《变形观测与数据处理》课程教学大纲

1、变形观测与数据处理课程教学大纲课程英文名称：Deformation monitoring technique and Data Processing课程编号： 133990270课程类别：专业课课程性质：选修课学 分： 2学 时：32（其中：讲课学时：32 实验学时：0 上机学时:0 ）适用专业： 测绘工程开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质变形观测与数据处理是测量工程专业限选的主要课程之一，又是本专业发展方向上的重要课题，在国家重点建设工程中极其重要，必不可缺。它的任务是使学生在学完本专业的专业基础课和专业课程的基础上，深入学习各类工程从设计、施工到运营管理各阶段的变形观测的理论、

2、方法及其数据处理的全过程。本课程的目的在于通过本课程学习 ，要求学生掌握垂直位移、水平位移、倾斜、挠度及裂缝的观测方法，数据的整理、统计与分析、及时预报以及采取安全措施的对策等工作。使学生初步学会根据各类工程的实际情况与要求进行方案设计、外业监测及数据处理，以解决工程建筑物变形观测中的具体问题，确保工程的安全运行，为经济建设做贡献。二、本课程与相关课程的关系要求学生学习本课程前，应先学习测量学、测量平差、工程测量学、高等数学、概率论与数理统计和线性代数的知识和理论。三、课程的主要内容及基本要求第1单元 概述 （ 2 学时）知 识 点变形监测的目的与意义变形监测的主要内容变形监测的精度和周期变形

3、监测系统设计变形监测技术进展重 点变形监测的主要内容、变形监测的精度和周期、变形监测系统设计难 点变形监测系统设计基本要求1、识 记：变形监测、变形体、环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、应变监测、基准点、工作点、观测点等基本概念术语 2、领 会：变形监测的目的和意义、变形监测的主要内容以及变形监测的精度和周期、变形监测系统设计3、简单应用：了解安全监测的主要目的、特点、内容及方法。 4、综合应用：了解变形监测系统设计应遵循的原则、主要内容。第2单元 沉降监测技术 （ 2 学时）知 识 点沉降监测概述精密水准测量精密三角高程测量液体静力水准测量重 点精密水准测量、精密三角高程测量难 点精密水

4、准测量基本要求1、识 记：垂直位移、沉降、建筑物沉降、沉降监测等基本概念术语 2、领 会：精密水准测量、精密三角高程测量的观测方法3、简单应用：掌握精密水准测量、精密三角高程测量方法。 4、综合应用：掌握精密水准测量、精密三角高程测量方法、液体静力水准测量在建筑沉降观测中的具体应用。第3单元 水平位移监测 （4 学时）知 识 点概述交会法观测精密导线测量全站仪观测视准线测量引张线测量垂线测量激光准直测量重 点交会法观测、精密导线测量难 点精密导线测量基本要求1、识 记：水平位移、视准线法、引张线、正垂、倒垂等基本概念术语 2、领 会：掌握交会法观测、精密导线测量、全站仪观测技术、视准线测量、引

5、张线测量、垂线测量、激光准直测量的方法。3、简单应用：了解水平位移的含义及其监测原理。 4、综合应用：了解水平位移的监测各种方法不同适用对象。第4单元 建筑物内部监测 （ 2 学时）知 识 点内部位移监测应力应变监测地下水位及渗流监测挠度监测裂缝监测光纤监测技术重 点应力应变监测、挠度监测、光纤监测技术难 点基本要求1、识 记：渗流、挠度观测、分层水平位移等基本概念术语 2、领 会：掌握建筑物内部位移监测、应力应变监测、地下水位及渗流监测、挠度监测、裂缝监测的方法及工程应用。3、简单应用：了解建筑物内部监测的主要项目的工作原理及方法。 4、综合应用：能将建筑物内部位移监测方法、应力应变监测传感

6、器方法，以及其他内部监测项目用于具体工程项目。第5单元 GPS在变形监测中的应用 （ 2 学时）知 识 点GPS概述GPS定位基本原理GPS实时监测技术GPS一机多天线监测技术重 点GPS一机多天线监测技术难 点GPS一机多天线监测技术基本要求1、识 记：GPSRTK技术、一机多天线等概念术语2、领 会：GPSRTK实时监测系统工作原理、一机多天线系统设计原则。3、简单应用：了解GPSRTK实时监测系统工作原理、一机多天线系统组成。 4、综合应用：掌握GPSRTK监测系统工作原理、能进行一机多天线监测系统设计。第6单元 自动化监测技术 （ 2 学时）知 识 点自动化监测概述自动化监测系统设计通

7、用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用安全监测自动化系统设计示例重 点自动化监测系统设计难 点通用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用基本要求1、识 记：自动化监测的几种形式、MCU的主要功能。2、领 会：安全监测自动化系统应具备的功能及系统设计原则。3、简单应用：能进行自动化监测系统管理及数据分析。 4、综合应用：能完成自动化监测系统总体结构设计。第7单元 监测资料的整编与分析（ 2 学时）知 识 点监测资料的整编监测资料的分析监测数据的预处理重 点监测资料的分析、监测数据的预处理难 点监测资料的分析、监测数据的预处理基本要求1、识 记：平时资料整理工作的主要内容、定期资料编印工作的主要

8、内容、变形分析的主要内容及方法。2、领 会：监测资料整编、资料分析的目的。3、简单应用：能进行监测资料整编、资料分析。 4、综合应用：能在完成监测资料整编的基础上、进行资料分析。第8单元 变形监测数学模型及应用（ 2 学时）知 识 点变形监测数学建型分析概述 统计模型的建立灰色系统分析模型时间序列分析模型重 点灰色系统分析模型、时间序列分析模型难 点灰色系统分析模型、时间序列分析模型基本要求1、识 记：统计模型、确定性模型、混合模型、灰色系统模型、回归分析等概念术语。2、领 会：各种分析模型建模方法及其特点。3、简单应用：掌握各种分析模型的特点及其适用情形。 4、综合应用：能利用1、2种变形监

9、测模型进行监测数据资料分析。第9单元 工业与民用建筑物变形监测（ 2 学时）知 识 点建筑物变形监测概述建筑基础沉降监测建筑物倾斜监测工程实例重 点建筑物基础的沉降观测难 点高层建筑物动态观测基本要求1、识 记：基础沉降、水平位移、裂缝监测、内部监测等概念术语。2、领 会：建筑沉降观测的主要工作内容、监测方法及监测报告。3、简单应用：能承担建筑沉降外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成某一建筑物变形监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第10单元 基坑工程施工监测（ 2 学时）知 识 点基坑施工监测概述监测内容及方法监测技术设计监测数据整理与分析基坑监测实例重 点基坑工程施工监测的

10、对象及方法难 点深层水平位移观测基本要求1、识 记：深层水平位移监测、基坑回弹、分层沉降等概念术语。2、领 会：基坑观测的主要工作内容、监测方法及监测预警。3、简单应用：能承担基坑工程施工监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成某一基坑工程施工监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第11单元 桥梁工程变形监测（ 2 学时）知 识 点桥梁工程变形监测概述桥梁基础垂直位移监测桥梁挠度观测桥梁结构的健康诊断重 点桥梁工程监测的对象及方法难 点桥梁索塔挠度监测基本要求1、识 记：桥面挠度、桥面水平位移、索塔的挠度、主梁的挠度变形等概念术语。2、领 会：桥梁观测的主要工作内容、监测方法及监

11、测预警。3、简单应用：能承担桥梁工程施工监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成某一桥梁工程施工及营运阶段监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第12单元 地铁盾构隧道施工监测（ 2 学时）知 识 点地铁盾构隧道施工监测概述施工监测内容及方法地铁盾构隧道监测方案设计监测数据整理与分析工程实例重 点地铁盾构隧道工程监测的内容及方法难 点简述盾构隧道施工监测方案的设计原则基本要求1、识 记：盾构隧道施工监测内容、监测依据等。2、领 会：盾构隧道施工监测的主要工作内容、监测方法及数据分析目的。3、简单应用：能承担盾构隧道施工监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成盾构隧道

12、施工监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第13单元 水利工程变形监测（ 2 学时）知 识 点水利工程变形监测概述监测项目及要求监测系统设计小浪底大坝安全监控系统设计大坝安全评判专家系统设计重 点监测项目及要求 难 点监测系统设计 基本要求1、识 记：水利工程变形监测的基本要求等。2、领 会：水利工程变形监测的基本要求、主要工作内容、监测方法。3、简单应用：能承担水利工程变形监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成水利工程变形监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第14单元 边坡工程监测（ 2 学时）知 识 点边坡工程监测概述监测内容与方法监测技术设计监测 数据整理与分析边坡监测

13、实例重 点边坡监测项目及要求难 点边坡监测系统设计基本要求1、识 记：边坡工程变形监测的主要目的及基本要求等。2、领 会：边坡工程变形监测的基本要求、主要工作内容、监测方法。3、简单应用：能承担边坡工程变形监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成边坡工程变形监测技术方案设计、项目实施及数据分析。第15单元 软土地基沉降与稳定监测（ 2 学时）知 识 点软土地基沉降与稳定监测概述高速公路软基监测堤防工程软基监测堤防工程施工监测实例重 点软土地基监测内容及方法难 点基本要求1、识 记：软土地基监测的主要目的及基本要求等。2、领 会：软土地基监测的基本要求、主要工作内容、监测方法。3、

14、简单应用：能承担软土地基变形监测外业观测及内业数据处理工作。 4、综合应用：能完成软土地基变形监测技术方案设计、项目实施及数据分析。学时分配 知识单元理论学时第1章 概述2第2章沉降监测技术2第3章水平位移监测4第4章建筑物内部监测2第5章GPS在变形监测中的应用2第6章自动化监测技术2第7章 监测资料的整编与分析2第8章 变形监测数学模型及应用2第9章工业与民用建筑物变形监测2第10章基坑工程施工监测2第11章桥梁工程变形监测2第12章地铁盾构隧道施工监测2第13章水利工程变形监测2第14章边坡工程监测2第15章软土地基沉降与稳定监测2合计32四、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法

15、，将生产中遇到的具体问题引入到课堂中，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，尽可能边演示边讲解，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考试内容为教材中各章节的基本原理、技术和基本方法 考核形式：考试与考查相结合成绩评定：考试与考查相结合，成绩构成包含平时作业及期末考试，各占比例50% 六、选用教材、讲义和主要参考书1、教材：变形监测技术与应用，HYPERLINK /book/search_pub.

16、php?category=01&key2=%D4%C0%BD%A8%C6%BD t _blank岳建平，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%CC%EF%C1%D6%D1%C7 t _blank田林亚 主编，国防工业出版社，20072、教学参考书：变形监测技术与应用，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%D2%C1%CF%FE%B6%AB o 伊晓东伊晓东 等主编，黄河水利出版社，2007 HYPERLINK /rd.php?id=9350891&clsid=00&key=%

17、B1%E4%D0%CE%BC%E0%B2%E2%D3%EB%BC%BC%CA%F5+2007&seat=2 t _blank 变形监测新方法及其应用，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%BA%CE%D0%E3%B7%EF o 何秀凤何秀凤著，科学出版社，2007HYPERLINK /rd.php?id=20057453&clsid=06&key=%B1%E4%D0%CE%BC%E0%B2%E2%D3%EB%BC%BC%CA%F5+2007&seat=3 t _blank工程安全监测技术，HYPERLINK /book/search_

18、pub.php?category=01&key2=%C1%F5%B4%F3%D2%E5 o 刘大义刘大义，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%BA%FA%BD%A8%D6%D2 o 胡建忠胡建忠主编，水利水电出版社，2007HYPERLINK /rd.php?id=9328593&clsid=01.62.08.01&key=%B1%E4%D0%CE%BC%E0%B2%E2%D3%EB%BC%BC%CA%F5+2007&seat=4 t _blank动态变形观测与预报，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%E8%EF%D4%AA%D6%D8 o 栾元重栾元重，HYPERLINK /book/search_pub.php?category=01&key2=%C2%C0%B7%A8%BF%FC o 吕法奎吕法奎，HYPERLINK /book/search_pub.php?categ