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第1章　引论1

1.1 变形监测的内容、目的与意义1

1.1.1　变形监测的基本概念1

1.1.2　变形监测的内容1

1.1.3　变形监测的目的和意义2

1.2　变形监测技术及其发展3

1.3　变形分析的内涵及其研究进展5

1.3.1　变形的时空特征分析及其建模方法5

1.3.2　变形物理解释的进展7

1.3.3　变形分析研究的发展趋势8

思考题18

第2章　数理统计的有关理论9

2.1　随机变量及其概率分布9

2.1.1　随机变量的基本概念9

2.1.2　随机变量的概率分布10

2.1.3　数理统计中几个常用的抽样分布11

2.2　假设检验原理与方法14

2.2.1　假设检验的基本思想14

2.2.2　检验方法15

2.3　随机过程及其特征20

2.3.1　研究随机过程理论的实际意义20

2.3.2　随机过程的基本概念20

2.3.3　随机过程的特征量21

2.3.4　随机过程特征量的实际估计25

思考题229

第3章 变形监测技术30

3.1　变形监测技术30

3.1.1　地面监测方法与测量机器人30

3.1.2　地面摄影测量方法33

3.1.3　GPS变形监测及自动化系统35

3 1.4 三维激光扫描技术及应用37

3.1.5　特殊的测量手段41

3.2　变形监测方案42

3.2.1 监测内容43

3.2.2　监测方法、仪器和监测精度的确定43

3.2.3　监测部位和测点布置的确定44

3.2.4　变形监测频率的确定44

3.2.5　综合变形监测系统45

3.3　变形监测网优化设计46

3.3.1　控制网优化设计问题的分类及解法47

3.3.2　控制网优化设计的质量标准48

3.3.3　变形监测网机助法优化设计系统53

思考题356

第4章　变形监测资料的预处理57

4.1　监测资料检核的意义与方法57

4.2　用一元线性回归进行资料的检核59

4.3　监测网观测资料的数据筛选及算例62

4.3.1　数据筛选原理62

4.3.2　算例66

4.4　监测资料奇异值的检验与插补69

4.4.1　监测自动化系统中观测数据序列的奇异值检验69

4.4.2　监测资料的插补70

4.5　小波变换用于信噪分离71

4.5.1　引言71

4.5.2　小波变换的基本理论及方法72

4.5.3　小波变换在变形分析中的应用76

4.6　变形监测成果的整理78

4.6.1　工作基点位移对变形值的影响78

4.6.2　观测资料的整编79

4.6.3　变形值的统计规律及其成因分析81

4.7　监测资料管理85

思考题487

第5章 变形监测网的参考系和参考点的稳定性分析89

5.1　绝对网和相对网89

5.2　监测网的参考系91

5.2.1 自由网的约束平差解法91

5.2.2 自由网的参考系方程92

5.2.3 秩亏自由网平差参考系与拟稳平差参考系的特点95

5.2.4　不同参考系之间平差结果的转换96

5.2.5　参考系的选择对位移计算的影响97

5.3　平均间隙法99

5.3.1 整体检验99

5.3.2　不稳定点搜索100

5.3.3　算例102

5.4　GPS变形监测网的数据处理103

5.4.1　GPS监测网的经典自由网平差103

5.4.2　GPS监测网的秩亏自由网平差104

5.4.3　GPS监测网的拟稳平差105

5.4.4　GPS监测网变形分析基准的统一106

思考题5106

第6章 变形分析与建模的基本理论与方法108

6.1 回归分析法108

6.1.1　曲线拟合108

6.1.2　多元线性回归分析110

6.1.3　逐步回归计算113

6.2　时间序列分析模型114

6.2.1　概述114

6.2.2　ARMA模型建立的一般步骤115

6.2.3　ARMA的Box建模方法116

6.2.4　DDS建模法简介121

6.2.5　三种建模方法的分析与比较121

6.3　灰色系统分析模型124

6.3.1　概述124

6.3.2　灰色系统理论的基本概念124

6.3.3　灰色关联分析125

6.3.4　GM（1,N）模型128

6.3.5　GM（1,1）模型129

6.4　Kalman滤波模型132

6.4.1　Kalman滤波的基本原理与公式132

6.4.2　变形监测自动化系统中Kalman滤波的应用133

6.4.3　递推式Kalman滤波的应用实例135

6.5　人工神经网络模型136

6.5.1　人工神经网络的基本概念136

6.5.2　BP网络结构及算法137

6.5.3　BP模型在滑坡及沉降预测中的应用140

6.6　频谱分析及其应用141

6.6.1　线性系统原理141

6.6.2　频谱分析法143

6.6.3　频谱分析算例144

6.6.4　最小二乘响应分析145

思考题6146

第7章　变形的确定性模型和混合模型148

7.1 弹性力学的有关内容简介148

7.1.1　位移、应变、应力148

7.1.2　弹性力学的基本方程149

7.1.3　边界条件150

7.1.4　弹性力学问题的求解151

7.2　有限元法的基本概念151

7.2.1　有限元网格和有限单元152

7.2.2　有限元模拟范围153

7.2.3　平面问题有限元求解方法153

7.3　大坝位移确定性模型的建立158

7.3.1　水压分量fH（t）158

7.3.2　温度分量fγ（t）161

7.3.3　时效分量fθ（t）163

7.3.4　确定性模型的一般表达式164

7.3.5　参数估计164

7.4　混合模型的表达式164

7.5　确定性模型和混合模型的应用实例165

7.5.1　位移确定性模型应用实例165

7.5.2　变形混合模型的应用实例167

7.6　反分析理论及其应用167

7.6.1　反演分析法及其应用167

7.6.2　反馈分析法168

思考题7172

参考文献173