第四章變形監(jiān)測資料整理課件

思考題1．變形監(jiān)測網(wǎng)的精度如何確定？2．變形監(jiān)測網(wǎng)的特點是什么?3．變形網(wǎng)有哪些點組成，其作用是什么？4、變形監(jiān)測網(wǎng)為什么要求相同的觀測條件？思考題1．變形監(jiān)測網(wǎng)的精度如何確定？2．變形監(jiān)測網(wǎng)的特點是什第四章變形監(jiān)測資料整理第四章變形監(jiān)測資料整理主要內(nèi)容監(jiān)測資料檢核意義監(jiān)測資料檢核的方法變形資料粗差剔除變形監(jiān)測資料整理主要內(nèi)容監(jiān)測資料檢核意義（1）粗差（錯誤）：它是由于觀測中的錯誤引起的，粗差是不允許存在的，在作業(yè)過程中必須加以消除；（2）系統(tǒng)誤差：在相同觀測條件下的觀測值，其觀測誤差在大小、符號上表現(xiàn)出系統(tǒng)性，系統(tǒng)誤差可以通過一定的觀測程序得到消除或減弱；（3）偶然誤差：在相同觀測條件下的觀測值，其觀測誤差在大小、符號上表現(xiàn)出偶然性，在變形觀測中必須設(shè)法消除較大誤差，提高測量精度，從而盡可能地減少觀測誤差對變形分析的影響。1.觀測誤差的分類4.1監(jiān)測資料檢核意義（1）粗差（錯誤）：它是由于觀測中的錯誤引起的，粗差是12.資料檢核的任務(wù)變形觀測的特點：變形量本身很小，臨近于測量誤差的邊緣。由于變形測量的特點決定了觀測資料檢核的兩個任務(wù)：①通過不同方法的驗算、不同人員的重復(fù)計算來消除觀測資料中可能帶有的錯誤；②設(shè)法找出觀測中較大的誤差（超限誤差）。4.1監(jiān)測資料檢核意義2.資料檢核的任務(wù)變形觀測的特點：變形量本身很小，臨近于測量3.觀測資料檢核的意義為了區(qū)分變形與誤差，提取變形特征，必須設(shè)法從觀測值中消除較大誤差（超限誤差），保證測量的高精度，從而盡可能減少觀測誤差對變形分析的影響，對觀測資料進(jìn)行統(tǒng)計檢驗是十分必要的。4.1監(jiān)測資料檢核意義3.觀測資料檢核的意義為了區(qū)分變形與誤差，提取變形特征，必須4.2.觀測資料檢核的方法（1）外業(yè)檢核（測站檢核）。一般來說，任何一觀測元素（如高差、方向值、偏離值、傾斜值）在野外觀測中均有本身的觀測檢核方法。可參考有關(guān)作業(yè)規(guī)范進(jìn)行檢核。（2）內(nèi)業(yè)檢核。包括：①檢核原始記錄。檢查各次變形值的計算是否有誤，通過不同的方法驗算以及通過不同人員的重復(fù)計算來消除監(jiān)測資料中可能具有的錯誤；②原始資料的統(tǒng)計分析。即對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差剔除；③原始實測值的邏輯分析。根據(jù)監(jiān)測點的物理意義分析原始實測值的可靠性。一般包括：一致性分析相關(guān)性分析

4.2.觀測資料檢核的方法（1）外業(yè)檢核（測站檢核）。一般來邏輯分析a.一致性分析：主要從時間上分析變形的趨勢是否一致，以及本次變形與變形因素的關(guān)系與以前是否一致。b.相關(guān)性分析：函數(shù)關(guān)系：已知三角形兩個內(nèi)角計算第三個內(nèi)角。統(tǒng)計相關(guān)：主要從空間上分析有物理聯(lián)系的變形值之間的相關(guān)性。邏輯分析a.一致性分析：主要從時間上分析變形的趨勢是否一致，某壩三個壩段水平位移過程線某壩三個壩段水平位移過程線則含有粗差，予以剔除。當(dāng)數(shù)據(jù)量n<10時，不宜使用萊因達(dá)準(zhǔn)則。則將該觀測值判為粗差，予以剔除。萊因達(dá)準(zhǔn)則以測量次數(shù)充分大為前提，實際測量中常以貝賽公式算得的標(biāo)準(zhǔn)偏差S代替中誤差4.3.1靜態(tài)重復(fù)觀測數(shù)據(jù)粗差剔除4.3粗差剔除對于觀測數(shù)據(jù)序列，若某個觀測值所對應(yīng)的剩余殘差若滿足：則含有粗差，予以剔除。當(dāng)數(shù)據(jù)量n<10時，4.3.2監(jiān)測自動化系統(tǒng)中觀測數(shù)據(jù)序列的奇異值檢驗對于觀測數(shù)據(jù)序列，描述該數(shù)據(jù)列的變化特征為

這樣，N由個觀測數(shù)據(jù)可得N-2個。這時，由值可計算序列數(shù)據(jù)變化的統(tǒng)計均值和均方差：

根據(jù)偏差的絕對值與均方差的比值：當(dāng)>3時，則認(rèn)為是奇異值，應(yīng)予以舍棄。4.3粗差剔除4.3.2監(jiān)測自動化系統(tǒng)中觀測數(shù)據(jù)序列的奇異值檢驗4.34.3.3變形網(wǎng)觀測粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗2.超限誤差的的局部檢驗4.3粗差剔除一、粗差剔除原理4.3.3變形網(wǎng)觀測粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗4.31.超限誤差的整體檢驗

觀測向量分為不包含超限誤差和有超限誤差的觀測向量兩部分。數(shù)學(xué)模型為：作原假設(shè)：簡寫為：4.3粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗觀測向量分為不包含超限誤差和運用最小二乘平差原理，可計算母體方差估值：在原假設(shè)成立的條件下，變量～取置信水平，可對原假設(shè)進(jìn)行檢驗。雙尾接受域：4.3粗差剔除單尾接受域：運用最小二乘平差原理，可計算母體方差估值：在原假設(shè)成立的條2．超限誤差的的局部檢驗1）F檢驗法假設(shè)只有一個觀測值伴隨有超限誤差，則：式中，。相應(yīng)的法方程為可解得：其中：是一個數(shù)值。4.3粗差剔除2．超限誤差的的局部檢驗伴隨有超限誤差，則：式中，。相應(yīng)的法作原假設(shè)：不是超限誤差，也即用單位權(quán)方差估算公式應(yīng)趨于零。顧及，統(tǒng)計量：～4.3粗差剔除作原假設(shè)：不是超限誤差，也即用單位權(quán)方差估算公式應(yīng)趨于零。顧2）B檢驗法（u檢驗法）將變量標(biāo)準(zhǔn)化得統(tǒng)計量由：~一般情況，觀測值權(quán)陣P為對角陣，則上式可簡化成對原假設(shè)進(jìn)行統(tǒng)計檢驗。利用4.3粗差剔除2）B檢驗法（u檢驗法）將變量標(biāo)準(zhǔn)化得統(tǒng)計量由：~一般情況，3）檢驗法由于B檢驗法要求預(yù)先知道觀測值的母體方差，Pope提出了利用剔除觀測值所求得的方差估值來代替組成統(tǒng)計量：利用對原假設(shè)進(jìn)行檢驗。分布的分位值，可由分布值求：4.3粗差剔除3）檢驗法由于B檢驗法要求預(yù)先知道觀測值的母體方差，Po4）檢驗法在母體方差未知時，Heck提出了利用剔除具有超限后求得的方差估值來代替，此時統(tǒng)計量為統(tǒng)計量服從自由度為的分布，誤差的觀測值故可利用對原假設(shè)進(jìn)行檢驗4.3粗差剔除4）檢驗法在母體方差未知時，Heck提出了利用剔除具有超通過觀測獲得觀測值向量（單位：mm）為二、算例設(shè)有如圖所示的變形監(jiān)測水準(zhǔn)網(wǎng)，圖中箭頭表示觀測方向，圓圈中數(shù)字表示測站。水準(zhǔn)測量一測站之中誤差。試檢驗觀測值向量中是否含有超限誤差。4.3粗差剔除通過觀測獲得觀測值向量（單位：mm）為二、算例設(shè)有

解：1.組成誤差方程與法方程式設(shè)取12測站之水準(zhǔn)測量誤差為單位權(quán)中誤差

=0.45mm，則觀測值權(quán)陣與協(xié)因數(shù)陣為假設(shè)點1的高程為,點2，3，4之高程為，且設(shè)，則誤差方程可寫成：4.3粗差剔除解：1.組成誤差方程與法方程式假設(shè)點1的高程為,點2，3，2.解法方程，求,計算求得故拒絕原假設(shè)，認(rèn)為觀測值中包含有超限誤差。4.3粗差剔除2.解法方程，求,計算求得故拒絕原假設(shè)，認(rèn)為觀測值中包含有超由4.3粗差剔除由4.3粗差剔除3.計算局部檢驗統(tǒng)計量與假設(shè)檢驗由于觀測值相互獨立，故可先計算求得：。顯然，最大，塔對應(yīng)觀測值為4.3粗差剔除3.計算局部檢驗統(tǒng)計量與假設(shè)檢驗由于觀測值相互獨立，故可先計1）B檢驗法由于一測站水準(zhǔn)中誤差為±0.13mm，故單位權(quán)中誤差（12個測站水準(zhǔn)測量的中誤差）為±0.45mm。若取顯著水平，則分為值因故拒絕原假設(shè)，懷疑含有超限誤差。4.3粗差剔除1）B檢驗法若取顯著水平，則分為值因故拒絕原假設(shè)，懷疑含有超2）由平差求得的改正數(shù)向量與觀測值權(quán)陣P，可以計由此得在自由度為2，顯著水平為0.05時查表得因為，故與B檢驗法得到的結(jié)論相同。檢驗法算求得剔除粗差前的中誤差4.3粗差剔除2）由平差求得的改正數(shù)向量與觀測值權(quán)陣P，可以計由此得在自由粗差剔除的步驟1）首先做假設(shè)3）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）應(yīng)服從分布，即4）取置信水平，可對原假設(shè)（觀測值中不包含超限誤差）進(jìn)行檢驗。被拒絕后，則表示在置信水平下，觀測值中可能包含有超限誤差。1.整體檢驗2）對觀測值進(jìn)行平差，計算母體方差估值～粗差剔除的步驟1）首先做假設(shè)3）在原假設(shè)成立的條件下，變量（1）首先做假設(shè)2）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）4）取置信水平，可對原假設(shè)（觀測值中不包含超限誤差）進(jìn)行檢驗。2.局部檢驗3）利用概率式3.對剔除粗差后的觀測值重復(fù)整體檢驗、局部檢驗4.3粗差剔除1）首先做假設(shè)2）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）4）取§4.4觀測資料整理§4.4觀測資料整理1、變形觀測資料整理的目的變形觀測(自動采集或人工采集)

資料整理的目的是便于應(yīng)用分析，向需用單位提供資料和歸檔保存。2．資料整理的主要內(nèi)容(1)收集資料（如：工程或觀測對象的資料、考證資料、觀測資料及有關(guān)文件等）。(2)審核資料（如：檢查收集的資料是否齊全、審查數(shù)據(jù)是否有誤或精度是否符合要求、對間接資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換計算、對各種需要修正的資料進(jìn)行計算修正、審查平時分析的結(jié)論意見是否合理等)。(3)填表和繪圖（將審核過的數(shù)據(jù)資料分類填入成果統(tǒng)計表；繪制各種過程線、相關(guān)線、等值線圖等；按一定順序進(jìn)行編排）。(4)編寫整理成果說明(如：工程或其他觀測對象情況、觀測情況、觀測成果說明等)?！?.4觀測資料整理1、變形觀測資料整理的目的變形觀測(自動采集或人工采集)資3、資料分析主要分析歸納變形過程、變形規(guī)律、變形幅度，分析變形的原因，變形值與引起變形因素之間的關(guān)系，進(jìn)而判斷變形體的工作情況是否正常。這一階段的工作可分為：(1)成因分析(定性分析)：成因分析是對結(jié)構(gòu)本身(內(nèi)因)與作用在建筑物上荷載(外因)以及測量本身加以分析、考慮，確定變形值變化的原因和規(guī)律性。(2)統(tǒng)計分析：根據(jù)成因分析，對實測資料加以統(tǒng)計，從中尋找規(guī)律，并導(dǎo)出變形值與引起變形的有關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系。(3)變形值預(yù)報和安全判斷：在成因分析和統(tǒng)計分析基礎(chǔ)上。可根據(jù)求得的變形值與引起變形因素之間的函數(shù)關(guān)系，預(yù)報未來變形值的范圍，并判斷建筑物的安全程度。§4.4觀測資料整理3、資料分析主要分析歸納變形過程、變形規(guī)律、變形幅度4．資料分析的常用方法

(1)作圖分析。將觀測資料繪制成各種曲線，常用的是將觀測資料按時間順序繪制成過程線。也可以繪制不同觀測物理量的相關(guān)曲線，研究其相互關(guān)系。這種方法簡便、直觀，特別適用于初步分析階段。

(2)統(tǒng)計分析。用數(shù)理統(tǒng)計方法分析計算各種觀測物理量的變化規(guī)律和變化特征，分析觀測物理量的周期性、相關(guān)性和發(fā)展趨勢。這種方法具有定量的概念，使分析成果更具實用性。

(3)對比分析。將各種觀測物理量的實測值與設(shè)計計算值或模型試驗值進(jìn)行比較，相互驗證，尋找異常原因，探討改進(jìn)運行和設(shè)計、施工方法的途徑。。

§4.4觀測資料整理4．資料分析的常用方法(1)作圖分析。將觀測資料

(4)建模分析。采用系統(tǒng)識別方法處理觀測資料，建立數(shù)學(xué)模型，用以分離影響因素，研究觀測物理量變化規(guī)律，進(jìn)行實測值預(yù)報和實現(xiàn)安全控制。常用數(shù)學(xué)模型有三種：①統(tǒng)計模型：主要以逐步回歸計算方法處理實測資料建立的模型；②確定性模型：主要以有限元計算和最小二乘法處理實測資料建立的模型；③混合模型：一部分觀測物理量(如溫度)用統(tǒng)計模型，一部分觀測物理量(如變形)用確定性模型。這種方法能夠定量分析，是長期觀測資料進(jìn)行系統(tǒng)分析的主要方法。§4.4觀測資料整理(4)建模分析。采用系統(tǒng)識別方法處理觀測資料，建立數(shù)5．提交成果技術(shù)設(shè)計書和測量方案；監(jiān)測網(wǎng)和監(jiān)測點布置平面圖；標(biāo)石、標(biāo)志規(guī)格及埋設(shè)圖；儀器的檢校資料；原始觀測記錄(手簿和／或電子文件)；平差計算、成果質(zhì)量評定資料；變形觀測數(shù)據(jù)處理分析和預(yù)報成果資料；變形過程和變形分布圖表；變形監(jiān)測、分析和預(yù)報的技術(shù)報告?！?.4觀測資料整理5．提交成果技術(shù)設(shè)計書和測量方案；§4.4觀測資料整理6、變形監(jiān)測圖表的繪制§4.4觀測資料整理觀測點變形過程線：某觀測點的變形過程線是以時間為橫坐標(biāo)，以累積變形值為縱坐標(biāo)繪制成的曲線。建筑物變形分布圖（1)變形值剖面分布圖（2)建筑物(或基礎(chǔ))沉陷等值線6、變形監(jiān)測圖表的繪制§4.4觀測資料整理觀測點變形過程線（一）觀測點變形過程線繪制1）根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表。2）繪制觀測點實測變形過程線。3）實測變形過程線的修勻§4.4觀測資料整理（一）觀測點變形過程線繪制1）根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表。沉降觀測成果表工程名稱XX樓儀器N3No128544觀測XXX點號首期成果1995.3.4第二期成果1995.5.8第三期成果1995.7.2備注H0(m)H(m)S(mm)∑S(mm)H(m)S(mm)∑S(mm)117.59517.5905517.58827217.55517.5496617.54639第二期觀測為暴雨后317.57117.5656617.56328417.60417.6013317.60014…………靜荷載P3.0t/m24.5t/m28.1t/m2平均沉降量5.0mm2.0mm平均沉降速度0.078mm/d0.037mm/d（1）根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表。§4.4觀測資料整理沉降觀測成果表點號首期成果1995（2）繪制觀測點實測變形過程線。§4.4觀測資料整理（2）繪制觀測點實測變形過程線?！?.4觀測資料整理（3）實測變形過程線的修勻由于觀測是定期進(jìn)行的，故所得成果在變形過程線上僅是個孤立點。過去，一般采用“三點法”手工進(jìn)行修勻，現(xiàn)在通常在計算機(jī)上采用一定算法進(jìn)行光滑處理。圖為用excel建立的變形過程線及其預(yù)報?！?.4觀測資料整理日期監(jiān)測點累計位移/mm4.54.02.11.63.72.94.14.85.46.64.23.03號點12月11月10月9月8月7月6月5月4月3月2月1月（3）實測變形過程線的修勻由于觀測是定期進(jìn)行的，故所得成果在實際工作中，為了便于分析，常在各種變形過程線上畫出與變形有關(guān)因素的過程線?！?.4觀測資料整理在實際工作中，為了便于分析，常在各種變形過程線上畫出與變形有某大壩鉛直觀測測線上不同高程面上的水平位移曲線圖§4.4觀測資料整理某大壩鉛直觀測測線上不同高程面上的水平位移曲線圖§4.4觀（二）建筑物變形分布圖（1）變形值剖面分布圖圖某拱壩壩頂水平位移狀況§4.4觀測資料整理（二）建筑物變形分布圖（1）變形值剖面分布圖圖某拱壩壩頂基坑回彈的縱橫斷面圖§4.4觀測資料整理建筑物某一斷面上的沉降線圖基坑回彈的縱橫斷面圖§4.4觀測資料整理建筑物某一斷面上某滑坡體上的位移和沉降矢量圖§4.4觀測資料整理地表沉降的三維表達(dá)某滑坡體上的位移和沉降矢量圖§4.4觀測資料整理地表沉降的（2）建筑物(或基礎(chǔ))沉陷等值線某大樓沉降等值線圈(單位：mm)§4.4觀測資料整理（2）建筑物(或基礎(chǔ))沉陷等值線某大樓沉降等值線圈(單位：某礦區(qū)地表沉降等值線和平面位移向量圖§4.4觀測資料整理某礦區(qū)地表沉降等值線和平面位移向量圖§4.4觀測資料整理7監(jiān)測資料管理監(jiān)測資料管理系統(tǒng)，一般分為：(1)人工管理處理。(2)計算機(jī)輔助人工處理。(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)?！?.4觀測資料整理7監(jiān)測資料管理監(jiān)測資料管理系統(tǒng)，一般分為：§4.4觀測資1．?dāng)⑹鲎冃伪O(jiān)測資料檢核的方法。2．如何用一元回歸分析法對變形監(jiān)測資料進(jìn)行檢核?3、資料整理和觀測資料分析的主要內(nèi)容包括哪些?4、某建筑物為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)土層為高壓縮性土，相鄰兩沉降觀測點(埋設(shè)在柱基上)的距離=10m，若建筑物的允許傾斜度4‰，求任一觀測點高程中誤差。假如有基準(zhǔn)點離建筑物800米，問用DS1型精密水準(zhǔn)儀做二等水準(zhǔn)可以監(jiān)測其傾斜嗎？（用數(shù)學(xué)公式計算說明）。作業(yè)1．?dāng)⑹鲎冃伪O(jiān)測資料檢核的方法。作業(yè)設(shè)有如圖所示的變形監(jiān)測水準(zhǔn)網(wǎng)，圖中箭頭表示觀測方向，圓圈中數(shù)字表示測站。水準(zhǔn)測量一測站之中誤差。平差時取12測站之水準(zhǔn)測量誤差為單位權(quán)中誤差，則觀測值權(quán)陣與協(xié)因數(shù)陣改正數(shù)如下,試檢驗觀測值向量中是否含有超限誤差,如果有哪一個觀測值中含有粗差。5、簡述用B檢驗法對變形資料進(jìn)行粗差剔除的詳細(xì)步驟。設(shè)有如圖所示的變形監(jiān)測水準(zhǔn)網(wǎng)，圖中箭頭表示觀測方向

3.3監(jiān)測網(wǎng)觀測資料的粗差剔除及算例

3.3監(jiān)測網(wǎng)觀測資料的粗差剔除及算例思考題1．變形監(jiān)測網(wǎng)的精度如何確定？2．變形監(jiān)測網(wǎng)的特點是什么?3．變形網(wǎng)有哪些點組成，其作用是什么？4、變形監(jiān)測網(wǎng)為什么要求相同的觀測條件？思考題1．變形監(jiān)測網(wǎng)的精度如何確定？2．變形監(jiān)測網(wǎng)的特點是什第四章變形監(jiān)測資料整理第四章變形監(jiān)測資料整理主要內(nèi)容監(jiān)測資料檢核意義監(jiān)測資料檢核的方法變形資料粗差剔除變形監(jiān)測資料整理主要內(nèi)容監(jiān)測資料檢核意義（1）粗差（錯誤）：它是由于觀測中的錯誤引起的，粗差是不允許存在的，在作業(yè)過程中必須加以消除；（2）系統(tǒng)誤差：在相同觀測條件下的觀測值，其觀測誤差在大小、符號上表現(xiàn)出系統(tǒng)性，系統(tǒng)誤差可以通過一定的觀測程序得到消除或減弱；（3）偶然誤差：在相同觀測條件下的觀測值，其觀測誤差在大小、符號上表現(xiàn)出偶然性，在變形觀測中必須設(shè)法消除較大誤差，提高測量精度，從而盡可能地減少觀測誤差對變形分析的影響。1.觀測誤差的分類4.1監(jiān)測資料檢核意義（1）粗差（錯誤）：它是由于觀測中的錯誤引起的，粗差是12.資料檢核的任務(wù)變形觀測的特點：變形量本身很小，臨近于測量誤差的邊緣。由于變形測量的特點決定了觀測資料檢核的兩個任務(wù)：①通過不同方法的驗算、不同人員的重復(fù)計算來消除觀測資料中可能帶有的錯誤；②設(shè)法找出觀測中較大的誤差（超限誤差）。4.1監(jiān)測資料檢核意義2.資料檢核的任務(wù)變形觀測的特點：變形量本身很小，臨近于測量3.觀測資料檢核的意義為了區(qū)分變形與誤差，提取變形特征，必須設(shè)法從觀測值中消除較大誤差（超限誤差），保證測量的高精度，從而盡可能減少觀測誤差對變形分析的影響，對觀測資料進(jìn)行統(tǒng)計檢驗是十分必要的。4.1監(jiān)測資料檢核意義3.觀測資料檢核的意義為了區(qū)分變形與誤差，提取變形特征，必須4.2.觀測資料檢核的方法（1）外業(yè)檢核（測站檢核）。一般來說，任何一觀測元素（如高差、方向值、偏離值、傾斜值）在野外觀測中均有本身的觀測檢核方法。可參考有關(guān)作業(yè)規(guī)范進(jìn)行檢核。（2）內(nèi)業(yè)檢核。包括：①檢核原始記錄。檢查各次變形值的計算是否有誤，通過不同的方法驗算以及通過不同人員的重復(fù)計算來消除監(jiān)測資料中可能具有的錯誤；②原始資料的統(tǒng)計分析。即對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差剔除；③原始實測值的邏輯分析。根據(jù)監(jiān)測點的物理意義分析原始實測值的可靠性。一般包括：一致性分析相關(guān)性分析

4.2.觀測資料檢核的方法（1）外業(yè)檢核（測站檢核）。一般來邏輯分析a.一致性分析：主要從時間上分析變形的趨勢是否一致，以及本次變形與變形因素的關(guān)系與以前是否一致。b.相關(guān)性分析：函數(shù)關(guān)系：已知三角形兩個內(nèi)角計算第三個內(nèi)角。統(tǒng)計相關(guān)：主要從空間上分析有物理聯(lián)系的變形值之間的相關(guān)性。邏輯分析a.一致性分析：主要從時間上分析變形的趨勢是否一致，某壩三個壩段水平位移過程線某壩三個壩段水平位移過程線則含有粗差，予以剔除。當(dāng)數(shù)據(jù)量n<10時，不宜使用萊因達(dá)準(zhǔn)則。則將該觀測值判為粗差，予以剔除。萊因達(dá)準(zhǔn)則以測量次數(shù)充分大為前提，實際測量中常以貝賽公式算得的標(biāo)準(zhǔn)偏差S代替中誤差4.3.1靜態(tài)重復(fù)觀測數(shù)據(jù)粗差剔除4.3粗差剔除對于觀測數(shù)據(jù)序列，若某個觀測值所對應(yīng)的剩余殘差若滿足：則含有粗差，予以剔除。當(dāng)數(shù)據(jù)量n<10時，4.3.2監(jiān)測自動化系統(tǒng)中觀測數(shù)據(jù)序列的奇異值檢驗對于觀測數(shù)據(jù)序列，描述該數(shù)據(jù)列的變化特征為

這樣，N由個觀測數(shù)據(jù)可得N-2個。這時，由值可計算序列數(shù)據(jù)變化的統(tǒng)計均值和均方差：

根據(jù)偏差的絕對值與均方差的比值：當(dāng)>3時，則認(rèn)為是奇異值，應(yīng)予以舍棄。4.3粗差剔除4.3.2監(jiān)測自動化系統(tǒng)中觀測數(shù)據(jù)序列的奇異值檢驗4.34.3.3變形網(wǎng)觀測粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗2.超限誤差的的局部檢驗4.3粗差剔除一、粗差剔除原理4.3.3變形網(wǎng)觀測粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗4.31.超限誤差的整體檢驗

觀測向量分為不包含超限誤差和有超限誤差的觀測向量兩部分。數(shù)學(xué)模型為：作原假設(shè)：簡寫為：4.3粗差剔除1.超限誤差的整體檢驗觀測向量分為不包含超限誤差和運用最小二乘平差原理，可計算母體方差估值：在原假設(shè)成立的條件下，變量～取置信水平，可對原假設(shè)進(jìn)行檢驗。雙尾接受域：4.3粗差剔除單尾接受域：運用最小二乘平差原理，可計算母體方差估值：在原假設(shè)成立的條2．超限誤差的的局部檢驗1）F檢驗法假設(shè)只有一個觀測值伴隨有超限誤差，則：式中，。相應(yīng)的法方程為可解得：其中：是一個數(shù)值。4.3粗差剔除2．超限誤差的的局部檢驗伴隨有超限誤差，則：式中，。相應(yīng)的法作原假設(shè)：不是超限誤差，也即用單位權(quán)方差估算公式應(yīng)趨于零。顧及，統(tǒng)計量：～4.3粗差剔除作原假設(shè)：不是超限誤差，也即用單位權(quán)方差估算公式應(yīng)趨于零。顧2）B檢驗法（u檢驗法）將變量標(biāo)準(zhǔn)化得統(tǒng)計量由：~一般情況，觀測值權(quán)陣P為對角陣，則上式可簡化成對原假設(shè)進(jìn)行統(tǒng)計檢驗。利用4.3粗差剔除2）B檢驗法（u檢驗法）將變量標(biāo)準(zhǔn)化得統(tǒng)計量由：~一般情況，3）檢驗法由于B檢驗法要求預(yù)先知道觀測值的母體方差，Pope提出了利用剔除觀測值所求得的方差估值來代替組成統(tǒng)計量：利用對原假設(shè)進(jìn)行檢驗。分布的分位值，可由分布值求：4.3粗差剔除3）檢驗法由于B檢驗法要求預(yù)先知道觀測值的母體方差，Po4）檢驗法在母體方差未知時，Heck提出了利用剔除具有超限后求得的方差估值來代替，此時統(tǒng)計量為統(tǒng)計量服從自由度為的分布，誤差的觀測值故可利用對原假設(shè)進(jìn)行檢驗4.3粗差剔除4）檢驗法在母體方差未知時，Heck提出了利用剔除具有超通過觀測獲得觀測值向量（單位：mm）為二、算例設(shè)有如圖所示的變形監(jiān)測水準(zhǔn)網(wǎng)，圖中箭頭表示觀測方向，圓圈中數(shù)字表示測站。水準(zhǔn)測量一測站之中誤差。試檢驗觀測值向量中是否含有超限誤差。4.3粗差剔除通過觀測獲得觀測值向量（單位：mm）為二、算例設(shè)有

解：1.組成誤差方程與法方程式設(shè)取12測站之水準(zhǔn)測量誤差為單位權(quán)中誤差

=0.45mm，則觀測值權(quán)陣與協(xié)因數(shù)陣為假設(shè)點1的高程為,點2，3，4之高程為，且設(shè)，則誤差方程可寫成：4.3粗差剔除解：1.組成誤差方程與法方程式假設(shè)點1的高程為,點2，3，2.解法方程，求,計算求得故拒絕原假設(shè)，認(rèn)為觀測值中包含有超限誤差。4.3粗差剔除2.解法方程，求,計算求得故拒絕原假設(shè)，認(rèn)為觀測值中包含有超由4.3粗差剔除由4.3粗差剔除3.計算局部檢驗統(tǒng)計量與假設(shè)檢驗由于觀測值相互獨立，故可先計算求得：。顯然，最大，塔對應(yīng)觀測值為4.3粗差剔除3.計算局部檢驗統(tǒng)計量與假設(shè)檢驗由于觀測值相互獨立，故可先計1）B檢驗法由于一測站水準(zhǔn)中誤差為±0.13mm，故單位權(quán)中誤差（12個測站水準(zhǔn)測量的中誤差）為±0.45mm。若取顯著水平，則分為值因故拒絕原假設(shè)，懷疑含有超限誤差。4.3粗差剔除1）B檢驗法若取顯著水平，則分為值因故拒絕原假設(shè)，懷疑含有超2）由平差求得的改正數(shù)向量與觀測值權(quán)陣P，可以計由此得在自由度為2，顯著水平為0.05時查表得因為，故與B檢驗法得到的結(jié)論相同。檢驗法算求得剔除粗差前的中誤差4.3粗差剔除2）由平差求得的改正數(shù)向量與觀測值權(quán)陣P，可以計由此得在自由粗差剔除的步驟1）首先做假設(shè)3）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）應(yīng)服從分布，即4）取置信水平，可對原假設(shè)（觀測值中不包含超限誤差）進(jìn)行檢驗。被拒絕后，則表示在置信水平下，觀測值中可能包含有超限誤差。1.整體檢驗2）對觀測值進(jìn)行平差，計算母體方差估值～粗差剔除的步驟1）首先做假設(shè)3）在原假設(shè)成立的條件下，變量（1）首先做假設(shè)2）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）4）取置信水平，可對原假設(shè)（觀測值中不包含超限誤差）進(jìn)行檢驗。2.局部檢驗3）利用概率式3.對剔除粗差后的觀測值重復(fù)整體檢驗、局部檢驗4.3粗差剔除1）首先做假設(shè)2）在原假設(shè)成立的條件下，變量（統(tǒng)計量）4）取§4.4觀測資料整理§4.4觀測資料整理1、變形觀測資料整理的目的變形觀測(自動采集或人工采集)

資料整理的目的是便于應(yīng)用分析，向需用單位提供資料和歸檔保存。2．資料整理的主要內(nèi)容(1)收集資料（如：工程或觀測對象的資料、考證資料、觀測資料及有關(guān)文件等）。(2)審核資料（如：檢查收集的資料是否齊全、審查數(shù)據(jù)是否有誤或精度是否符合要求、對間接資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換計算、對各種需要修正的資料進(jìn)行計算修正、審查平時分析的結(jié)論意見是否合理等)。(3)填表和繪圖（將審核過的數(shù)據(jù)資料分類填入成果統(tǒng)計表；繪制各種過程線、相關(guān)線、等值線圖等；按一定順序進(jìn)行編排）。(4)編寫整理成果說明(如：工程或其他觀測對象情況、觀測情況、觀測成果說明等)?！?.4觀測資料整理1、變形觀測資料整理的目的變形觀測(自動采集或人工采集)資3、資料分析主要分析歸納變形過程、變形規(guī)律、變形幅度，分析變形的原因，變形值與引起變形因素之間的關(guān)系，進(jìn)而判斷變形體的工作情況是否正常。這一階段的工作可分為：(1)成因分析(定性分析)：成因分析是對結(jié)構(gòu)本身(內(nèi)因)與作用在建筑物上荷載(外因)以及測量本身加以分析、考慮，確定變形值變化的原因和規(guī)律性。(2)統(tǒng)計分析：根據(jù)成因分析，對實測資料加以統(tǒng)計，從中尋找規(guī)律，并導(dǎo)出變形值與引起變形的有關(guān)因素之間的函數(shù)關(guān)系。(3)變形值預(yù)報和安全判斷：在成因分析和統(tǒng)計分析基礎(chǔ)上。可根據(jù)求得的變形值與引起變形因素之間的函數(shù)關(guān)系，預(yù)報未來變形值的范圍，并判斷建筑物的安全程度。§4.4觀測資料整理3、資料分析主要分析歸納變形過程、變形規(guī)律、變形幅度4．資料分析的常用方法

(1)作圖分析。將觀測資料繪制成各種曲線，常用的是將觀測資料按時間順序繪制成過程線。也可以繪制不同觀測物理量的相關(guān)曲線，研究其相互關(guān)系。這種方法簡便、直觀，特別適用于初步分析階段。

(2)統(tǒng)計分析。用數(shù)理統(tǒng)計方法分析計算各種觀測物理量的變化規(guī)律和變化特征，分析觀測物理量的周期性、相關(guān)性和發(fā)展趨勢。這種方法具有定量的概念，使分析成果更具實用性。

(3)對比分析。將各種觀測物理量的實測值與設(shè)計計算值或模型試驗值進(jìn)行比較，相互驗證，尋找異常原因，探討改進(jìn)運行和設(shè)計、施工方法的途徑。。

§4.4觀測資料整理4．資料分析的常用方法(1)作圖分析。將觀測資料

(4)建模分析。采用系統(tǒng)識別方法處理觀測資料，建立數(shù)學(xué)模型，用以分離影響因素，研究觀測物理量變化規(guī)律，進(jìn)行實測值預(yù)報和實現(xiàn)安全控制。常用數(shù)學(xué)模型有三種：①統(tǒng)計模型：主要以逐步回歸計算方法處理實測資料建立的模型；②確定性模型：主要以有限元計算和最小二乘法處理實測資料建立的模型；③混合模型：一部分觀測物理量(如溫度)用統(tǒng)計模型，一部分觀測物理量(如變形)用確定性模型。這種方法能夠定量分析，是長期觀測資料進(jìn)行系統(tǒng)分析的主要方法?！?.4觀測資料整理(4)建模分析。采用系統(tǒng)識別方法處理觀測資料，建立數(shù)5．提交成果技術(shù)設(shè)計書和測量方案；監(jiān)測網(wǎng)和監(jiān)測點布置平面圖；標(biāo)石、標(biāo)志規(guī)格及埋設(shè)圖；儀器的檢校資料；原始觀測記錄(手簿和／或電子文件)；平差計算、成果質(zhì)量評定資料；變形觀測數(shù)據(jù)處理分析和預(yù)報成果資料；變形過程和變形分布圖表；變形監(jiān)測、分析和預(yù)報的技術(shù)報告?！?.4觀測資料整理5．提交成果技術(shù)設(shè)計書和測量方案；§4.4觀測資料整理6、變形監(jiān)測圖表的繪制§4.4觀測資料整理觀測點變形過程線：某觀測點的變形過程線是以時間為橫坐標(biāo)，以累積變形值為縱坐標(biāo)繪制成的曲線。建筑物變形分布圖（1)變形值剖面分布圖（2)建筑物(或基礎(chǔ))沉陷等值線6、變形監(jiān)測圖表的繪制§4.4觀測資料整理觀測點變形過程線（一）觀測點變形過程線繪制1）根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表。2）繪制觀測點實測變形過程線。3）實測變形過程線的修勻§4.4觀測資料整理（一）觀測點變形過程線繪制1）根據(jù)觀測記錄填寫變形數(shù)值表。沉降觀測成果表工程名稱XX樓儀器N3No128544觀測XXX點號首期成果1995.3.4第二期成果1995.5.8第三期成果1995.7.2備注H0(m)H(m)S(mm)∑S(mm)H(m)S(mm)∑S(mm)117.59517.5905517.58827217.55517.5496617.54639第二期觀測為暴雨后317.57117.5656617.56328417.60417.6013317.60014…………靜荷載P3.0t/m24.5t/m28.1t/m2平均沉降量5.0mm2.0mm平均沉降速度0.078mm/d0.037mm/d