《变形监测与灾害预测》教学大纲
课程编号：050614
总学时：28+4
总学分：2
课程性质：必修
适用专业及层次：测绘工程本科
相关课程：测量学基础、工程测量学基础、大地测量学基础
教材：《变形监测技术及应用》伊晓东等编著，黄河水利出版社，2007年
推荐参考书：《矿山开采沉陷学》何国清等编著，中国矿业大学出版
一、课程性质、目的与任务
本课程是测绘工程类专业特色课程之一，本课程的任务与目的是使学生从理论和应用研究角度，掌握地表变形基本规律，地表移动与变形的监测技术，地表沉陷预计方法和地表沉陷灾害防治与预报。
二、课程内容与要求
第一章地表移动与变形规律
1.了解地下开采引起覆岩变形与破坏的形式，掌握其变形机理。
2.了解地表移动盆地的形成，掌握地表移动盆地的描述参数及其特征。
3.掌握地表变形曲线类型及地表变形规律。
4.了解地表变形与地质采矿条件的关系。
第二章地表移动与变形的观测
1.了解观测站的类型，掌握观测站的设计原则与方法。
2.了解观测站的设置要求。
3.掌握地表移动的观测工作和数据处理方法。
4.了解岩层内部、立井变形监测技术。
第三章地表移动与变形的预计
1.了解地表移动与变形的预计方法。
2.了解概率积分法原理，掌握其计算方法。
3.掌握地表变形预计参数的求取方法。
第四章地表变形灾害防治与预报
1.了解地表变形灾害防治技术的种类。
2.了解建筑物下、水体下、铁路与公路下开采技术。
3.了解复杂开采条件下地表变形灾害的发生机理。
4.了解地表沉陷灾害预报方法。
三、课程学时分配
四、主要教学方法
采用启发、举例等课堂授课方法，掌握地表移动与变形的预计过程。
五、课程考核方式及成绩评定
考核方式：考试
成绩评定：平时成绩占30%，期末成绩占70%。
各设区市人民政府，各县（市、区）人民政府，省政府各部门： 为贯彻落实《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》（国办发[2011]33号）精神，进一步做好气象灾害监测预警及信息发布工作，最大程度减轻灾害损失，确保人民生命财产安全，现提出如下实施意见： 一、总体要求和工作目标 坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责的原则，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发布时效性和覆盖面为重点，进一步完善气象灾害监测预报网络，推进信息发布系统建设，拓宽预警信息传播渠道，健全预警联动工作机制，加快实现气象灾害实时监测、短时临近预警和中短期预报有效衔接，健全预警信息发布、传播、接收快捷高效的监测预警体系，做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效。到2015年，灾害性天气预警信息提前15至30分钟发出，预警信息公众覆盖率达到95%以上；到2020年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡和沿海的气象灾害监测预警及信息发布系统，气象灾害监测预报预警能力和预警信息发布时效性进一步提高，基本消除预警信息发布“盲区”。 二、提高监测预报能力 （一）加强监测网络建设。加快推进农业、海洋、人工影响天气、气候变化等监测系统以及雷达工程建设，建成气象灾害立体观测网，实现对重点区域气象灾害的全天候、高时空分辨率、高精度连续监测。按照共建共管、代建共享的原则，加快推进交通和通信干线、输电线路、水利工程、林区、旅游区、重点经济区、渔业作业区和海上养殖区等气象灾害监测设施建设，尽快构建国土资源、气象、水利、林业等部门联合监测预警信息共享平台。加快海洋气象灾害监测预警工程建设，着重推进北戴河、曹妃甸、渤海新区等区域海洋气象灾害监测系统建设，提高对环渤海和海上气象灾害的监测预报预警能力。制订实施全省防治山洪地质灾害的气象监测设施建设规划，实现灾害易发区乡、村两级气象灾害监测设施全覆盖。加
河北省省级预算项目建议书项目名称：河北地质灾害监测预警系统 项目编码： 项目单位：河北省第一测绘院 领导签字(章)：预算单位：河北省国土资源厅 领导签字(章)：主管部门：河北省国土资源厅 领导签字(章)： 河北省财政厅制 二○一○年十一月十日
填报说明 1、本建议书由项目单位或预算单位负责填写，送隶属的财务主管部门审查后报省财政厅（对于基本建设专项资金、产业技术研发、应用技术研发、信息产业和信息化建设专项资金项目，分别由省有关部门按照项目隶属关系先报送省发展和改革委员会、省科技厅和省信息产业厅，三个部门经审核立项后通知各有关部门，部门再按确定的项目内容报财政部门）。 2、需附相应的部门审核、项目可行性报告、立项批准等有关资料。 3、项目情况填报说明 1）项目性质：（1）维持性资金项目。（2）发展性资金项目。 2）项目类型及编号：01、建筑物及基础设施购建；02、专项购置；03、大型修缮；04、专项业务；05、科技研究与开发；06、信息网络购建；07、信息网络维护；08、大型活动；09、企事业单位补贴；10、个人家庭补助；11、偿债支出；12、产权参股；99、其他专项。 3）项目级次：本级、对下补助（按级次分别单列项目）。 4）项目地点：项目实施地点。 5）单位代码：省级行政事业单位填写预算单位编码；非省级预算单位的承担单位是行政、事业、社会团体的填写组织机构代码，企业填写工商注册码为统一标识。 6）单位性质：行政、事业、其他。 7）单位规格：厅级、副厅级、处级、科级、其他。 8）立项部门：批准立项的主管部门 9）主管部门：项目单位的财务主管部门。 10）主管处室：财政厅各部门预算主管处。
［收稿日期］2015－06－10 ［作者简介］蒯鹏程（1993－），男，江苏徐州人，学士；杰德尔别克（1992－），男，新疆阿勒泰人，学士；邹 恒（1994 －），男，湖北咸宁人，学士；秦思佳（1994－），女，贵州沿河人，学士. 特高拱坝施工期及蓄水初期变形监控模型 蒯鹏程，杰德尔别克，邹 恒，秦思佳 （河海大学水利水电学院，南京210098） ［摘 要］以实测资料为依据， 利用多元回归分析法建立了特高拱坝蓄水期特殊安全监控模型， 对特高拱坝蓄水期间的各关键影响因素进行定量分析，以此为特高拱坝蓄水期工作性态安全评价提供技术支持。［关键词］特高拱坝；安全监控模型；多元回归分析法 ［中图分类号］TU64 ［文献标识码］B ［文章编号］1006－7175（2015）08－0001－03 The Deformation Monitoring Model of the Super High Arch Dam in Construction Period and the Early Storage Period KUAIPeng －cheng ，JIE Deerbieke ，ZOU Heng ，QIN Si －jia （College of Water Conservancy and Hydropower Engineering ，Hohai University ，Nanjing 210098， Jiangsu ，China ）Abstract ：Based on the real measuring data ，creating the safety monitoring model of the super high arch dam in multiple regression analysis and analyzing the key affecting factors in storage period ，these are used as super high arch dam behavior evaluation in storage period. Key words ：super high arch dam ；safety monitoring model ；multiple regression analysis 0引言 施工期及蓄水初期是大坝失事或事故出现的多发期，施工阶段由于特高拱坝坝体结构形状和施工材料的性质以及所承受的荷载等方面都随时间的变化而变化，与运行期相比其失效概率大、风险度高，直接影响工程结构的安全。 本文结合某特高拱坝施工期及蓄水初期的各项资料，选取影响坝体变形的主要因素，并利用多元回归分析法，分析施工期及蓄水初期坝体变形与影响因子之间的定量关系，从而建立施工期及蓄水初期坝体变形的安全监控模型，对模型预测值与实测资料值进行相关分析，并验证了结果的合理性和可靠性。 1多元回归分析原理 回归分析的中心问题是由变量组（X 1， X 2，…，X k ；Y ）进行最佳拟合，求出B 0、B i ，建立预报量Y 和自变量X 1， X 2，…，X k 之间的数学表达式，即理论回归方程或真正回归方程。然而， 在实际工程问题中是不可能求得的。数学统计理论的一切问题，都是抽样估计问题，也就是在母体资料中随机地抽取部分子样： x 1t ，x 2t ，x 3t ，…，x 4t ；y t t =1，2，…，n ； n ≤N 根据上述子样资料对母体的数量特征和规律性进行 估计，即用b 0，b 1，b 2，…，b k 作为B 0，B 1，B 2，…，B k 的估计值，则所得的回归方程称为经验回归方程 ［1］ ： y =b 0+∑k i =1b i x i 2 特高拱坝施工期及蓄水初期变形监控模型 在水压力、扬压力、泥沙压力和温度等荷载作用下， 大坝任一点产生一个位移矢量δ，其可分解为水平位移δx ，侧向水平位移δy 和竖直位移δz ，即 δ=δx i +δy j +δz k 按其成因，位移可分为3个部分：水压分量δH 、温度 — 1—
加强气象灾害监测预警及信息发布工作的实施方案 加强气象灾害监测预警及信息发布是防灾减灾工作的关键环节，是防御和减轻灾害损失的重要基础。 经过多年不懈努力，我国气象灾害监测预警及信息发布能力大幅提升，但局地性和突发性气象灾害监测预警能力不够强、信息快速发布传播机制不完善、预警信息覆盖存在“盲区”等问题在一些地方仍然比较突出。为有效应对全球气候变化加剧、极端气象灾害多发频发的严峻形势，切实做好气象灾害监测预警及信息发布工作，经国务院同意，现提出如下实施方案： 一、总体要求和工作目标 （一）总体要求。深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发布时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，进一步完善气象灾害监测预报网络，加快推进信息发布系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效，最大程度减轻灾害损失，为经济社会发展创造良好条件。 （二）工作目标。加快构建气象灾害实时监测、短临预警和中短期预报无缝衔接，预警信息发布、传播、接收快捷高效的监测预警体系。力争到x年，灾害性天气预警信息提前15—30分钟以上发出，气象灾害预警信息公众覆盖率达到90%以上。到x年，建成功能齐
全、科学高效、覆盖城乡和沿海的气象灾害监测预警及信息发布系统，气象灾害监测预报预警能力进一步提升，预警信息发布时效性进一步提高，基本消除预警信息发布“盲区”。 二、提高监测预报能力 （三）加强监测网络建设。加快推进气象卫星、新一代天气雷达、高性能计算机系统等工程建设，建成气象灾害立体观测网，实现对重点区域气象灾害的全天候、高时空分辨率、高精度连续监测。加强交通和通信干线、重要输电线路沿线、重要输油（气）设施、重要水利工程、重点经济开发区、重点林区和旅游区等的气象监测设施建设，尽快构建国土、气象、水利等部门联合的监测预警信息共享平台。加强海上、青藏高原及边远地区等监测站点稀疏区气象灾害监测设施建设，加密台风、风暴潮易发地气象、海洋监测网络布点，实现灾害易发区乡村两级气象灾害监测设施全覆盖。强化粮食主产区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用和保护重点区旱情监测，加密布设土壤水分、墒情和地下水监测设施。加强移动应急观测系统、应急通信保障系统建设，提升预报预警和信息发布支撑能力。 （四）强化监测预报工作。进一步加强城市、乡村、江河流域、水库库区等重点区域气象灾害监测预报，着力提高对中小尺度灾害性天气的预报精度。在台风、强降雨、暴雪、冰冻、沙尘暴等灾害性天气来临前，要加密观测、滚动会商和准确预报，特别要针对突发暴雨、强对流天气等强化实况监测和实时预警，对灾害发生时间、强度、变化趋势以及影响区域等进行科学研判，提高预报精细化水平。要建立
岩土工程技术000405 岩土工程技术 GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE 2000 No.4 P.204-207 大坝变形预测模型的研究 陆付民 任德记 何薪基 【摘要】1998年8月，为了减轻长江中下游的防洪压力，清江隔河岩水库蓄水一度超过正常蓄水位3m 多。以清江隔河岩大坝部分监测点的变形观测数据为例，详细介绍了大坝变形预测模型的建立方法，且运用一个实例验证了该方法的有效性。 【关键词】大坝；变形；预测；监测点 【分类号】TB22TU198.2 Research of Deformation Forecast models of Dam 【 Abstract】 In order to lessen the pressure of flood prevention of middle and down stream in Yangtze River , water level of Qingjiang Geheyan was more than 3 meters higher than normal water level in some times in August , 1998 . The method to establish deformation forecast models of dam is introduced in detail by taking deformation observation datum of some monitor points of Qingjiang Geheyan dam.Finally , the effectiveness of this method is verified by a practical example . 【 Keyword】 dam;deformation;forecast;monitor points 作者简介：陆付民，1964年生，男，汉族，湖北云梦人，工学硕士，副教授。现主要从事水利水电工程测量研究。 陆付民（武汉水利电力大学宜昌校区，宜昌443002） 任德记（武汉水利电力大学宜昌校区，宜昌443002） 何薪基（武汉水利电力大学宜昌校区，宜昌443002） 参考文献 1，张启锐.实用回归分析.北京:地质出版社，1988.20～33 2，陆付民.建筑物水平位移变形数据处理方法.武测科技，1992(2)：32～39 3，陆付民.鲜水河区域垂直变形分析初探.勘察科学技术，1993(3)：51～54 4，陆付民.大坝水平变形监测网观测方案的优化设计.大坝观测与土工测试，1996(3)：32～35 5，何薪基，任德记，陆付民等.清江隔河岩库区重要滑坡预测模型的探讨.长江科学院院报，1998 (5）：39～43 6，He Xinji Lu Fumin Ren Deji. Applications of Regression Added Weights and Parameters Optimun in landslides Deformation Analysis.'97 NORTH－ EAST ASIA SYMPOSIUM AND FIELD WORKSHOP ON LANDSLIDE AND DEBRIS FLOW (17－ 23 July,1997,Yichang－ Chongqing). 69～ 76 7，J Van Mierlo.A Testing Procedure for Analysing Geodetic Deformation Measurement.Bonn, 1978.24～ 36 收 稿 日 期 ： 2000－ 07－ 10 file:///E|/qk/ytgcjs/ytgc2000/0004/000405.htm2010-3-23 13:22:58
深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形地质灾害分析与防治 摘要：文章主要以辽宁抚顺深大型露天煤矿闭坑前后地质特征、灾害成因的分析、防治等为基本的行文过程进行探讨，结果显示，煤矿闭坑前后地质灾害发生主要受到岩体的断层、松软结构、水文水量等制约，同时边坡的稳定性较差，在边坡表破容易发生局部变形，伴随开采深度的增加，半坡的可塑性逐渐增强，地表沉降等变形较大，要及时按照区域条件进行搬迁，避免地质危害的产生。 关键词：深大型露天煤矿；滑坡；地表变形；分析与防治 Abstract:Article mainly in liaoning fushun deep large open-pit coal mine pits before and after the analysis of the geological features and the causes of disaster, prevention and control as the basic writing process were discussed, the results show that coal mine pits geological disaster mainly by the rock mass before and after fault, loose structure, hydrologic water restriction, at the same time, the stability of the slope is poorer, local deformation in slope break easily, along with the increase of mining depth, the plasticity of the banpo gradually strengthened, such as surface subsidence deformation is bigger, have to be relocated timely according to the regional conditions, avoid the generation of geological hazard. Key words:deep large open-pit coal mine; Landslide; The earth's surface deformation; Analysis and prevention 伴随露天煤矿开采规模的增加，很多面积、深度大的矿坑形成，边坡陡峭，稳定性不高。在资源枯竭、开采到界后，就会出现煤矿闭坑。煤矿闭坑后，城市
第20卷第9期2008年9月 计算机辅助设计与图形学学报 JO U RN A L O F COM PU T ER AID ED D ESIG N &COM P U T ER G RA PH ICS Vo l.20,N o.9 Sep.,2008 收稿日期:2008-07-15.基金项目:国家 九七三 重点基础研究发展规划项目(2002CB312101,2006CB303102);国家自然科学基金(60603078);新世纪优秀人才项目(NCET 06 0516).赵 勇,男,1982年生,博士研究生,主要研究方向为数字几何处理.刘新国,男,1972年生,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为数字几何处理、真实感绘制、虚拟现实等.彭群生,男,1947年生,博士,教授,博士生导师,CC F 高级会员,主要研究方向为真实感图形、虚拟现实、科学计算可视化等. 基于四面体控制网格的模型变形算法 赵 勇 刘新国 彭群生 (浙江大学CAD &CG 国家重点实验室 杭州 310058)(z haoyong@cad.z https://www.doczj.com/doc/8414850381.html,) 摘要 提出一种鲁棒的保体积保表面细节的模型变形算法.首先将输入模型嵌入到一个稀疏的四面体控制网格 中,并且通过一种改进的重心坐标来建立两者的对应关系;然后通过用户的交互,对控制网格建立一个二次非线性能量函数对其进行变形,而输入模型的变形结果则可以通过插值来直接获得.由于能量函数的优化是在控制网格上进行的,从而大大提高了算法的效率.与此同时,提出一种新的能量!!!Laplacian 能量,可以使四面体控制网格进行尽量刚性的变形,从而有效地防止了大尺度编辑过程中模型形状的退化现象.文中算法还具有通用性,可支持多种模型的表示方式,如三角网格模型、点模型等.实验结果表明,该算法可以有效地保持输入模型的几何细节、防止明显的体积变化,得到了令人满意的结果. 关键词 模型编辑;四面体控制网格;刚性变形;L aplacian 能量;通用性中图法分类号 T P391 Shape Deformation Based on Tetrahedral Control Mesh Zhao Yong Liu Xing uo Peng Qunsheng (S tate K ey L abor atory of CA D &CG ,Zh ej iang Univ ersity ,H ang z hou 310058) Abstract A robust shape deformation algo rithm w ith the feature o f both vo lum e and surface detail preserv ing is presented.Fir st,the input m odel is embedded into a coarse tetr ahedral co ntro l mesh,and the m odified bar ycentr ic coordinates are employ ed to establish their relationship.Then acco rding to user s editing,the contro l mesh is defor med by solving a quadric no nlinear ener gy m inimization pro blem,and the deform ation is passed to the embedded m odel by interpolatio n.As the optimization pro cess is applied to the control mesh composed of sparse vertices,the efficiency is g reatly improved.Meantime,w e incor porate a new energ y,called Laplacian energ y,into the energy equatio n to m ake the tetrahedral contro l m esh deform as rigidly as possible,thus avoiding shape degenerations even under ex treme editing.Our algor ithm acco mmodates various shape repr esentations,such as triangular meshes,point clouds etc.Experiments demonstrate that the Laplacian energy is very effective in preserv ing geom etric details and pr eventing unreasonable volume changes. Key words shape editing;tetrahedral contr ol m esh;r ig id defor matio n;Laplacian energ y;generality 近年来,随着三维数据采集技术的不断发展,三维数字几何模型已经在数字娱乐、工业设计、医学辅 助诊断、文物保护等很多领域得到了广泛的应用.数字几何处理作为计算机图形学的一个重要分支也得
地质灾害安全监测系统 （方-案-由-北-京-华-星-北-斗-智-控-提-供） 地质灾害监测系统就是利用专用的测量仪器（GNSS和TDR设备）和方法对变形体（例如：易滑坡山体）的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。 滑坡、崩塌体变形区域在短时间内不会出现很大的位移，这种微小的位移是不能被人眼查别到的，但是这种小位移是可以通过北斗系统监测发现，通过在灾害体上安装放置固定的北斗监测设备，就可以实时发现灾害体的变形量，预测变形体长期的变化趋势，一旦灾害体位移超过了我们的预警值，监测系统就会发出预警信息，提示有关管理单位提前做好应急准备，避免灾害造成人员和财产损失。
系统组成
监测项目 滑坡的发生，受到多种因素影响，地下水活动、降雨是较为常见的诱发因素，是以需要对其进行自动监测。而滑坡发生前，往往可以通过坡体、支护结构的位移迹象提前预警。 监测实景图
山体表面位移监测 山体表面位移监测是通过在坡顶和坡体建立观测墩，在观测墩上安放仪器设备，仪器设备24小时不间断的监测位置信息，从而实现对整个易滑坡坡体的位移监测。山体表面位移监测是基于GNSS技术，GNSS技术用于表面位移监测具有全天候作业，几乎不受气候影响，测站间也不需通视，这就克服了传统监测方法对地理环境依赖很大的缺点。
监测系统组成 位移监测设备施工安装 1、选点或放样 在选择连续运行的北斗基准站的位置时，原则如下：
基准站距离测区3公里以内为宜，尽量靠近数据传输网络； 基准站基础应相对稳固，最好建在稳定的基岩上或冻土层以下2米； 站点应选易于安置接收设备且视野开阔的位置，视场周围高度在10度以上不应有障碍物，以免北斗信号被吸收或遮挡； 站点应该远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等），其距离最好不小于200m；远离高压输电线，其距离不得小于50m，以避免电磁场对北斗信号的干扰； 站点附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响； 远离震动源（如铁路、公路等）50米以上； 安置和保护北斗基准站设备。在无人看守时，保证设备安全，防止有人故意破坏。
变形监测采用哪个等级,主要按下列方法确定。(1)以高层建筑阶段平均变形量为依据;(2)以某些固定值为依据;(3)以高层建筑最小变形值为依据;(4)以预估变形量或变形速度为依据;(5)以地基允许变形值为依据。在实际监测中,通常根据高层建筑的地基允许变形值来推算,高层建筑的地基允许变形值一般是由设计单位给定的或者由相应的建筑规范规定的。地基允许变形值包括沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜四种。根据《建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)》规定，常用的高层建筑地基允许变形值，可以求出相应的允许变形量，根据实际情况取其就得到应该采用的测量精度。由此可进一步确定采用的观测手段、仪器设备等，也为监测网网形的设计和优化提供参考。 经过广大测量科技工作者和工程技术人员近30年的共同努力，在变形监测领域取得了丰硕的理论研究成果，并发挥了实用效益。以我国为例：①利用地球物理大地测量反演论，于1993年准确地预测了1996年发生在丽江大地震。②1985年6月12日长江三峡新滩大滑坡的成功预报，确保灾害损失减少到了最低限度。它不仅使滑坡区内457户1371人在活泼前夕全部安全撤离，无一伤亡，而且使正在险区长江上下游航行的11艘客货轮船及时避险，免遭灾害。为国家减少直接经济损失8700万元，被誉为我国滑坡预报研究史上的奇迹。③隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统在1998年长江流域抗洪峰中所发挥的巨大作用，确保了安全度汛，避免了荆江大堤灾难性分洪。科学、准确、及时地分析和预报工程及工程建筑物的变形情况，对工程建筑物id施工和运营管理极为重要，这一工作术语变形监测的范畴。由于变形监测涉及到测量、工程地质、水文、结构力学、地球物理、计算机科学等诸多学科的知识，因此，它是一项跨学科的研究，并正向着边缘科学发展。也已经成为测量工作者和其他学科专家合作的研究领域。 神经网络的研究始于20世纪40年代。半个多世纪以来，它经历了一条由兴起到衰退、又由衰退到兴盛的曲折发展过程，这一发展过程大致可以分为四个阶段： 1. 初始发展阶段: 1943年，心理学家W.S.McCulloch和数学家W.Pitts在研究生物神经元的基础上提出了一种简单的人工神经元模型，即后来所谓的“M-P模型”，虽然M-P模型过于简单，且只能完成一些简单的逻辑运算，但它的出现开创了神经网络研究的先河，并为以后的研究提供了依据；1949年心理学家D.O.Hebb发表了论著《行为自组织》提出了Hebb学习律；1957年，F.Rosenblatt提出了著名的感知器模型，这是一个真正的人工智能网络，它确立了从系统角度研究神经网络的基础；1960年，B.Widrow和M.E.Hoff提出了自适应线性单元网络，同时还提出了Widrow-Hoff学习算法，即后来的LMS算法。 ［１］栾元重，曹丁涛，徐乐年，等．变形观测与动态预报 ［Ｍ］．北京：气象出版社，２００１． ［２］陈永奇，吴子安，吴中如．变形监测分析与预报［Ｍ］．北 京：测绘出版社，１９９７． ［３］韩力群．人工神经网络教程［Ｍ］．北京：北京邮电大学 出版社，２００６． ［４］徐晖，李钢．基于Ｍａｔｌａｂ的ＢＰ神经网络在大坝观测数 据处理中的应用［Ｊ］．武汉大学学报，２００５（３）：５０－５３．［５］陈昱．基于组合人工神经网络的隧道变形预测模型应
所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种载荷和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。 变形观测：对变形体在运动中的空间和时间域内进行周期性的重复观测，就称为变形观测。根据变形体的研究范围，可将变形监测研究对象划分为这样三类： 1全球性变形研究如监测全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化、地潮等； 2区域性变形研究如地壳形变监测、城市地面沉降等； 3工程和局部性变形研究如监测工程建筑物的三维变形、滑坡体的滑动、地下开采使引起的地表移动和下沉等。 变形监测的内容 1）工业与民用建筑物：主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测 2）水工建筑物：对于土坝，其观测项目主要为水平位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。3）地面沉降：对于建立在江河下游冲积层上的城市，由于工业用水需要大量地吸取地下水，而影响地下土层的结构，将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区，由于在地下大量的采掘，也会使地表发生沉降现象 变形监测的目的和意义：具有实用上的意义，主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要信息，及时发现问题，以便采取措施；具有科学上的意义，包括更好地理解变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，进行反馈设计，以及建立有效的变形预报模型。 变形监测技术的未来发展趋势： 1）多种传感器、数字近景摄影、全自动跟踪全站仪和GPS的应用，将向实时、连续、高效率、自动化、动态监测系统的方向发展； 2）变形监测的时空采样率会得到大大提高，变形监测自动化可为变形分析提供极为丰富的数据信息； 3）高度可靠、实用、先进的监测仪器和自动化系统，要求在恶劣环境下长期稳定可靠地运行； 4）实现远程在线实时监控，在大坝、桥梁、边坡体等工程中将发挥巨大作用，网络监控是推进重大工程安全监控管理的必由之路。 1.什么是监测网平差的基准，平差基准有哪三种类型？ 固定基准位于变形体之外，在各观测周期中认为是不变的，以作为测定变形点绝 对位移的参考点。在监测网平差中，我们通常将变形参考系称为基准，监测网平 差时必须考虑网点位置及其位移的参考基准。如果基准不统一，形变量中就会混 入基准误差；如果基准定义不当，也会给形变分析带来困难。 监测网平差的基准固定基准—经典平差，重心基准—自由网平差，局部重心基准—拟稳平差监测点位布置：必须安全、可靠，布局合理，突出重点，并能满足监测设计及精度要求，便于长期监测。 沉降观测工作点的布设：1）沉降监测工作点应布设在最有代表性的部位，还要考虑到建筑物基础的地质条件，建筑物特征，建筑物内部应力分布状况等。2）工作点应与建筑物连接牢固，使工作点的高程变化能真正反映建筑物的沉降变化情况。3）工作点的点位应便于观
2020气象灾难预报监测方案 为贯彻落实《省人民政府办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的实施意见》精神，进一步提升我市气象灾害监测预警及信息发布水平，现结合我市实际，制定本方案。 一、指导思想 深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发布时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，进一步完善气象灾害监测预报网络，加快推进信息发布系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、应对高效，最大程度减轻灾害损失，为我市经济社会发展创造良好条件。 二、组织机构 组长：（市政府副市长） 副组长：（市政府副秘书长） 潘家利（市气象局局长） 成员：4个区政府，市发改、财政、规划、国土资源、环保、民政、农业、林业、水务、海洋和渔业、统计、三防办等部门。 三、实施步骤 （一）成立气象灾害防御领导小组（20xx年完成） 市政府成立以分管气象工作的副市长为组长，市政府副秘书长、市气象局局长为副组长，公安、民政、环保、国土资源、交通运输、 1 / 6
教育、水务、农业、卫生、安监、林业、海洋渔业、民防、三防、海事、通信、供电等相关部门为成员的气象灾害防御领导小组，负责组织、领导全市气象灾害防御工作。 牵头单位：市政府办公厅牵头，市气象局配合。 时间节点：20xx年12月前完成。 （二）加强气象监测网络建设（20xx年完成） 1.加快推进交通、旅游景点等的气象监测设施建设。在本市23个镇自动气象站的基础上，在假日海滩、观澜湖高尔夫球场、海文高速路、万绿园、南港码头、龙桥高速、永庄、火山口公园等地新建8个能见度、降水、气温、风向、风速、湿度等六要素监测站。 2.加强农村、旅游景区、重点项目及雷电多发区域的雷电灾害监测预警。在东山、长流、三江、大坡四镇，观澜湖高尔夫球场、假日海滩、火山口公园、五公祠、万绿园等旅游景区，美兰机场、大学、桂林洋高校区等重点项目及雷电多发区域布设雷电监测仪，开展雷电监测业务，为临近预警预报业务提供资料保证。 责任单位：市气象局承办，市发改委、财政局配合。 时间节点：由市政府协调安装场地，相关单位和部门给予配合，20xx年3-4月完成选点；5-6月，由市财政局组织设备采购招标工作，市气象局协助；7-9月完成安装场地建设（包括场地清理、铺设地下管网、防雷网、预埋件等）；10-11月，市气象局安装调试仪器，信息资料实现各部门共享；12月，组织验收。 资金预算：195万元 六要素监测站：5套×18万元/套+3套×9万元/套=117万元 雷电监测预警仪：6.5万元/套×12套=78万元 2 / 6
辽宁工程技术大学 教学方案 （2013~2014学年第二学期） 课程名称变形分析与预报理论轮 所属院系测绘与地理科学学院 制定人杨帆
第一章绪论 1. 变形监测的内容、目的与意义 变形监测的基本概念 变形监测的内容 变形监测的目的和意义 2.变形监测技术及其发展 3.变形分析的的内涵及其研究进展 变形分析方法简介 变形分析研究的发展趋势 第二章绪论 第2.1 变形监测技术与方案设计 变形监测内容的确定 监测方法、仪器和监测精度的确定 监测部位和测点布置的确定 变形监测频率的确定 综合变形监测系统 2.2 监测数据处理方法 1.变形监测网的数据处理 (1).平均间隙法加最大间隙法 (2).卡尔曼滤波法 2.变形监测点的数据处理 （1）回归分析法 （2）其他方法
2.3 变形监测资料分析及成果表达与解释 资料整理的主要内容 观测资料分析阶段 资料分析常用方法 提交成果资料 成果表达 成果解释 需要回答以下问题： 1. 性质：是为什么性质的监测？状态安全监测还 是交通安全监测或运行安全监测； 2. 是否需在不同荷载情况下，对变形体的变形模 型做检验验证？ 3. 是否需根据岩土力学性质建立物理力学模型？ 4. 工程整治的效果怎样？ 5. 是否需对地球物理假设进行验证？ 6. 是否需对工程建筑物进行监测和检验？ 7. 采取措施后是否需做建筑物的安全证明？ 2.4 监测数据处理平差程序设计与实现 监测数据处理平差程序设计（实验） 1.秩亏自由网平差原理 精度评定 程序设计 设计CLeve 类 各个函数的实现（见程序：） 在菜单中实现计算 计算结果 参考文献： 本章主要内容： 变形监测内容的确定 监测方法、仪器和监测精度的确定 监测部位和测点布置的确定 变形监测频率的确定 综合变形监测系统 控制网优化设计问题的分类及解法
地质灾害监测技术 方法 晏鄂川教授博导 教育部新世纪优秀人才支持计划获得者 中国地质大学（武汉） 1 前言 2滑坡常规监测技术 3泥石流监测技术方法 4地面沉降监测技术方法 5地质灾害监测新技术新方法 6监测数据的采集与传输 、尸■、亠 前言 地质灾害的定义 地质灾害是指各种地质作用对人民生命财产和国家建设事业造成的危害。简言之，就是地质作用造成的灾害。 地质灾害的分类 按发生过程的急缓程度，地质灾害分为突发性和渐变性灾害两类。 中国大陆常见的地质灾害：崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、沙漠化、水土流失、土地盐渍化、沼泽化、地震、火山喷发、瓦斯爆炸、矿坑突水、岩（煤）爆、顶板冒落、地下热害、煤田燃烧、诱发地（矿）震、边岸再造、泥沙淤积、库区浸没、洪涝、海岸侵蚀、黄土湿陷、膨胀土胀缩、冻土冻融等等。 、尸■、亠 前言
地质灾害的危害 造成人员伤亡，毁坏基础设施，恶化环境；引发次生灾害，造成更大的经济损失，增加民众心理负担。 地质灾害防治途径 关于地质灾害防治，刘广润院士有一段精辟的论述：“地质灾害（特别是突发性地质灾害）的发生常由致灾地质作用的发生和其与受灾对象（人、物、设施）的遭遇两个环节形成。 一是防止致灾地质作用的发生，包括作用发生前的预防和发生中的制止； 二是避免受灾对象与之遭遇，即移动受灾对象位置、改变致灾作用方向和隔绝两者遭遇通道。 、尸■、亠 前言 地质灾害防治措施 行政措施和工程措施。行政措施主要是采取行政法令和技术法规等手段，规范人民群众的生活、生产活动，避免诱发致灾地质作用的发生，监测预报致灾作用的变化动态，使拟建工程设施或流动性 人、物避开地质灾害危险区（主动避让）或将处于灾害危险区中的已有居民设施迁出危险区（被动撤离）等。工程措施则是采取建（构）筑物或岩土体改造工程、疏排水工程及生物植被工程等，以加固 、稳定变形地质体，调整、控制致灾地质作用，从而制止致灾地质作用的发生、发展及其与受灾对象的遭遇”（刘广润《论地质灾害防治工程》）。 、尸■、亠 前言 地质灾害监测的目的 1、及时掌握灾害体变形动态，分析其稳定性，超前做出预测预报，防止灾难发生。
沉降监测中几种预测模型的建立总结 要：通过现场监测及时掌握工程进展状况和环境变化，对工程的安全稳定具有十分重要的意义，尤其是沉降监测的实时处理与预警。本文结合某工程实际沉降监测数据建立起了几种预测模型，并对其发展趋势进行了预测。 关键词：监测；沉降；预测；模型 1 引言 随着建筑行业的发展，各种工程建筑的规模越来越大，对工程的精密控制要求也越来越高，因为一旦发生某种疏忽，对工程的打击将是致命的。为了及时发现工程中的不稳定因素，我们必须实时了解周边土体以及建筑物的沉降变化，以便及时采取补救措施，确保施工过程的稳定安全，减少和避免不必要的损失[1]。在工程中，通过对资料的研究和分析，确定监测项目及监测实施方法，并建立相应预测模型，通过将监测数据与预测值作比较，既可以判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时又能实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工[2]。因此，建立起预测模型，以便进行控制和检查，对沉降监测是相当重要的。目前，用于变形监测的预报模型主要有回归分析模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）、Kalman 滤波模型和人工神经网络模型等，各种预测方法有其优缺点。本文通过结合某工程的实测沉降数据，分别用回归分析中的对数曲线模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）对其沉降进行了预测，并对建立起来的三个模型进行了精度分析与比较。
2 监测数据处理 在监测施工中，由于观测设备各种故障或人为读数误差，观测数据中往往会混入一些无效数据，这些数据不能客观地反映出变化情况。因此，为避免错误的发生，在数据分析前，最好先进行粗差的检测和剔除。如果一组观测值若混有粗差值而没有被剔除，则将影响最后分析预测结果。为了得到精度更高的结果，我们必须对观测值进行正确的取舍，剔除观测数据中的粗差。一般的数据取舍原则有莱依达原则、格拉布斯准则、t检验准则、肖维勒准则以及狄克逊准则等[3]。本文采用格拉布斯准则对数据进行粗差的剔除。 格拉布斯准则是在未知总体标准差情况下，对正态样本或接近正态样本异常值的一种判别方法。下面以某工程中特征点W137沉降数据为例，采用格拉布斯准则去除数据中的粗差。沉降数据见表1。 格拉布斯准则计算步骤如下[4]。 （1）首先计算平均值 （2）根据公式计算对应的残差，结果见表2。 （3）根据公式计算 （4）判断异常数据，将按大小排列 3 三种沉降预测模型 3.1 对数曲线模型[5] 对数曲线法就是把实测沉降历时曲线看成是沉降随时间缓慢增加的对数曲线，对数曲线的方程为 式中，t 为时间；为t 时刻的沉降；a、b 为待定系数。
山西省人民政府办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发 布工作的实施意见 【法规类别】气象综合规定 【发文字号】晋政办发[2012]4号 【发布部门】山西省政府 【发布日期】2012.01.18 【实施日期】2012.01.18 【时效性】现行有效 【效力级别】地方规范性文件 山西省人民政府办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的实施意见 （晋政办发〔2012〕4号） 各市、县人民政府，省人民政府各委、厅，各直属机构： 为切实加强气象灾害监测预警与信息发布工作，有效发挥气象灾害预警信息作用，提升全社会防灾避险能力，根据《国务院办公厅关于加强气象灾害监测预警及信息发布工作的意见》（国办发〔2011〕33号）精神，结合我省实际，经省人民政府同意，现提出如下实施意见： 一、总体要求和目标任务 （一）总体要求。深入贯彻落实科学发展观，坚持以人为本、预防为主，政府主导、部门联动，统一发布、分级负责，以保障人民生命财产安全为根本，以提高预警信息发
布时效性和覆盖面为重点，依靠法制、依靠科技、依靠基层，健全完善气象灾害监测预报体系，加快推进信息发布系统建设，积极拓宽预警信息传播渠道，着力健全预警联动工作机制，努力做到监测到位、预报准确、预警及时、发布通畅，为最大程度减轻灾害损失、促进经济社会发展创造良好条件。 （二）目标任务。全省建成比较完善的气象灾害监测预警体系、突发事件预警信息发布体系、现代农业综合信息服务体系，显著提升气象现代化水平和气象防灾减灾能力。到2015年，灾害性天气预警信息达到提前15－30分钟以上发出，气象灾害预警信息公众覆盖率达到95%以上。到2020年，建成功能齐全、科学高效、覆盖城乡的气象灾害监测预警及信息发布系统，气象灾害监测预报预警能力和预警信息发布时效进一步提高，基本消除农村预警信息发布“盲区”。 二、大力提高气象灾害监测与预报预警能力 （三）推进气象灾害综合观测系统建设。加快推进自动气象站、气象卫星接收、新一代天气雷达、高性能计算机等系统建设，完善气象灾害立体监测网；加强交通干线、输电线路沿线、重要水利工程、重点经济开发区、林区和旅游区等的气象监测设施建设；加密山洪地质灾害易发区乡村两级气象灾害监测站布设；强化粮食主产区、重点林区、生态保护重点区、水资源开发利用区旱情监测；加强人口密集区及其上游高山峡谷地带的气象、水文、地质联合监测；加强农村、林区及雷电多发区域的雷电灾害监测；利用卫星遥感等技术和手段，加强森林草原致灾因子监测；加强对主要气象灾害的全天候、高分辨率、高精度的综合连续监测；建立气象灾害监测综合分析