利用一元线性回归法建立沉降观测模型

利用一元线性回归法建立沉降观测模型《变形监测与技术》毕业论文（2014—2015学年度第二学期）指导老师：王老师班级：测绘工程姓名：学号：2015年06月20日利用一元线性回归法建立沉降观测模型I摘要随着人类社会的进步和国民经济的快速发展，工程建设的进程日益加快，这对工程建筑物的规模、造型、难度提出了越来越高的要求，大型建筑物或构筑物的安危直接关系到国民经济的生产进程。因此，对大型建筑物或构筑物进行变形监测并对监测数据进行分析处理显得尤为重要。目前，常用的变形监测数据处理方法有回归分析法、时间序列分析法、灰色系统分析法等。而回归分析法是在掌握大量观测数据的基础上，利用数理统计的方法建立自变量和因变量之间的回归关系，并通过回归模型进行预测和预报，对建筑物或构筑物的变形监测有着至关重要的作用。关键词：变形监测；数据处理；回归分析利用一元线性回归法建立沉降观测模型IIAbstractWiththeprogressofhumansocietyandtherapiddevelopmentofeconomy,theconstructionprocesshasbeenaccelerated.Thescaleofengineeringstructures,modeling,thedifficultyinanincreasinglyhighdemand.Largebuildingsorstructuresofsafetydirectlyrelatedtotheproductionprocessofnationaleconomy.Therefore,thedeformationmonitoringforthelarge-scalebuildingorstructureandanalysisofmonitoringdataarebecomeparticularlyimportant.Atpresent,thecommondata-processingmethodsofthedeformationareregressionanalysis,timeseriesanalysis,andthemethodofgraysystemanalysis.Also,regressionanalysisisbasedongraspinglotsofobservationaldata,usingmathematicalstatisticsmethodtoestablishtheregressionrelationshipsbetweendependentandindependentvariables,andthroughtheregressionmodeltoforecast,whichhasanimportantroletobuildingsorstructures.Keyword:DeformationMonitoring;DataProcess;RegressionAnalysis利用一元线性回归法建立沉降观测模型目录第一章序言....................................................................................................................................11.1变形监测的定义.................................................................................................................11.2变形监测的目地和意义.....................................................................................................1第二章变形监测数据处理方法和理论.........................................................................................22.1变形监测的主要内容........................................................................................................22.2一元线性回归分析的数学模型........................................................................................22.3回归方程显著性检验........................................................................................................22.4回归系数显著性检验........................................................................................................32.5精密水准测量..................................................................................................................42.6变形监测的模型建立与趋势预报..................................................................................4第三章一元回归分析在建筑工程中的应用.................................................................................53.1工程概况............................................................................................................................53.2沉降观测方案设计.............................................................................................................53.3观测成果及数据处理........................................................................................................73.4数据分析............................................................................................................................83.5数据建模............................................................................................................................93.6线性显著性的检验............................................................................................................93.7沉降预报..........................................................................................................................11结论................................................................................................................................................12参考文献.........................................................................................................................................13致谢................................................................................................................................................14利用一元线性回归法建立沉降观测模型1第一章序言变形监测的目的之一是通过对变形监测数据进行正确的数据处理、建立合理的数据模型，以便对未来的数据处理进行准确的预报，从而减少事故的发生。回归分析模型是一种能对数据变化趋势做出正确的分析和预报的模型。通过在介绍它的基本原理、方法的基础上，将其引入变形监测的数据处理中，并且通过实例计算分析这种模型在此监测上的有效性。1.1变形监测的定义所谓变形监测，就是利用测量与专用仪器对变形现象进行监视观测的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和事件特征。变形监测工作是人类通过变形现象获得科学认识、检验理论和假设的必要手段。1.2变形监测的目地和意义变形是普遍存在的一种自然现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内是允许的，如果超出了允许的范围，则可能引发灾害。诸如地震、滑坡、岩崩、溃坝、桥梁与建筑物的倒塌、滑坡等。由于各类建筑物与我们的日常生活息息相关，一旦出现安全事故，将给人民的生命财产造成极大的损失。要预防这些灾害的发生就必须对建筑物进行变形监测，对于可控制的变形，力求控制变形发展的方向；对于不可控制的变形，则预测变形的大小，分析变形对建筑物造成的影响，以采取措施，减小灾害发生造成的影响，这些工作都属于变形监测研究的范畴。变形监测的目的是获得变形体的时间和空间特性，并做出变形的几何分析和物理解释。既具有重要的现实意义，同时又具有重要的理论意义。现实意义主要是掌握各种工程建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取相应的措施；科学上的意义主要是解释变形的机理，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变形预报模型。利用一元线性回归法建立沉降观测模型2第二章变形监测数据处理方法和理论2.1变形监测的主要内容随着大型工程建筑物越来越多，变形监测也越来越重要。随着监测技术的进步，数据采集越来越方便，数据量越来越大，而且各期观测数据之间具有模糊性、非线性、随机性等特点，再加上数据本身还有粗差、噪声，因此选择合适的、符合现在工程监测需要的简单而有效的数据处理方法，通过对监测数据进行研究、处理、分析，找出数据变化的规律和特征，以便对未来变形量做出准确的预报，从而减少事故的发生，对现在的工程建设有着十分重要的作用。回归分析方法是常用的变形监测数据处理方法中一种简单而方便的方法，它是从数理统计出发，在进行了大量的试验和观测后，寻找出建筑物的变形量和各作用因素之间的关系，确定个因素之间的关系，得出正确的数学模型，并可以根据这个数学模型对建筑物的变形进行准确的预测和预报，从而保证建筑物的安全。2