邱利軍 張 波 劉紫君 李云濤 梁玲玉 喬春蕾

(1.河北建筑工程學院土木工程學院，河北 張家口 075000；2.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，山東 煙臺 264000；3.山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021)

變形監(jiān)測相關(guān)觀測點的數(shù)據(jù)檢驗與插補

邱利軍1張 波1劉紫君2李云濤3梁玲玉1喬春蕾1

(1.河北建筑工程學院土木工程學院，河北 張家口 075000；2.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊，山東 煙臺 264000；3.山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021)

在對建構(gòu)筑物進行變形監(jiān)測時，經(jīng)常會出現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)“斷鏈”的現(xiàn)象，或者存在觀測值精度較低的情況，此時進行數(shù)據(jù)檢驗及數(shù)據(jù)插補是保持數(shù)據(jù)連續(xù)并進行數(shù)據(jù)分析的前提.基于一元線性回歸的研究，并結(jié)合實際變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，對變形監(jiān)測點進行分析，采用相關(guān)觀測點數(shù)據(jù)，能夠解決數(shù)據(jù)檢驗及插補問題，為工程實踐提供指導(dǎo)意義.

變形監(jiān)測；一元線性回歸；數(shù)據(jù)檢驗；數(shù)據(jù)連續(xù)性

0 前 言

建構(gòu)筑物在施工建設(shè)階段以及運營管理階段會進行變形監(jiān)測，以確保施工及運營過程中人員及建構(gòu)筑物安全，直至變形穩(wěn)定.變形監(jiān)測即是對變形體的變形現(xiàn)象進行監(jiān)測，而變形監(jiān)測的變形分析包括數(shù)據(jù)處理、解釋及預(yù)報等方面.但在進行建構(gòu)筑物變形監(jiān)測的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)觀測數(shù)據(jù)“斷鏈”現(xiàn)象，或不可避免的存在觀測值精度較低的情況，此時進行數(shù)據(jù)檢驗及數(shù)據(jù)插補是進行數(shù)據(jù)分析的前提.數(shù)據(jù)分析后，對變形監(jiān)測點之后的變形情況進行分析預(yù)報也是變形監(jiān)測的任務(wù)之一.本文通過對一元線性回歸分析的研究，結(jié)合實際變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進行應(yīng)用，能夠解決數(shù)據(jù)檢驗、插補及變形預(yù)報問題.

1 一元線性回歸分析模型及相關(guān)系數(shù)檢驗

一元線性回歸處理的是兩個變量之間關(guān)系，其數(shù)學模型為

yi=β0+βxi+εi,i=1,2,…,N

式中εi為隨機誤差.

利用變形監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本進行一元直線計算的前提是因變量y與自變量x之間存在線性相關(guān)關(guān)系，否則所求得直線沒有實際意義.線性相關(guān)的指標是相關(guān)系數(shù)ρ，其計算公式為：

用回歸直線計算因變量估值的中誤差計算公式為：

2 實例應(yīng)用分析

本文基于對平度市某酒店進行變形監(jiān)測，選取所觀測56個沉降觀測點中相鄰點B39及B40的16次觀測數(shù)據(jù)為樣本進行分析.選取監(jiān)測時間段為2013年7月至2016年1月.觀測數(shù)據(jù)如下表所示：

表1 觀測數(shù)據(jù)

得到單次沉降量變化過程曲線如下圖：

圖1 沉降量變化過程曲線

因點布設(shè)同一建筑物上且點位相鄰，影響因素相似，結(jié)合圖1可知，觀測點B39和觀測點B40沉降量之間存在統(tǒng)計相關(guān)關(guān)系.

經(jīng)計算的到其相關(guān)系數(shù)為：

自由度為12時，置信水平5%和1%的相關(guān)系數(shù)臨界值分別為0.532和0.661.相關(guān)系數(shù)遠大于臨界值，因此認為觀測點B40與B39之間存在相關(guān)關(guān)系.

經(jīng)過計算得一元線性回歸方程：

由表1知，2015年10月19日B39點并未進行觀測，由方程以及B40觀測數(shù)據(jù)估計出其沉降量為2.14168251，為了保持數(shù)據(jù)的連續(xù)性，可用估計值插補未觀測值空缺.

由表1知2016年1月15日B39點的沉降量實際觀測值為2.5，經(jīng)計算的沉降量估值為1.775712928，而計算所得估值中誤差s為0.289216579，觀測值與計算估計值之差大于估值中誤差，認為精度不足，需要及時復(fù)測或以估計值取代觀測值進行最后的數(shù)據(jù)分析.

3 結(jié) 論

在相關(guān)變形觀測點之間進行一元線性回歸分析，能夠在相關(guān)點之間進行數(shù)據(jù)檢核，查找出精度較低的觀測數(shù)據(jù)并進行剔除，對于工程實踐中及時發(fā)現(xiàn)錯誤并進行復(fù)測有指導(dǎo)意義，同時，相關(guān)觀測點之間應(yīng)用一元線性回歸分析能夠進行缺失數(shù)據(jù)的插補，有助于之后的變形分析工作順利完成.

[1]黃聲享.變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理[M].武漢大學出版社,2010

[2]于濤,趙仲榮.建筑物沉降規(guī)律的曲線擬合模型研究[J].測繪通報,2008(11):50～52

[3]苗元欣.基于一元線性回歸的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與分析[J].山西建筑,2013,39(33):206～207

Data Inspection and Interpolation of Related Observation Points in Monitoring Deformation

QIULi-jun1,ZHANGBo1,LIUZi-jun2,LIYun-tao3,LIANGLing-yu1,QIAOChun-lei1

(1.Hebei University of Artechitecture,Zhangjiakou,075000;2.The Third Geological Brigade of Shandong Geology & Mineral Resources Bureau,Yantai,264000;3.Shandong Provincial NO.4 Institute of Geological and Mineral Survey,Weifang,261021)

While monitoring the deformations of buildings or structures,the“missing link”data often occurs,and sometimes the accuracy of observations data is low.Here,data inspection and interpolation must be made to keep it continual before the observation data is analyzed.Based on the research of simple linear regression,combined with the actual deformation-monitoring data,deformation-monitoring points are analyzed.And relevant observation data is used to solve data inspection and interpolation,which can provide guidance for engineering practice.

deformations monitoring;simple linear regression;data inspection;data continuity

2016-03-21

邱利軍(1987-)，男，助教，從事“3s”技術(shù)應(yīng)用、測量數(shù)據(jù)處理等.

TU 19

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