地表移動的相對變形分析與多層遞階預(yù)測.pdf

1、本文首先采用變換基準(zhǔn)的邊角網(wǎng)間接平差模型,對地表移動邊角監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行了多期變基準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理,計算了三點相對精度,并進(jìn)行了基準(zhǔn)變換的相對變形分析.在研究中,采用變基準(zhǔn)位移轉(zhuǎn)換公式,運用逐次定權(quán)迭代法進(jìn)行了不穩(wěn)定參考點檢驗及不穩(wěn)定點位移計算與變形模型的檢驗分析.尤其是不同基準(zhǔn)的地表移動相對變形分析方法,可以對變形區(qū)域內(nèi)的局部變形進(jìn)行監(jiān)測精度分析與相對變形量計算,突出局部變形特征,對傳統(tǒng)變形分析進(jìn)行了改進(jìn).地表移動GPS實時監(jiān)測表明:地表移動存在

2、強烈的非線性波動,運動曲線不是光滑的,常規(guī)的數(shù)學(xué)方法,很難逼真其運動狀態(tài).經(jīng)分析地表移動符合分形布朗運動(fbm)規(guī)律,可用分形理論對地表移動狀態(tài)進(jìn)行模擬分析.在研究中,采用迭代函數(shù)系仿射變換方法,進(jìn)行了分形插值與分形預(yù)測、損害裂隙的分形模擬及地表移動的時間序列的R/S狀態(tài)演變分析與預(yù)測.實驗表明:分形理論在處理地表移動的非線性特性方面具有傳統(tǒng)方法無可比擬的優(yōu)越性,它除了利用插值點附近信息外,還顧及了曲線的整體特性,具有真實感.對地表移

3、動研究的核心內(nèi)容--預(yù)測技術(shù),本文提出應(yīng)用多層遞階周期項分析方法分析由開采引起的地表移動,認(rèn)為由開采引起的地表移動是趨勢項、周期項及隨機項運動的合成.對地表移動的趨勢項運動,采用了概率積分法、DM(1,1)模型及指數(shù)平滑法三種預(yù)測模型,結(jié)合實測數(shù)據(jù),進(jìn)行了預(yù)測精度分析,并指出了各模型的適用條件.對于地表移動的周期項預(yù)測,選用了具有數(shù)據(jù)挖掘功能的多層遞階周期預(yù)測模型.多層遞階周期預(yù)測模型能夠?qū)崿F(xiàn)對隱含周期的分離,首先將地表移動監(jiān)測序列的均

4、值生成函數(shù),并計算相關(guān)矩陣,采用逐步回歸法提取顯著周期分量,然后建立預(yù)測模型,認(rèn)為預(yù)測模型中的系數(shù)是時變的,需對模型中系數(shù)建模進(jìn)行時變性判斷及預(yù)測,由預(yù)測的時變系數(shù)再對地表移動狀態(tài)值進(jìn)行預(yù)測,做到實測數(shù)據(jù)的預(yù)測與驗證.殘差項為隨機性運動,采用AR(n)建模.根據(jù)實測數(shù)據(jù),進(jìn)行了三者組合預(yù)測,取得了較好的預(yù)測效果.由于開采沉陷過程具有時空特性,本文基于Mapinfo6.5開發(fā)了礦區(qū)地表變形預(yù)測與可視化系統(tǒng)(Mine Surface Def