析，以提取有用的信息。
数据处理包括误差消除、数据平差等。
而数据分析则可以采用多种方法，如回归分析、灰色系统理论、有限元分析等。
通过对监测数据的分析，可以了解工程变形的规律和趋势，判断变形是否在允许范围内。
如果变形超过了允许值，就需要及时采取措施进行处理，如加固建筑物、调整施工工艺等。
《变形监测与数据处理》考试复习参考
参考书目：《工程测量》（李青岳、陈永奇）《变形监测数据处理》（武大出版社）1 变形监测的概念，目的，意义？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。
目的：首要目的是掌握变形体的实际性状，为判断其安全提供必要的信息，其次获得变形体变形的空间状态和时间特性（几何分析），同时还要解释变形的原因（物理解释）。
意义：实用上的意义：主要掌握各建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时的发现问题并采取措施。
科学上的意义：更好的理解变形的机理，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正确的预报变形的理论和方法。
2 变形体：变形体的范畴可以大到整个地球，小到一个工程建（构）筑物的块体,包括自然和人工的构筑物。
(对可能产生变形的各种自然的或人工的建筑物或构筑体的统称)3 引起变形的因素？(可总结为3个方面,自然因素工程自身与工程有关的勘测、设计、施工、运营等)（1）人类开发自然资源的活动会破会地壳上部平衡，造成地面变形。
（2）人口密集的地方大量抽去地下水，造成地面沉陷。
（3）地下采矿引起矿体上方岩层移动。
（4）地壳中的应力长期的积累,引起地壳位移甚至地震 （5）与工程本身相联系的勘测、设计、施工、运营产生。
4 变形体的范畴：全球性变形研究（空间大地测量）、区域性变形研究（GPS、INSAR）、工程和局部性变形研究（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）。
5.变形监测的内容及其分类分类：（1）按研究范围分类：全球性的、区域性的、局部性的（2）按时间特性分类：运动式（变形总趋势朝一个方向）、动态式（观测主要得到振动的幅值，周期等信息） 静态变形:空间位置随时间的变化特性,占多数; 动态变形:变形体空间位置在外力作用下,在某一时刻的变化.内容：应根据建筑物的性质和地基情况来定。
（1）工业和民用建筑：对于基础而言：内容是均匀沉陷和不均匀沉陷；对建筑物本身而言：是倾斜和裂缝观测； 对工业企业等各种设备而言：是水平位移和竖直位移； 对高层和高耸建筑物：还应观测瞬时变形、可逆变形、扭转； （2）水工建筑物：水平位移、垂直位移、渗透（浸润线）以及裂缝观测（3）钢筋混泥土建筑物：外部观测：水平位移、垂直位移、伸缩缝的观测 内部观测（4）地表沉降：定期进行观测，掌握其沉降与回升的规律。
变形监测数据处理与分析
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0 94618 - 0 8186
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第 27卷 第 8期 2011年 4月
甘肃科技 G ansu Sc ience and T echnology
Vol 27 N o 8 A pr 2011
变形监测数据处理与分析
杨林
(甘肃省测绘工程 院, 甘肃 兰州 730050)
摘 要: 无论是在测量 工程的实践上主要用于检查 各种工 程建筑 物和地 质构造 的稳定 性, 及 时发现 问题, 以便采 取 措施; 还是在科学研究 活动上用于包括更好理解变 形的机 理, 验证有 关工程设 计的理 论和地 壳运动 的假说, 以及 建 立正确的预报变形的理论和方法, 其变形观测占有重要的地位。通过对 云南地区 跨断层形变 过去 20 多年观测 数据 (从 1982年 2月 ~ 2005年 7月 )进行处理与分析, 得出了相应地形区 域的跨 断层地 应力积累 情况, 并与 过去二十 多 年云南当地地震情况联系在一起分析, 得出了其间的相互影响。 关键词: 变形监测; 变形观测数据; 数据处理和分析; 地应力 中图分类号: TD 842
1 变形观测
1 1 变形观测的概念及目的 在测量工程的实践和科学研究活动中, 变形观
测占有重要的位置。其在测量工程的实践上主要用 于检查各种工程建筑物和地质构造的稳定性, 及时 发现问题, 以便采取措施; 在科学研究活动上用于包 括更好理解变形的机理, 验证有关工程设计的理论 和地壳运动的假说, 以及建立正确的预报变形的理 论和方法。
变形观测和数据处理
回归分析法
利用数学模型对观测数据进行拟 合，找出数据之间的内在规律。
高级数据处理技术
小波分析法
利用小波变换对观测数据进行多尺度分析，提取 有用信息，适用于非平稳信号处理。
神经网络法
模拟人脑神经元网络结构，对观测数据进行学习 和预测，适用于复杂数据的处理和分析。
支持向量机法
基于统计学习理论，构建分类或回归模型，对观 测数据进行分类或预测。
数据处理技术的选择与优化
1
根据观测数据的特性和需求选择合适的数据处理 技术。
2
对多种数据处理技术进行比较和评估，选择最优 方案。
3
根据实际应用情况对数据处理技术进行优化和改 进，提高数据处理效率和精度。
04
变形分析与预测
变形观测与数据处理将与多个学科融合，如地理信息系统、遥 感技术等，为更多领域提供服务。
对行业的启示和建议
加强技术研发和创新
鼓励企业和研究机构加强变形观测与数据处理技术的 研发和创新，提高我国在该领域的国际竞争力从业人员的培训和教育，提 高其专业素质和技术水平。
通过布设导线网，测量 各导线边长和角度变化，
确定整体变形。
利用全站仪进行三维坐 标测量，可实现高精度
变形监测。
现代变形观测方法
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GPS监测
利用全球定位系统进行大范围 、高精度变形监测。
InSAR技术
利用卫星遥感干涉测量技术， 实现大面积地表形变监测。
光纤应变监测
通过光纤传感器监测结构内部 应变变化，适用于桥梁、大坝
根据观测数据的特性和应用需求，制定相应的质量控制标准。
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变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
二、监测内容
建筑物变形包括：建筑物本身、建筑地基、场地 变形。对建筑物上部变形而言： （1）倾斜观测； （2）位移观测； （3）裂缝观测； （4）挠度观测； （5）摆动和转动观测。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
5.2变形测量的精度与周期
为了了解引起破坏的量的特征，必须区分移动 与变形指标。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
移动与变形指标的定义
• 下沉：某点计算时刻的高程减初始时刻的高程； • 水平移动：某点到控制点的距离的变化； • 倾斜：相相邻两工作点的下沉差除以其距离； • 曲率：两曲线段的倾斜差求得两曲线段中点的曲
率，即平均倾斜的变化。 • 水平变形：相邻两点的水平移动量不等而引起变
变形指标
• 倾斜:
i W3－W2 S2 3
• 曲率:
K234
i34i23 12(S23S34)
• 水平变形:
U3－U2
S23
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
曲率计算示意图
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
正、负曲率对建筑物的影响
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
监测点的平面位置的布置
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
例3：监测点的设置
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
例4：监测点的设置
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
形。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
1.移动指标
(1)下沉： Wi Hi H0i
(2)水平移动： Ui Li L0i
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
5.1 变形量及变形监测内容
一、表达变形量的指标：移动量、变形量。 二、监测内容：建筑变形包含建筑物本身（基础与上部）、建筑地基及其场地的
变形。 (1)倾斜观测； (2)位移观测； (3)裂缝观测； (4)挠度观测； (5)摆动和转动观测。
然后以荷载或时间为横坐标，以累积变形为纵坐标，绘制各种变形曲线， 以便了解变形的幅度和趋势，预估可能稳定的时间及建筑物的安全状况。
• 观测精度：有的有标准的规范，有的即使 没有规范，可参考同类型的其他监测。
变测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
观测周期
(以某一基础沉陷观测过程为例)
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
5.3监测点的设置（1）
(1)数量足够，点位适当； (2)便于现场观测； (3)便于保存，不受损坏。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
（尤其是水库、电站大坝、尾矿坝）、桥梁、码 头、电视塔、管道、地下工程等需要监测。
通常在设计阶段就开始考虑变形测量，并作 出相应的设计。在施工期间或运行期间作出定期 观测，有时也用后期补设标志进行变形观测。
变形测量要求： （1）有明确针对性； （2）能正确反映建筑物变形情况，了解其变形 规律。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
第五章 工程建（构）筑物的变形测量
相关内容： 1.变形量、变形监测的内容； 2.精度与周期； 3.测点设置； 4.观测方法（沉降、倾斜、液体静力水准测 量、水平位移观测、挠度和裂缝观测、日照 和风振测量、变形测量）； 5.成果整理。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
对大型建（构）筑物：高层建筑、坝体
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
表达移动、变形量的指标
（1）移动指标： 下沉Wi，水平移动Ui
（2）变形指标： 倾斜i，曲率K，水平变形±ε
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
为什么要区分移动与变形指标
(1)一栋房屋，如果其整体刚度很大，如果仅有 下沉，或者水平移动，是不会造成损害的。
(2)相反，如果倾斜超过一定的值，或者曲率、 水平变形超过一定的值，是会造成严重损害的。
基坑监测
(1)基坑回弹观测：由于大型基坑开挖后，卸除了地基 土的自重，引起回弹；
(2)地基土分层沉降观测：测定大型建筑物地基内部各 分层土的沉降量、沉降速度、有效压缩层厚度；
(3)建筑场地沉降观测：包括相邻地基沉降、场地地面 沉降。
生物工程中心挡墙监测实例。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
某工程中心挡墙采用土钉加肋柱梁支挡结构体系,土钉 间距１.２m×１.２m,成孔直径127mm，孔深７～14m不等, 挡土墙坡面采用厚100mm、Ｃ20强度等级的喷射混凝土。 如图１所示,西向挡墙ＡＣ长５５m，高３～１１m,其中BC 段长３５m，采用人工挖孔灌注桩１４根，自北向南编号 １～14，桩径１．０ｍ,主筋为２６根直径２５mm钢筋,孔 深14.5～18.0m,桩长15.0～18.5m不等,地面标高-０.5m,桩顶 标高±０.０m，持力层为强风化板岩。南侧挡墙CD长22m， 采用与西向挡墙ＡＢ段相同的结构。
例2：汇源大厦高28层，为满足湘江大道功能需要， 其托换工程监测作业按有关文献，以及托梁设计最大 允许不挠度4mm为依据。监测精度按高精度要求的大 型建筑物变形测量一级要求，即视线长度不大于30m， 前后视距差不大于0.7m，前后视距累积差不大于1.0m， 视线高度不小于0.3m，观测点高差中误差不大于± 0.15mm，此要求同于特高精度要求的建筑物绝对沉降 量的观测中误差± 0.5mm的观测中误差不应超过变形允 许值的1/6。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
工业与民用建筑物
• 四个角点、中点、转角处设置。此外： • (1)沿周边每隔10-20m； • (2)有沉降缝的两侧； • (3)内部承重墙或支柱； • (4)建筑物纵、横轴线。
变形测量中的变形观测与数据技术处 理
例1：某展览馆沉降监测
变形测量中的变形观测与数据技术处 理