《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教学大纲 一、课程基本信息1课程代码：205023002课程中文名称：变形观测与数据处理 课程英文名称：Distortion Observation Data Disposing3面向对象：测绘工程专业大学三年级第二学期学生4开课学院（课部）、系（中心、室）：信工学院测绘工程系5总学时数：32讲课学时数：32，实验学时数：6学分数：27授课语种：中文，考试语种：中文 8教材： 变形监测与数据处理，黄声享编，武汉大学出版社，2010二、课程内容简介本课程包括变形观测的内容与布置方法、变形观测的方法、变形观测数据等三大部分。变形观测的内容与布置方法系统介绍变形观测的重要性和变形观

2、测的内容、变形观测的精度要求和频率的确定、变形观测点的布置方案及基准点的选择与控制网的布设；变形观测的方法主要介绍了水准基点、工作基点及观测点的标志与埋没、沉陷观测、倾斜观测、水准点稳定性的检验与分析、基准线法测定水平位移、视准线法观测及精度估算、引张线法测定水平位移、导线法与交会法测定水平位移、工作基点稳定性的检查及其位移的测定；变形观测数据包括伪观测法、附加条件法、直接法的原理，拟稳平差的原理、拟稳平差的附加条件法、自由网参考基准的变换、单位方差的综合估计、单点位移显著性检验、总体位移显著性检验、监测网位移的参考基准、监测网位移分析、由位移估计应变参数。三、课程的地位、作用和教学目标变形观

3、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、方法及其数据处理的全过程。本课程的教学目标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。四、与本课程相联系的其

4、他课程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。五、教学基本要求了解变形监测数据处理的主要内容、特点和过程；掌握建筑物变形监测的内容和关键技术；掌握变形监测仪器的原理和作用方法；掌握变形监测数据处理的各种原理及方法。六、考核方式与评价结构比例本课程成绩评定由平时成绩和考核成绩两部分组成。平时成绩包括考勤、作业和课堂问答三方面，占总成绩的30%，考核成绩是一篇合格的读书报告，考核成绩占70%。七、教学参考资料 参考书目：1、变形监测技术与应用 岳建平、田林亚主编，国防工业出版社2014年2、实用测量数据处理方法沈云中、陶本藻主编

5、，测绘出版社，2012年3、工程测量学 李青岳 测绘出版社4、自由网平差与变形分析 陶本藻 武汉科技大学出版社八、教学进度与内容安排序次教学基本内容、重点、难点1第一章 引论第一节 变性监测的内容、目的与意义第二节 变形监测技术及其发展【重点】：变形观测的内容、意义和目的【难点】：变形观测的重要性和内容。2第二章 数理统计的有关理论第一节 随机变量及其分布第二节 假设检验原理与方法【重点】：数理统计的相关理论【难点】：理论在测量中的应用3第三章 变形监测技术第一节 变形监测技术第二节 变形监测方案第三节 变形监测网的优化设计【重点】：几种常用的变形观测技术，地面监测、测量机器人、GPS、地面摄

6、影测量等【难点】：监测精度的确定4第四章 变形监测资料的预处理 第一节 监测资料检核的意义与方法第二节 一元线性回归进行资料的检核第三节 监测网观测数据的筛选及算例第四节 监测资料奇异值的检验与插补第五节 小波变换用于信噪分离第六节 变形监测成果的整理【重点】：利用一元线性回归进行资料的检核，剔除存在的粗差以及对于观测数据序列中的奇异值的检验方法和插补【难点】：监测网观测数据的筛选和监测资料奇异值的检验与插补5第五章 参考系和基准点的稳定性分析第一节 绝对网和相对网第二节 监测网的参考系第三节 平均间隙法第四节 GPS变形监测网的数据处理【重点】：绝对网和相对网的概念，检测网的参考系问题。平均间隙法及其作用等【难点】：变形分析基准的统一，平均间隙法的应用6第六章 变形分析与建模的基本理论与方法 第一节 回归分析法第二节 时间序列分析模型第三节 灰色系统分析模型第四节Kalman滤波模型第五节 人工神经网络模型【重点】：曲线拟和、多元线性回归分析、逐步回归计算原理；时间序列分析模型；时间序列分析的基本概念、ARMA模型建立的一般步骤等【难点】：时间序列分析模型、灰色系统分析模型的原理及应用7第七章 变形的确定性模型和混合模型 第一节 弹性力学的有关内容简介第二节 有限元法的基本概念第