1.一種高邊坡松弛區(qū)的判定方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1)對于所有的監(jiān)測位置,令監(jiān)測點集合S={xi,yi,zi},i=1,2,…,m,觀測點Si在時刻t對應一定周期內的變形量用向量為vi=[Δx,Δy,Δz]T,獲取邊坡變形監(jiān)測的原始數(shù)據(jù),對原始數(shù)據(jù)進行預處理,包括降噪、平滑和缺失數(shù)據(jù)補充,具體為:
1.1)對原始數(shù)據(jù)通過卡爾曼濾波過濾噪聲點,假設監(jiān)測誤差為方差為0的高斯白噪聲,得到降噪數(shù)據(jù);
1.2)通過使用可配置的固定大小滑動窗口對降噪數(shù)據(jù)進行平滑,默認平滑窗口大小為1個小時,得到平滑數(shù)據(jù);
1.3)對平滑數(shù)據(jù)進行缺失數(shù)據(jù)補充,采用牛頓插值法計算插值,具體計算公式為:
vi=vi-1+(vi+1-vi-1)/(ti+1-ti-1); (1)
步驟2)對于任意兩監(jiān)測點Si和Sj,計算點對之間相似度,具體為:
2.1)依照公式(2)計算幾何距離,并采用公式(3)進行規(guī)則化,
兩監(jiān)測點Si和Sj對應的變形向量為di和dj,其幾何距離為:
將di,j影射到[-1,1],并使得最小值對應-1、最大值對應到1,用公式寫為
2.2)對計算的規(guī)則化后的幾何距離依照公式(4)計算幾何距離相似度Sdis;變形量的強度如果越相近,兩者的相關性越強,用公式表達為
2.3)依照公式(5)計算方向相似度sdir
2.4)依照公式(6)計算綜合相似度;
步驟3)計算相似度分組,具體為:
3.1)對計算的綜合相似度進行從大到小排列;
3.2)依照公式(7)采用K-Means方法計算相似度分組,分組數(shù)為3,對于初始中心點的選擇分別是綜合相似度的最小值、平均值和最大值,使用K-means聚類算法快速實現(xiàn)Ssub的求解,Ssub中中心點數(shù)值最大的分組就是最危險松弛區(qū)對應的分組,Ssub中點對對應監(jiān)測點編號的幾何對應的就是最危險松弛區(qū),
。