变形观测的基本方法
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。
变形观测规范
变形观测规范5.1建筑物沉降观测5.1.1建筑物沉降观测应测定建筑物地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。
5.1.2沉降观测点的布置，应以能全面反映建筑物地基变形特征并结合地质情况及建筑结构特点确定。
点位宜选设在下列位置：1建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10〜15m处或每隔2〜3根柱基上。
2高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。
3建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊外、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。
4宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。
5邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。
6框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。
7片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。
8重型设备基础和动力设备基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。
9电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个。
5.1.3沉降观测的标志，可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志（用于宾馆等高级建筑物）等型式。
各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。
标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。
隐蔽式沉降观测点标志的型式，可按本规程附录C次表C.0.1条规定执行。
5.1.4沉降观测点的施测精度，应按本规程第3.2.2条的有关规定确定。
未包括在水准线路上的观测点，应以所选定的测站高差中误差作为精度要求施测。
5.1.5沉降观测的周期和观测时间，可按下列要求并结合具体情况确定。
1建筑物施工阶段的观测，应随施工进度及时进行。
码头变形观测方案
码头变形观测方案码头作为船舶和货物的交接场所，在长期的使用中会受到各种因素的影响，如水流、潮汐、风浪等，可能导致码头的变形和沉降。
为确保码头的安全性和正常使用，需要对其进行定期的观测和监测。
观测项目在进行码头变形观测时，需要针对以下项目进行测量和分析。
码头自身结构在观测过程中，对于码头自身的结构要进行细致的分析，包括桩基础、平台结构以及桥墩等部分，确定其是否有任何的变形或是开裂等情况。
码头的沉降情况码头的沉降情况具有重要的参考意义，可以反映出码头的整体稳定性以及基础的质量情况，需要通过测量沉降孔位移、浸润线高度变化等指标，来判定码头的沉降情况。
码头附近地面沉降码头附近的地面沉降情况同样需要关注，它与码头的密切关系对码头的内部稳定性和周围环境的影响非常大。
可以通过地面沉降点的测量，来对码头的附近地面沉降情况进行跟踪。
码头周边环境码头周边环境的变化同样应该关注，包括水流变化、风力和风向变化、潮汐、水位变化等，这些环境因素会直接影响码头的稳定性。
观测方法对于码头变形观测，可以采取传统的物理测量方法，如水准测量、全站仪测量、深层位移测量等，也可以采用新型的技术手段，如激光雷达、无人机、卫星测量等。
水准测量水准测量是传统的高精度测量方法之一，可以获取到码头各个部位的海拔高度数据，对码头整体的高程变化情况进行测量。
全站仪测量全站仪测量是一种高精度三维测量方法，可以获取到码头各个部位的三维坐标数据，对于码头结构的横向水平变形情况，以及垂直沉降情况进行测量。
激光雷达激光雷达是一种高精度的无接触式测量方法，可以获取到码头各个部位的三维坐标数据，包括码头的立面和四面图，尤其适合对于码头结构的准确测量。
无人机无人机技术相对于传统的测量方法，具有对于测量区域范围大、操作成本低、精度高等优点，可以对于码头的结构进行三维模型构建，并对于沉降情况进行快速准确的反演。
卫星测量卫星测量技术包括GPS、卫星激光测高（LIDAR）等技术，具有测量范围广、定位精度高，可全天候观测等优点，对于码头周边区域的变化进行联合测量和协同分析。
变形测量方法
一、变形测量的常规方法变形观测的常规方法主要指经纬仪或全站仪平面位移测量和水准仪沉降观测。
平面位移经纬仪（全站仪）测量方法：1、小角法在测站上测量位移点的距离及固定方向与位移点方向间的夹角，以确定位移大小、位移方向的方法。
2、视准线法以两固定点间经纬仪的视线作为基准线，测量变形观测点到基准线间的距离，确定偏离值的方法。
3、极坐标法根据一个已知点的坐标和一个已知方向，在已知点上观测已知方向与待定方向的水平角和已知点到待定点之间的距离，确定待定点坐标的方法。
4、交会法根据两个以上已知点用方向或距离交会确定待定点坐标和高程的方法。
✓前方交会根据两个以上已知点的坐标及观测角值确定待定点坐标的方法。
✓后方交会在待定点上向三个以上已知点进行水平角观测然后根据三个已知点的坐标及两个水平角观测值确定待定点坐标的方法。
✓侧方交会根据两个已知点的坐标和一个已知点及待定点上观测的水平角确定待定点坐标的方法。
沉降观测水准测量法：用水准仪和水准尺，按照水准测量的方法，测定观测点两次高程之差，以确定观测点的沉降量。
二、变形测量的其他方法与仪器设备1、液体静力水准测量用装有联通管的贮液容器，根据其液面等高原理制成的装置进行高差测量的方法。
2、激光准直法以激光发射系统发出的激光束作为基准线，在需要准直的点上放置激光束的接收装置，确定偏离值的方法。
3、引张线法在两固定点间，以重锤和滑轮拉紧的金属丝作为基准线，测量变形观测点到基准线的距离，确定偏离值的方法。
4、经纬仪投点法用经纬仪在两个正交的方向将建筑物、构筑物顶部的观测点投影到底部观测点的水平面上，以测定位移大小、位移方向及倾斜度的方法。
5、正锤线法在固定点下，以金属丝悬挂重锤作为竖向基准线，测量建筑物、构筑物不同高度处的观测点与基准线的距离，确定偏离值的方法。
6、倒锤线法以下端固定在变形体下的基岩内，上端联接在油箱内的自由浮体上，拉紧的金属丝作为竖向基准线，测量建筑物构筑物不同高度处的观测点与基准线间的距离，确定偏离值的方法。
建筑变形观测(沉降、倾斜、裂缝、位移观测)
建筑变形观测起了什么作用？为保证建筑物在施工、使用和运行中的安全，以及为建筑物的设计、施工、管理及科学研究提供可靠的资料，在建筑物施工和运行期间，需要对建筑物的稳定性进行观测，这种观测称为建筑物的变形观测。
建筑物变形观测包括哪些内容？建筑物沉降观测建筑物倾斜观测建筑物裂缝观测建筑物位移观测一、建筑物的沉降观测建筑物沉降观测是用水准测量的方法，周期性地观测建筑物上的沉降观测点和水准基点之间的高差变化值。
01 水准基点的布设水准基点是沉降观测的基准，因此水准基点的布设应满足以下要求：1）要有足够的稳定性水准基点必须设置在沉降影响范围以外，冰冻地区水准基点应埋设在冰冻线以下0.5m。
2）要具备检核条件为了保证水准基点高程的正确性，水准基点最少应布设三个，以便相互检核。
3）要满足一定的观测精度水准基点和观测点之间的距离应适中，相距太远会影响观测精度，一般应在100m范围内。
02 沉降观测点的布设进行沉降观测的建筑物，应埋设沉降观测点，沉降观测点的布设应满足以下要求：1）沉降观测点的位置沉降观测点应布设在能全面反映建筑物沉降情况的部位，如建筑物四角，沉降缝两侧，荷载有变化的部位，大型设备基础，柱子基础和地质条件变化处。
2）沉降观测点的数量一般沉降观测点是均匀布置的，它们之间的距离一般为10～20m。
3）沉降观测点的设置形式03 沉降观测1）观测周期a.当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。
b.在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。
如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。
c.当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。
d.建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。
2）观测方法观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。
沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。
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
01
02
03
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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。
测绘工程之变形监测考试名词解释
测绘工程之变形监测考试名词解释水平位移：指工程建筑物在水平面内的变形，表现形式为在不同时期平面坐标或距离的变化。
垂直位移：指工程建筑物及其基础在垂直方向的变形。
饶度：在建筑物的垂直面内各不同高程点相对于底点的水平位移称为..基准点：位置固定或变化较小的点观测点：变形体上有代表性的点工作点：介于观测点和几点之间的过渡点。
变形监测网：由变形观测基准点，工作基点和观测点按照一点的控制网形式组成的网。
变性分析：对野外观测所得到的数据信息进行科学整理、分析找出真正的变形信息和变化规律的过程。
FIG：国际测量师联合会变形观测：频率：在某一段时间内观测的次数；周期：每观测一次所间隔的时间。
变形监测：定期对变形体的有关几何量进行量测，并从观测成果中整理、分析出变化规律的整个过程。
变性监测的目的：获得变形体产生变形的空间状态和事件特征，确定变形值得大小及稳定程度，同时解释变形原因。
变形观测的特点：重复观测精度要求高综合应用各种观测方法要求用严格的数据处理方法多学科的配合沉降观测中的三固定以及优点：固定测量员，固定仪器，固定施测路线提高沉降观测的精度（原因：在整个变形观测过程中把偶然误差加以系统化，使其在各时期观测的差值中自动消除）布设基准点的方法：1深埋：在垂直方向上将基准点设在变形体之外。
2.远设：在水平方向将基准点设在变形体之外。
要求;变形速度小，且观测点之间的距离较近基准线法测定的基本原理：以通过建筑物的轴线或平行于建筑物的轴线的竖直平面为基准面，在不同时期分别测定大致位于轴线的观测点相对于此基准面的偏离值，比较同一点在不同时期的偏离值即可求出观测点在垂直于轴线方向的水平位移。
形式：测小角法活动（站）牌法激光对准法引张线法深埋双金属标的原理及特点：原理：深埋金属标在施工埋设时先钻孔穿过地层或风化岩石，达到坚硬的新鲜岩石，用水泥砂浆固定套管，然后在套管内装置直径各位30mm的刚铝管，以钢管标点高程为基准，并借助铝管点高程提供温度改正资料特点：深埋两根具有不同膨胀系数的金属管，并由标志顶部的读数设备测定温度变化对标志所引起的两管长度变化的差*，由此差数即可计算出金属管本身长度的变化，以改正温度变化对标志高程的影响如何确定变形观测的必要精度？主要根据变形观测的目的，允许变形值得大小，变形的速度以及工程的性质来决定1.按照允许变形值来确观测精度例：设允许变形值为*容，则观测的必要精度M=*容/（10-20），某核电长边坡允许变形为*容=20mm，则可确定变形观测的必要精度为M=+-1mm2.按变形观测实测数据的统计分析确定观测精度：例特殊精密工程，高能粒子加速器，大型抛物面天线，平面位移测量中误差要求为正负0.1-0.5mm，则沉降观测的精度为正负0.05-0.2mm布设变形观测网的原则：网点的视野要开阔2.网点之间构成的图形要规矩，最好是等边三角形，3.三角形的角度在30-150度之间变形观测的意义？1.由于各种因素的影响，工程建筑物在施工运营过程中都会产生变形，这种变形在一定限度内是允许的正常现象，但是如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重的还可能危及建筑物的安全。
变形观测的基本措施
变形观测的基本措施：
为了保证变形观测成果的精度，除按规定时间一次不漏的进行观测外，在观测中应采取“一稳定、四固定”的基本措施。
(1) 变形观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的变形观测点，其点位要稳定。
基准点是变形观测的基本依据，因此设三个稳固可靠的基准点，并每半年复测一次；变形观测点应设在被观测物上最能反映变形特征且便于观测的位置。
(2) 变形观测所用仪器、设备要固定；观测人员要固定；观测的条件、环境基本相同；观测的路线、镜位、程序和方法要固定。
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变形观测的基本方法
变形观测是地球物理学中的一项重要技术，用于研究地球内部的构造和性质。
变形观测的基本方法包括GPS观测、地面变形观测和遥感测量等，下面我们就来详细介绍。
GPS观测是通过全球定位系统（GPS）测量地球表面的变形情况。
GPS技术的原理是通过卫星发射的电磁波信号，测量接收器和卫星之间的距离，从而确定接收器的位置。
利用GPS观测可以测量地球表面的水平和垂直方向的运动和变形，以及地壳运动的速度和方向等信息。
地面变形观测是通过在地面上设置变形仪或地震仪等设备，测量地面的变形情况。
地面变形观测可以通过测量地震引起的地面变形，来了解地球内部的结构和运动情况。
同时，地面变形观测还可以监测地球表面的沉降、隆起、坡度等信息，以及地下水位、水文气候等因素对地面变形的影响。
遥感测量是利用卫星、飞机等遥感技术，对地球表面的形态、地貌、温度、湿度等信息进行观测和测量。
遥感技术可以测量地球表面的形态、高程、地形、地貌等信息，并通过遥感图像的分析，了解地球表面的变形情况。
同时，遥感技术还可以监测气候变化、海洋环境、冰川变化等信息，从而更好地了解地球表面的变化和演化。
除了以上三种基本方法，变形观测还包括其他一些技术，如测量地震波传播速度、电磁场变化等。
这些技术可以用于研究地球内部的构造和运动，以及地球表面的变形和演化情况。
总的来说，变形观测是地球物理学中的一项重要技术，可以用于研究地球内部的结构和运动，以及地球表面的变化和演化情况。
不同的变形观测方法可以提供不同的信息，从而更好地了解地球的变化和演化。