现代监测技术与数据分析方法

随着大型土木工程的兴建，传统基于人工观测的大地测量技术已经难以满足现代化监测的需求。近年来，一些新型的监测技术得到成功应用，为工程的顺利施工和安全运营提供了有力保障。本书根据当前土木工程对安全监测的实际需求和现代监测技术的研究现状，系统阐述了安全监测的基本原理和方法，重点介绍了常用的优选监测技术及其数据分析方法，并通过案例展示监测技术的特点和优势。全书共分10章，内容包括：安全监测的主要内容和要求，监测系统的设计；大地测量监测技术；内部监测技术；GNSS监测技术；InSAR监测技术；三维激光扫描监测技术；光纤感测技术；自动化监测技术；数学模型的建立与应用；数据分析与安全评判理论等。本教材可作为高等学校测绘工程、土木工程等相关专业的教学用书，也可供科研、工程技术人员参考。

第1章绪论
1.1安全监测的目的与意义
1.1.1目的与意义
1.1.2安全监测的特点
1.1.3变形的分类
1.2安全监测的主要内容
1.2.1巡视检查
1.2.2环境监测
1.2.3位移监测
1.2.4渗流监测
1.2.5应力、应变监测
1.2.6周边监测
1.3安全监测的精度和周期
1.3.1安全监测的精度
1.3.2安全监测的周期
1.3.3一般规定
1.4监测系统的设计
1.4.1设计的原则
1.4.2主要内容
1.4.3监测点的分类
1.5安全监测新技术
1.5.1自动化监测技术
1.5.2光纤传感检测技术
1.5.3测量机器人监测技术
1.5.4GNSS形变监测技术
1.5.5激光技术
1.5.6三维激光扫描技术
1.5.7InSAR监测技术
1.5.8安全评判专家系统
本章思考题
第2章大地测量监测技术
2.1精密水准测量
2.1.1监测标志与选埋
2.1.2监测仪器及检验
2.1.3监测方法与技术要求
2.2三角高程测量
2.2.1单向观测及其精度
2.2.2中间法及其精度
2.2.3对向观测及其精度
2.3交会测量
2.3.1测角交会法
2.3.2测边交会法
2.3.3后方交会法
2.4导线测量
2.4.1边角导线
2.4.2基准值计算
2.4.3复测值计算
2.4.4弦矢导线
2.4.5基准值的计算
2.4.6复测值的计算
2.5三角测量
本章思考题
第3章内部监测技术
3.1内部位移监测
3.1.1概述
3.1.2分层水平位移监测（测斜）
3.1.3分层沉降监测
3.2渗流监测
3.2.1地下水位监测
3.2.2渗透压力监测
3.2.3孔隙水压力监测
3.2.4渗流量观测
3.2.5水质监测
3.3温度监测
3.4应力监测
3.4.1应力传感器工作原理
3.4.2监测方法
3.5工程实例
3.5.1土石坝工程概况
3.5.2土石坝内部监测项目
3.5.3土石坝内部监测结果示例
本章思考题
第4章GNSS监测捌朱
4.1概：审
4.1.1(2,PS
4.1.2BDS
4.1.3GLONASS
4.2GNSS定位基本原理
4.2.1GNSS单点定位
4.2.2GNSS差分定位
4.2.3GNSS网平差方法
4.2.4网平差准确度评价
4.3GNSS变形监测方法
4.3.1GNSS沉降变形监测方法与流程
4.3.2G：NSS沉降变形监测理论及模型
4.432程实例
4.4.1内蒙古矿区应用实例
4.4.2地表变形预计可视化
4.4.3矿山I)EM快速更新
本章思考题
第5章InSAR监测技术
5.1概述
5.1.1真实孔径雷达
5.1.2SAR技术概述
5.1.3InSAR技术发展概述
5.1.4SAR卫星发展概述
5.2基本原理
5.2.1InSAR基本原理
5.2.2InSAR地表高程测量基本原理
5.2.3InSAR形变监测基本原理
5.2.4时序InSAR(TS-InSAR)形变监测基本原理
5.3数据处理
5.3.1InSAR数据处理
5.3.2I)InSAR数据处理
5.3.3SBAS一：InSAR数据处理
5.4案例展示
5.4.12008年汶川地震形变估计
5.4.2美国南加州地表时序形变估计
本章思考题
第6章三维激光扫描监测技术
6.1概述
6.1.1三维激光扫描变形测量技术
6.1.2三维激光扫描原理
6.1.3典型三维激光扫描仪
6.2点云数据获取与预处理
6.2.1扫描监测数据获取
6.2.2点云数据组织及索引方法
6.2.3点云数据拼接
6.2.4点云数据滤波
6.3变形量分析提取
6.3.1标靶标志比较法
6.3.2点云直接比较法
6.3.3表面模型比较法
6.3.4基于色谱统计的变形分析
6.3.5基于特征点约束的变形分析
6.3.6方法对比分析
6.4工程实例
6.4.1滑坡区域的概况
6.4.2数据获取与处理过程
6.4.3三维点云数据处理
6.4.4滑坡变形分析
本章思考题
第7章光纤感测技术
7.1概述
7.1.1光纤简介
7.1.2光纤感测技术在土木工程中的应用
7.2光纤感测技术原理
7.2.1布里渊光时域反射技术(BOTDR)
7.2.2布里渊光时域分析技术(BOTDA)
7.2.3拉曼散射感测技术(ROTDR)
7.2.4布拉格光栅技术(I；BG)
7.3基于BOTI)A的SMw工法桩变形监测
7.3.1光纤布设工艺
7.3.2.作原理
7.3.3室内试验
7.4分布式光纤菇感数据处理方法
7.4.扩基本原理
’7.4.2实例与分析
7.5总结
本章思考题
第8章自动化监测技术
8.1概述
8.2自动化监测系统
8.2.1自动化监测系统的分类
8.2.2自动化监测系统的设计
8.2.3自动化监测系统的数据采集单元
8.3自动化监测方法
8.3.1变形监测
8.3.2应力应变监测
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