變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理復(fù)習(xí)資料

1、立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本變形監(jiān)測(cè)復(fù)習(xí)資料2010-06-23 21:38:30|分類： 測(cè)繪行業(yè) 閱讀160評(píng)論0 字號(hào)：大中小 訂閱第一章引論1. 變形監(jiān)測(cè)的意義、內(nèi)容與目的基本概念：變形是自然界的普遍現(xiàn)象，它是指變形體在各種荷載作用下，其形狀、大小及位置在時(shí)空域中的變化變形監(jiān)測(cè)就是利用測(cè)量與專用儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)視觀測(cè)的工作變形體的范疇：全球性變形研究（空間大地測(cè)量）、區(qū)域性變形研究（GPS）、工程和局部性變形研究（地面常規(guī)測(cè)量技術(shù)、地面攝影測(cè)量技術(shù)、特殊和專用的測(cè)量手段、以及以GPS為主的空間定位技術(shù)）外部變形觀測(cè)：對(duì)于混凝土壩，以混凝土重力壩為例，由于水壓力、外界

2、溫度變化、壩體自重等因素的作用，其主要觀測(cè)項(xiàng)目主要為垂直位移、水平位移以及伸縮縫的觀測(cè)，這些內(nèi)容通常稱為外部變形觀測(cè)。內(nèi)部觀測(cè)： 為了了解混凝土壩結(jié)構(gòu)內(nèi)部的情況，還應(yīng)對(duì)混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、溫度等進(jìn)行 觀測(cè)，這些內(nèi)容通常稱為內(nèi)部觀測(cè)。水平位移觀測(cè)：主要包括在同一高程面上不同點(diǎn)位在垂直于建筑物軸線方向的水平位移，在同一鉛垂線上的不同高程面上的水平位移，及任意點(diǎn)在任意方向上水平位移。1）變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容1 ）工業(yè)與民用建筑物：主要包括基礎(chǔ)的沉陷觀測(cè)與建筑物本身的變形觀測(cè)2 ）水工建筑物：對(duì)于土壩，其觀測(cè)項(xiàng)目主要為水平位移、垂直位移、滲透以及裂縫觀測(cè)。3）地面沉降：對(duì)于建立在江河下游沖積

3、層上的城市，由于工業(yè)用水需要大量地吸取地下水，而影響地下土層的結(jié)構(gòu)，將使地面發(fā)生沉降現(xiàn)象。對(duì)于地下采礦地區(qū)，由于在地下大量的采掘，也會(huì)使地表發(fā)生沉降現(xiàn)象2）變形監(jiān)測(cè)的目的和意義變形監(jiān)測(cè)的目的和意義:具有實(shí)用上的意義，主要是掌握各種建筑物和地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性,立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本為安全性診斷提供必要信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題， 以便采取措施； 具有科學(xué)上的意義， 包括更好 地理解變形的機(jī)理， 驗(yàn)證有關(guān)工程設(shè)計(jì)的理論和地殼運(yùn)動(dòng)的假說， 進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)， 以及建立 有效的變形預(yù)報(bào)模型。2 .變形監(jiān)測(cè)技術(shù)及其發(fā)展1) 變形信息獲取方法的選擇決定因素變形體的特征、變形監(jiān)測(cè)的目

4、的、變形大小和變形速度等因素。2)地表變形監(jiān)測(cè)方法常規(guī)地面測(cè)量方法(測(cè)量機(jī)器人)統(tǒng))，GNSS、地面攝影測(cè)量技術(shù)、光機(jī)電的組合(光纖傳感器測(cè)量系3)Gps周期性變形監(jiān)測(cè)和連續(xù)性變形監(jiān)測(cè)GPS用于變形監(jiān)測(cè)的作業(yè)方式可劃分為周期性和連續(xù)性兩種模式周期性變形監(jiān)測(cè)與傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)沒多大區(qū)別，以靜態(tài)相對(duì)定位為主，一般采用事后處理模式連續(xù)性變形監(jiān)測(cè)指的是采用固定監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集, 用靜態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì)定位獲得變形數(shù)據(jù)序列?？刹? .變形分析的內(nèi)涵及其研究進(jìn)展1) 變性分析的內(nèi)涵：從錯(cuò)綜復(fù)雜的變形現(xiàn)象中找出其內(nèi)在規(guī)律性。2) 變形的幾何分析與物理解釋變形的幾何分析是對(duì)變形體的形狀和大小的變

5、形作幾何描述，其任務(wù)在于描述變形體變形的空間狀態(tài)和時(shí)間特性。變形物理解釋的任務(wù)是確定變形體的變形和變形原因之間的關(guān)系，解釋變形的原因變形幾何分析： 參考點(diǎn)的穩(wěn)定性分析，觀測(cè)值的平差處理和質(zhì)量評(píng)定,變形模型參數(shù)估計(jì)變形模型參數(shù)估計(jì)：直接法是直接用原始的重復(fù)觀測(cè)值之差計(jì)算應(yīng)變分量或它們的變化率;位移法是用各測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的平差值之差計(jì)算應(yīng)變分量。立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本3）變形的統(tǒng)計(jì)分析法、確定函數(shù)法與混合模型法統(tǒng)計(jì)分析法：以回歸分析模型為主，是通過分析所觀測(cè)的變形（效用量）和外因（原因量）之間的相關(guān)性，來建立荷載-變形之間的關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，它具有后驗(yàn)的性質(zhì)，是目前應(yīng)用比較廣泛的變形成因分析法。確

6、定函數(shù)法： 以有限元法為主， 它是在一定的假設(shè)條件下，利用變形體的力學(xué)性質(zhì)和無力相知，通過應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系建立荷載與變形的函數(shù)模型，然后利用確定函數(shù)模型預(yù)報(bào)在荷載作用下變形體可能的變形。具有先驗(yàn)的性質(zhì)，比統(tǒng)計(jì)模型物理意義明確，但計(jì)算工作量較大，并對(duì)用作計(jì)算的基本資料有一定的要求?；旌夏Ｐ头ǎ簩?duì)于那些與效用量關(guān)系比較明確的原因量（如水質(zhì)分量） 用有限元法德計(jì)算值,而對(duì)于另一些與效用量關(guān)系不是很明確或采用相應(yīng)的物理理論計(jì)算成果難以確定他們之間函數(shù)關(guān)系的原因量則仍采用統(tǒng)計(jì)模型，然后與實(shí)際值進(jìn)行擬合而建立的模型4）變形分析的發(fā)展1. 數(shù)據(jù)處理與分析將向自動(dòng)化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，更注重時(shí)空模

7、型和時(shí)頻 分析（尤其是動(dòng)態(tài)分析）的研究，數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算將會(huì)得到更更好的應(yīng)用2. 會(huì)加強(qiáng)對(duì)各種方法和模型的實(shí)用性研究，變形監(jiān)測(cè)軟件的開發(fā)不會(huì)局限于某一固定模式， 隨著變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，變形分析新方法研究將會(huì)不斷涌現(xiàn)。3. 由系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)論、相同論、突變論、分形與混沌動(dòng)力學(xué)所構(gòu)成的 系統(tǒng)科學(xué)與非線性科學(xué)的應(yīng)用將得到加強(qiáng)4. 幾何變形分析和無力解釋的綜合研究將深入發(fā)展，以知識(shí)庫、方法庫、數(shù)據(jù)庫和多媒體庫 為主體的安全監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)的建立時(shí)未來發(fā)展的方向，第二章數(shù)理統(tǒng)計(jì)的有關(guān)理論隨機(jī)過程：通常把自變量為時(shí)間t的隨機(jī)函數(shù)叫做隨機(jī)過程隨機(jī)函數(shù)：對(duì)于自變量的每一個(gè)給定值，它是一個(gè)隨機(jī)變

8、量，這種函數(shù)就叫做隨機(jī)函數(shù)隨機(jī)過程的作用：可以對(duì)幾何量和物理量進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，能夠進(jìn)一步分析動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的特殊現(xiàn)象（運(yùn)動(dòng)速度，頻率響應(yīng)。幅值）。隨機(jī)過程的特征量：概率密度函數(shù);均值、方差和均方值；自相關(guān)函數(shù)；譜密度函數(shù)自相關(guān)函數(shù)：除均值和方差外，用另一特征量反映隨機(jī)過程內(nèi)不同時(shí)刻之間的相關(guān)程度，這種特征量就叫做自相關(guān)函數(shù)平穩(wěn)隨機(jī)過程：若隨機(jī)過程 x(t)，的所有特征量與t無關(guān)，即其特征量不隨t的推移而變化，則稱x(t)為平穩(wěn)隨機(jī)過程各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程：從單個(gè)觀測(cè)得到的時(shí)間經(jīng)歷來求特征量的平穩(wěn)過程稱為各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程第三章變形監(jiān)測(cè)技術(shù)1. 變形監(jiān)測(cè)技術(shù)變形監(jiān)測(cè)技術(shù)：地面監(jiān)測(cè)方法與測(cè)量機(jī)器人；地面攝

9、影測(cè)量方法；GPS變形監(jiān)測(cè)及自動(dòng)化系統(tǒng)；特殊測(cè)量手段地面監(jiān)測(cè)方法的基本特點(diǎn)：能夠直接提供測(cè)點(diǎn)的變形狀態(tài)，監(jiān)控面積較大；布網(wǎng)式的觀測(cè)量可以相互校核和精度評(píng)定；靈活、簡(jiǎn)便，可適應(yīng)于不同的精度要求。測(cè)量機(jī)器人是一種能代替人進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)和精確照準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、 三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀地面攝影測(cè)量方法及其特點(diǎn):可以同時(shí)測(cè)定變形體上任意點(diǎn)的變形;提供完全和瞬時(shí)的三維空間信息； 大量減少野外的測(cè)量工作量;可以不需要接觸被測(cè)物體；通過攝影底片，可以觀測(cè)到變形體以前的狀態(tài)。GPS變形監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)：測(cè)站間無需通視；同時(shí)提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維位移信息；全天候監(jiān)測(cè)；監(jiān) 測(cè)精度高；操縱簡(jiǎn)便

10、，易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化；GPS大地高可直接用于垂直位移測(cè)量 變形監(jiān)測(cè)中特殊測(cè)量手段：應(yīng)變測(cè)量、準(zhǔn)直測(cè)量、傾斜測(cè)量 特點(diǎn)：測(cè)量過程簡(jiǎn)單；容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)和連續(xù)監(jiān)測(cè)；提供的是局部的變形信息2. 變形監(jiān)測(cè)方案變形監(jiān)測(cè)方案的制定：變形監(jiān)測(cè)內(nèi)容的確定；監(jiān)測(cè)方法、 儀器和監(jiān)測(cè)精度的確定；監(jiān)測(cè)部位和測(cè)點(diǎn)布置的確定；變形監(jiān)測(cè)頻率的確定3 . 變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)測(cè)量控制網(wǎng)包括：測(cè)圖控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)測(cè)量控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩個(gè)方面的含義：1 ）在人、財(cái)、物的條件下，控制網(wǎng)具有最好的精度、靈敏度和可靠性；2）在滿足精度、靈敏度和可靠性的條件下，控制網(wǎng)的成本最低?？刂凭W(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的分類：零類設(shè)計(jì)（基準(zhǔn)設(shè)

11、計(jì)），一類設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)圖形設(shè)計(jì)），二類設(shè)計(jì)（觀測(cè)值權(quán)的分配），三類設(shè)計(jì)（網(wǎng)的改造或加密方案設(shè)計(jì)）控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：解析設(shè)計(jì)法，機(jī)助設(shè)計(jì)法。解析法：通過建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題的數(shù)學(xué)模型，包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，選擇一種恰當(dāng)?shù)膶?yōu)解法，求出問題的嚴(yán)格最優(yōu)解；機(jī)助法：將電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能子和判別能力同設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)結(jié)合起來，通過對(duì)一個(gè)憑經(jīng)驗(yàn)擬定的初始設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行分析、計(jì)算，求出各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的修改，直到設(shè)計(jì)者滿意的一種設(shè)計(jì)方案?？刂凭W(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：精度、可靠性、靈敏度、經(jīng)濟(jì)機(jī)助法優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理：1 ）初步方案 2 ）數(shù)學(xué)模型3）顯示、人機(jī)對(duì)話4 ）調(diào)整方案5 ）成果輸

12、出第四章變形監(jiān)測(cè)資料的預(yù)處理1 .監(jiān)測(cè)資料檢核的意義與方法1） 意義：確保觀測(cè)值的質(zhì)量（精度、可靠性），為變形分析做準(zhǔn)備，這里所指的觀測(cè)值既可以是原始實(shí)測(cè)值，也可以是經(jīng)一定處理后的觀測(cè)值2） 方法：野外檢核（限差要求），室內(nèi)檢核（校核、統(tǒng)計(jì)分析、邏輯分析）室內(nèi)檢核工作，具體有：1）原始記錄的校核；）原始資料的統(tǒng)計(jì)分析，如粗差檢驗(yàn)法；3）原始資料的邏輯分析：根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的內(nèi)在物理意義來分析原始實(shí)測(cè)值的可靠性，包括：-致性分析：時(shí)間 -效應(yīng)量、原因-效應(yīng)量 相關(guān)性分析：空間點(diǎn)位的相關(guān)性3）大偏差問題誤差與突變：誤差引起（大誤差或粗差）、真實(shí)變形（突變）2 . 一元線性回歸分析法進(jìn)行資料的檢核應(yīng)用一元

13、線性回歸分析方法進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)資料空間相關(guān)性檢核的基本思路和過程處理兩個(gè)變量之間關(guān)系的回歸分析。兩個(gè)變量之間的關(guān)系為線性時(shí),則稱一元線性回歸分析3 .監(jiān)測(cè)網(wǎng)觀測(cè)資料的數(shù)據(jù)篩選1) 數(shù)據(jù)篩選的基本原理與檢驗(yàn)步驟1. 超限誤差的整體檢驗(yàn)2. 超限誤差的局部檢驗(yàn)；F檢驗(yàn)法；B檢驗(yàn)法(u檢驗(yàn)法)t檢驗(yàn)法；t檢驗(yàn)法c計(jì)算3. 超限誤差的檢驗(yàn)步驟：a組成誤差方程與法方程式，b解法方程式，求V和Qvv,局部檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量與假設(shè)檢驗(yàn)。2) 超限誤差局部檢驗(yàn)中,u檢驗(yàn)法，t檢驗(yàn)法，T檢驗(yàn)法的本質(zhì)區(qū)別4 . 監(jiān)測(cè)資料的奇異值檢驗(yàn)與插補(bǔ)1)自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的奇異值檢驗(yàn)方法方法一：方法二：2) 監(jiān)測(cè)資料的插補(bǔ)原因和方法

14、實(shí)測(cè)資料出現(xiàn)斷鏈，數(shù)據(jù)處理要求等時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)資料插補(bǔ)的方法:按內(nèi)在物理聯(lián)系進(jìn)行插補(bǔ)；按數(shù)學(xué)方法進(jìn)行插補(bǔ)(線性內(nèi)插法格朗日內(nèi)插計(jì)算多項(xiàng)式曲線擬合周期函數(shù)的曲線擬合多面函數(shù)擬合)5 .小波變換用于信噪分離1) 變形分析中應(yīng)用小波變換的原因小波變換概念立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本小波：小波就是小的波形，所謂“小”是指它具有衰減性，比如是局部非零的；所謂“波” 是指它的波動(dòng)性，即其振幅呈現(xiàn)正負(fù)相間的震蕩形式。小波變換：用一族函數(shù)去表示或逼近一信號(hào)或函數(shù)小波變換在變形分析的作用：觀測(cè)數(shù)據(jù)濾波，變形特征提取，不同變形頻率的分離，觀測(cè)精度估計(jì)小波變換對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行消噪的基本步驟：小波分解：小波分解高頻

15、系數(shù)的閾值量化處理；小波重構(gòu)： 對(duì)于復(fù)雜變形信息的分離，采用小波包進(jìn)行分解和重構(gòu)，可以得到各個(gè)相應(yīng)頻段的變形信息6 .變形監(jiān)測(cè)成果的整理1）以“工作基點(diǎn)位移對(duì)變形值的影響”為例，說明變形監(jiān)測(cè)成果整理的重要性2） 觀測(cè)資料的整編（變形過程線的定義與繪制、建筑物變形分析分布圖、*值的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其成因分析）觀測(cè)點(diǎn)變形過程線：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以積累變形值為縱坐標(biāo)繪制成的曲線。繪制過程：（1）根據(jù)觀測(cè)記錄填寫變形數(shù)值表（2）繪制觀測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)變形過程線（3）實(shí)測(cè)變形過程線的修勻。建筑物變形分布圖：作用：能夠全面的反映建筑物的變形狀況。變形值剖面分布圖平剖和建筑物沉陷等值線圖以大壩為例引起變形的原因：靜水壓力

16、，壩體的溫度變化，時(shí)效變化：建筑材料的變形以及基礎(chǔ)巖層在荷載的作用下英氣的變形所產(chǎn)生的變形監(jiān)測(cè)資料管理的分類：人工管理處理；計(jì)算機(jī)輔助人工處理；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)資料的管理、監(jiān)測(cè)資料的處理、監(jiān)測(cè)資料的解釋）立身以立學(xué)為先，立學(xué)以讀書為本第五章監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考系及其穩(wěn)定性分析2 .監(jiān)測(cè)網(wǎng)的參考系絕對(duì)網(wǎng)：絕對(duì)網(wǎng)中，固定基準(zhǔn)位于變形體之外，在各觀測(cè)周期中認(rèn)為是不變的，以作為測(cè)定變形點(diǎn)絕對(duì)位移的參考點(diǎn)，這種監(jiān)測(cè)網(wǎng)平差采用經(jīng)典平差方法便可實(shí)現(xiàn)。相對(duì)網(wǎng)：相對(duì)網(wǎng)中，由于全部網(wǎng)點(diǎn)均位于變形體上，沒有必要的起算基準(zhǔn)，是一種自由網(wǎng)變形參考系是運(yùn)動(dòng)的參照物，是用來描述物體的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的。1）監(jiān)測(cè)網(wǎng)平差的基準(zhǔn)（

17、固定基準(zhǔn)一經(jīng)典平差，重心基準(zhǔn)一自由網(wǎng)平差，局部重心基準(zhǔn)一擬 穩(wěn)平差）2 ）基準(zhǔn)方程（公式）3 ）相似變換（公式）3 .平均間隙法平均間隙法的基本思想（間隙的方差估值，觀測(cè)值的綜合方差）首先應(yīng)用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法對(duì)變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)作幾何圖形一致性檢驗(yàn)，以判明該網(wǎng)在兩期觀測(cè)之間是否發(fā)生了顯著性變化。 如果檢驗(yàn)通過， 則認(rèn)為所有參考點(diǎn)是穩(wěn)定的。否則，就采用嘗試法,依次尋找動(dòng)點(diǎn)，直到圖形一致性通過檢驗(yàn)為止。整體檢驗(yàn) 定點(diǎn)搜索 4 . Gps變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理1）gps監(jiān)測(cè)網(wǎng)的經(jīng)典自由網(wǎng)平差2）gps監(jiān)測(cè)網(wǎng)的秩虧自由網(wǎng)平差3）gps監(jiān)測(cè)網(wǎng)的擬穩(wěn)平差4）gps監(jiān)測(cè)網(wǎng)變形分析基準(zhǔn)的統(tǒng)一（七轉(zhuǎn)換參數(shù)：位置、方位、尺度

18、等基準(zhǔn)）GPS變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)平差方法可以分為靜態(tài)平差和動(dòng)態(tài)平差兩種。靜態(tài)平差是把各期的觀測(cè)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行平差處理，而不考慮兩期之間的動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過統(tǒng)一的基準(zhǔn)進(jìn)行變形分析；動(dòng)態(tài)平差是將檢測(cè)網(wǎng)作為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，納入監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形參數(shù)，將各期觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合進(jìn)行平差處理。第六章變形分析與建模的基本理論與方法 1.回歸模型逐步回歸計(jì)算過程:1.選第一個(gè)因子。由分析結(jié)果，對(duì)每一影響因子 著性檢驗(yàn)來接納因子進(jìn)入回歸方程。x與因變量 y建立一元線性回歸方程。由顯2. 選第二個(gè)因子。對(duì)一元回歸方程中已選入的因子，加入另外一個(gè)因子，建立二元線性回 歸方程進(jìn)行檢驗(yàn)。3. 選第三個(gè)因子。根據(jù)已選入的二個(gè)因子，依次與未選入每一因子，

19、用多元回歸模型建立三元線性回歸方程，進(jìn)行檢驗(yàn)來接納因子。在選入第三個(gè)因子后，應(yīng)對(duì)原先已選入回歸方程的因子重新進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。4. 繼續(xù)選因子。2 .時(shí)間序列模型時(shí)間序列分析的特點(diǎn)：逐次的觀測(cè)值通常是不獨(dú)立的，且分析必須考慮到觀測(cè)資料的時(shí)間順序，當(dāng)逐次觀測(cè)值相關(guān)時(shí)，未來數(shù)值可以有過去觀測(cè)資料來預(yù)測(cè)，可以利用觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的自相關(guān)性建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來描述客觀現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)特征。時(shí)間序列的基本思想：對(duì)于平穩(wěn)、正態(tài)、零均值的時(shí)間序列Xt，若Xt的取值不僅與前 n步的各個(gè)取值 X (t-1 )，X (t-2 )，X (t-n )有關(guān)，而且還與前 m步的各個(gè)干擾 a (t-1 )，a(t-2 )，a (t-m

20、 )有關(guān)(n、m=1，2，)則按多元線性回歸的思想， 可得最一般的 ARMA 模型3 .灰色系統(tǒng)分析模型灰色系統(tǒng)：部分信息已知、部分信息未知的系統(tǒng)。灰數(shù)：信息不完全的數(shù)，即只知大概范圍而不知道確切值的的數(shù)，灰數(shù)是一個(gè)數(shù)集?；以褐感畔⒉煌耆脑??；谊P(guān)系：指信息不完全的關(guān)系?；疑到y(tǒng)的生成函數(shù)：累加生成：對(duì)原始數(shù)據(jù)序列中各時(shí)刻的數(shù)據(jù)依次累加，從而形成新的序列。累減生成：為累加生成的逆運(yùn)算,即對(duì)序列中前后兩數(shù)據(jù)進(jìn)行差值運(yùn)算。灰色建模的基本思路：對(duì)離散的帶有隨機(jī)性的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行生成處理，達(dá)到弱化隨機(jī)性、增強(qiáng)規(guī)律性的作用；然后由微分方程建立數(shù)學(xué)模型；建模后經(jīng)過“逆生成”還原后得到結(jié)果數(shù)據(jù)。關(guān)聯(lián)度

21、：對(duì)于兩個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)中兩個(gè)因素之間隨時(shí)間變化的關(guān)聯(lián)性大小的量度。GM（1,N）建立：將關(guān)聯(lián)度分析所確定的變形影響原因量（N-1 ）個(gè)序列和效應(yīng)量序列一起構(gòu)成N個(gè)序列，每個(gè)序列有n個(gè)數(shù)值，作一次累加生成，建立白化形式的微分方程，就是1階N個(gè)變量的微分方程模型，記為GM（1,N）GM（1,1）: 一次累加，建立一階微分方程，最小二乘求系數(shù)，代入解得微分方程，累減4. Kalman濾波模型遞推式Kalman濾波的應(yīng)用實(shí)例： 1）由變形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型關(guān)系式（狀態(tài)方程和觀測(cè)方程）確定系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣、動(dòng)態(tài)噪聲矩陣和觀測(cè)矩陣；2）利用組觀測(cè)數(shù)據(jù)中的第一組觀測(cè)數(shù)據(jù)，確定濾波的初值，包括：狀態(tài)向量的初值及其相

22、應(yīng)的協(xié)方差陣、觀測(cè)噪聲的協(xié)方差陣和動(dòng)態(tài)噪聲的協(xié)方差陣；3）讀取組觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)施Kalman濾波；4）存儲(chǔ)濾波結(jié)果中最后一組的狀態(tài)向量估計(jì)和相應(yīng)的協(xié)方差陣；5）等待當(dāng)前觀測(cè)時(shí)段的數(shù)據(jù)；6 ）將上述組觀測(cè)數(shù)據(jù)中的第一組觀測(cè)數(shù)據(jù)去掉，把當(dāng)前新的一組觀測(cè)數(shù)據(jù)放在其最后位置，重新構(gòu)成組觀測(cè)數(shù)據(jù)，回到上述的第1 ）步，重新進(jìn)行Kalman濾波。如此遞推下去，達(dá)到自動(dòng)濾波的目的。5 .人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：（1 ）以分布式方式存儲(chǔ)知識(shí)。知識(shí)不是存儲(chǔ)在特定的存儲(chǔ)單元中，而是分布在整個(gè)系統(tǒng)中；（2 ）以并行方式進(jìn)行處理，即神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算功能分布在多個(gè)處理單元中。大大提高了信息處理和運(yùn)算的速度；（3

23、）有很強(qiáng)的容錯(cuò)能力，它可以從不完善的數(shù)據(jù)和圖形中學(xué)習(xí)做出判斷；（4）可以用來逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。（5）有良好的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、聯(lián)想等智能。能適應(yīng)形同復(fù)雜多變的動(dòng)態(tài)特性。BP網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程：正向傳播、誤差反向傳播、重復(fù)過程。BP網(wǎng)絡(luò)的一般學(xué)習(xí)步驟：1）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)作為節(jié)點(diǎn)間連接權(quán)的初值；2）計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出Y； 3）由目標(biāo)輸出 D與實(shí)際輸出 Y之差，計(jì)算輸出節(jié)點(diǎn)的總能量E； 4）調(diào)整權(quán)值；5）進(jìn)行下一個(gè)訓(xùn)練樣本，直至訓(xùn)練樣本集合中的每一個(gè)訓(xùn)練樣本都滿足目標(biāo)輸出6 .頻譜分析及其應(yīng)用頻譜分析是動(dòng)態(tài)觀測(cè)時(shí)間序列研究的一個(gè)途徑。該方法是將時(shí)域內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)序列通過傅立葉級(jí)數(shù)轉(zhuǎn)換到頻域內(nèi)進(jìn)行分析，它有助于確定時(shí)間序列的準(zhǔn)確周期并判別隱蔽性和復(fù)雜性的周期數(shù)據(jù)。頻譜分析算例求解過程：1.確定基頻f=1/T。將觀測(cè)資料的整個(gè)時(shí)間作為看成一個(gè)周期振動(dòng)，周期為T=19.36年。2.確定N值。將 T分為N等份，可取 N為觀測(cè)值的個(gè)數(shù)，N=2363.由觀測(cè)資料確定水平位移值i=1.2.3.44.計(jì)算 AO,an ,bn n=1,2,3,4,N/2 5.確定主頻，計(jì)算 An ©n最小二乘響應(yīng)分析是根據(jù)頻譜分析法所確定的輸入信號(hào)的主頻率，利用最小二乘原理來模擬輸入和輸出信號(hào)，對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)作分析。第七章變形的確定性模型和混合模型1 .彈性力學(xué)的有關(guān)知識(shí)應(yīng)變：彈性體