本發(fā)明涉及一種用于對土石壩的外部變形數(shù)據(jù)進行檢測及處理的方法，具體的說是一種土石壩外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)處理與集成的方法。

背景技術：

目前，現(xiàn)有的國內(nèi)外土石壩外部變形自動化系統(tǒng)只對各個觀測值的數(shù)據(jù)進行采集，不對各個觀測值的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，進而也無法進行坐標轉換，不能與環(huán)境量數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析，無法適應不同工程的不同需求。由此可知，目前的土石壩外部變形監(jiān)測系統(tǒng)的自動化程度較低，因此，人們迫切需要實現(xiàn)土石壩外部變形自動化系統(tǒng)的全自動化及智能化，以對各個觀測值的數(shù)據(jù)進行自動挑選、處理以及集成，提高數(shù)據(jù)的準確度與可信度，并提升系統(tǒng)的智能化水平。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服背景技術的不足之處，而提供一種土石壩外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)處理與集成的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：土石壩外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)處理與集成的方法，其特征在于：它包括如下步驟，

步驟一：外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)的自動挑選，

首先通過測量機器人對土石壩的外觀測點進行多個測回的自動化測量，并將外觀測點的測量值作為觀測值，所述觀測值包括北方向觀測值和東方向觀測值，然后根據(jù)測量時間的先后順序對觀測值進行排序，再通過etl模塊自動選擇每個監(jiān)測點最后一個測回的數(shù)據(jù)，當最后一個測回沒有數(shù)據(jù)時，etl模塊選擇最后一個測回沒有數(shù)據(jù)的上一個測回的數(shù)據(jù)，直至etl模塊選擇到的最后一個測回具有數(shù)據(jù)為止，接著將選擇后的測值數(shù)據(jù)進行臨時存儲，最后將臨時存儲數(shù)據(jù)作為成果值；

步驟二：成果值自動計算存儲，

首先將北方向的觀測值的大地坐標通過坐標轉換公式轉換成上下游觀測值的大壩坐標，將東方向觀測值的大地坐標通過坐標轉換公式轉換成左右岸觀測值的大壩坐標，轉換公式如下：

xi＝(corni-2508447)*cosθ+(corei-650212.59)*sinθ(1)

yi＝(corei-650212.59)*cosθ-(corni-2508447)*sinθ(2)

其中，corni為監(jiān)測點北方向大地坐標觀測值；corei為監(jiān)測點東方向大地坐標觀測值；θ為轉換角度，xi為上下游觀測值的大壩坐標，yi為左右岸觀測值的大壩坐標；

接著將上下游觀測值的大壩坐標通過計算轉換成觀測點的上下游位移量，將左右岸觀測值的大壩坐標通過計算轉換成觀測點的左右岸位移量；

dbxi＝(xi-x⁰)*1000+autoxi(3)

dbyi＝(yi-y0)*1000+autoyi(4)

其中，dbxi為監(jiān)測點上下游位移量；xi為(1)式中的結果；x0為上下游觀測值的基準值；autoxi為人工觀測的上下游累計位移量；dbyi為監(jiān)測點左右岸位移量；yi為(2)式中的結果；y0為左右岸觀測值的基準值；autoyi為人工觀測的左右岸累計位移量；

步驟三：粗差智能化識別，

首先將步驟二中計算的觀測點的上下游位移量按照時間序列從先到后取上下游平均值，接著取上下游位移量與上下游平均值的上下游差值，然后取每個上下游位移量的標準差，最后將上下游差值和三倍的上下游位移量的標準差進行比較，如果上下游差值大于三倍的上下游位移量的標準差，那個該上下游平均值為異常值，須剔除；如果上下游差值不大于三倍的上下游位移量的標準差，那個該測量值為正常值，須保留；

首先將步驟二中計算的觀測點的左右岸位移量按照時間序列從先到后取左右岸平均值，接著取左右岸位移量與左右岸平均值的左右岸差值，然后取每個左右岸位移量的標準差，最后將左右岸差值和三倍的左右岸位移量的標準差進行比較，如果左右岸差值大于三倍的左右岸位移量的標準差，那個該左右岸平均值為異常值，須剔除；如果左右岸差值不大于三倍的左右岸位移量的標準差，那個該測量值為正常值，須保留；

步驟四：集成入庫，

將經(jīng)過步驟三處理的上下游平均值、上下游位移量、左右岸差值、左右岸位移量作為經(jīng)過準確度識別后的有效數(shù)據(jù)，然后根據(jù)測點編號、測量時間、位移量、是否超限、更新時間對應本底數(shù)據(jù)庫中的表結構進行集成；將上下游位移量和左右岸位移量分別寫入到本底數(shù)據(jù)庫中，流域安全監(jiān)測一體化平臺則調用本底數(shù)據(jù)庫中的上述有效數(shù)據(jù)進行過程線展示、監(jiān)測資料分析、特殊需求定制。

優(yōu)選的，根據(jù)測點編號、測量時間、位移量、是否超限、更新時間對應本底數(shù)據(jù)庫中的表結構進行集成的方法為，對數(shù)據(jù)庫的表結構進行批量寫入，具體為：記錄各個外部變形監(jiān)測自動化的測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)，然后提取測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)，最后將提取測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)寫入本底數(shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行過程線展示的方法為：將測量時間作為橫軸，將累計位移量作為豎軸，采用線狀符號、點狀符號將累計位移量與測量時間的關系進行繪制。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行監(jiān)測資料分析的方法為：根據(jù)統(tǒng)計學模型、灰色預測理論，結合庫水位因子、時效因子、降雨量因子，對位移量變化進行綜合分析評價以及預測預報。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行特殊需求定制的方法為：根據(jù)不同的工程，不同類型的會議要求和安全鑒定要求，對成果提交的要求不盡相同。因此，需要對有效數(shù)據(jù)進行不同的定制，定制方法為模板法，預制模板在系統(tǒng)中，根據(jù)不同要求調用相應的模板進行數(shù)據(jù)的展示。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果如下：

1、本發(fā)明為國內(nèi)外首次提出的具有數(shù)據(jù)集成功能的土石壩外部變形自動化監(jiān)測系統(tǒng)，能夠對土石壩外部變形的數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)了土石壩外部變形的智能化監(jiān)控，不僅能夠使工作人員即使距離土石壩很遠的區(qū)域(如不同城市)也能對土石壩外部變形情況進行實施監(jiān)控，而且能夠將土石壩的各種外部變形數(shù)據(jù)集成到電腦(普通商務電腦或家用電腦)的顯示屏上，使土石壩外部變形情況能夠更加直觀的呈現(xiàn)在工作人員面前，提升工作效率。

2、當在土石壩外部變形監(jiān)測系統(tǒng)中采用本發(fā)明后，土石壩外部變形監(jiān)測系統(tǒng)不僅不需要再增加插件或設備，也不需要增加硬件和通訊協(xié)議，因此本發(fā)明的成本較低。

3、由于本發(fā)明只需要工作人員在電腦前就可實時監(jiān)測土石壩的外部變形情況，智能化程度高，因此本發(fā)明操作簡單、通用性強，值得在水利水電工程安全監(jiān)測領域進行推廣應用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構框圖。

圖2為數(shù)據(jù)自動挑選功能結構框圖。

圖3為成果自動計算存儲功能結構框圖。

圖4為粗差智能化識別功能結構框圖。

圖5為集成入庫結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不構成對本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本發(fā)明的優(yōu)點更加清楚和容易理解。

參閱附圖可知：本發(fā)明的技術方案為：土石壩外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)處理與集成的方法，其特征在于：它包括如下步驟，

步驟一：外部變形監(jiān)測自動化數(shù)據(jù)的自動挑選，

首先通過測量機器人對土石壩的外觀測點進行多個測回的自動化測量，并將外觀測點的測量值作為觀測值，所述觀測值包括北方向觀測值和東方向觀測值，然后根據(jù)測量時間的先后順序對觀測值進行排序，再通過etl模塊(現(xiàn)有技術)自動選擇每個監(jiān)測點最后一個測回的數(shù)據(jù)，當最后一個測回沒有數(shù)據(jù)時，etl模塊選擇最后一個測回沒有數(shù)據(jù)的上一個測回的數(shù)據(jù)，直至etl模塊選擇到的最后一個測回具有數(shù)據(jù)為止，接著將選擇后的測值數(shù)據(jù)進行臨時存儲，最后將臨時存儲數(shù)據(jù)作為成果值；

步驟二：成果值自動計算存儲，

首先將北方向的觀測值的大地坐標通過坐標轉換公式轉換成上下游觀測值的大壩坐標，將東方向觀測值的大地坐標通過坐標轉換公式轉換成左右岸觀測值的大壩坐標，轉換公式如下：

xi＝(corni-2508447)*cosθ+(corei-650212.59)*sinθ(1)

yi＝(corei-650212.59)*cosθ-(corni-2508447)*sinθ(2)

其中，corni為監(jiān)測點北方向大地坐標觀測值；corei為監(jiān)測點東方向大地坐標觀測值；θ為轉換角度，xi為上下游觀測值的大壩坐標，yi為左右岸觀測值的大壩坐標；

接著將上下游觀測值的大壩坐標通過計算轉換成觀測點的上下游位移量，將左右岸觀測值的大壩坐標通過計算轉換成觀測點的左右岸位移量；

dbxi＝(xi-x0)*1000+autoxi(3)

dbyi＝(yi-y0)*1000+autoyi(4)

其中，dbxi為監(jiān)測點上下游位移量；xi為(1)式中的結果；x0為上下游觀測值的基準值；autoxi為人工觀測的上下游累計位移量；dbyi為監(jiān)測點左右岸位移量；yi為(2)式中的結果；y0為左右岸觀測值的基準值；autoyi為人工觀測的左右岸累計位移量；

步驟三：粗差智能化識別，

首先將步驟二中計算的觀測點的上下游位移量按照時間序列從先到后取上下游平均值，接著取上下游位移量與上下游平均值的上下游差值，然后取每個上下游位移量的標準差，最后將上下游差值和三倍的上下游位移量的標準差進行比較，如果上下游差值大于三倍的上下游位移量的標準差，那個該上下游平均值為異常值，須剔除；如果上下游差值不大于三倍的上下游位移量的標準差，那個該測量值為正常值，須保留；

首先將步驟二中計算的觀測點的左右岸位移量按照時間序列從先到后取左右岸平均值，接著取左右岸位移量與左右岸平均值的左右岸差值，然后取每個左右岸位移量的標準差，最后將左右岸差值和三倍的左右岸位移量的標準差進行比較，如果左右岸差值大于三倍的左右岸位移量的標準差，那個該左右岸平均值為異常值，須剔除；如果左右岸差值不大于三倍的左右岸位移量的標準差，那個該測量值為正常值，須保留；

步驟四：集成入庫，

將經(jīng)過步驟三處理的上下游平均值、上下游位移量、左右岸差值、左右岸位移量作為經(jīng)過準確度識別后的有效數(shù)據(jù)，然后根據(jù)測點編號、測量時間、位移量、是否超限、更新時間對應本底數(shù)據(jù)庫中的表結構進行集成；將上下游位移量和左右岸位移量分別寫入到本底數(shù)據(jù)庫中，流域安全監(jiān)測一體化平臺則調用本底數(shù)據(jù)庫中的上述有效數(shù)據(jù)進行過程線展示、監(jiān)測資料分析、特殊需求定制。

優(yōu)選的，根據(jù)測點編號、測量時間、位移量、是否超限、更新時間對應本底數(shù)據(jù)庫中的表結構進行集成的方法為，對數(shù)據(jù)庫的表結構進行批量寫入，具體為：記錄各個外部變形監(jiān)測自動化的測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)，然后提取測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)，最后將提取測點編號數(shù)據(jù)、測量時間數(shù)據(jù)、有效位移量數(shù)據(jù)、是否超限數(shù)、更新時間數(shù)據(jù)寫入本底數(shù)據(jù)庫中。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行過程線展示的方法為：將測量時間作為橫軸，將累計位移量作為豎軸，采用線狀符號、點狀符號將累計位移量與測量時間的關系進行繪制。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行監(jiān)測資料分析的方法為：根據(jù)統(tǒng)計學模型、灰色預測理論，結合庫水位因子、時效因子、降雨量因子等多影響因子，對位移量變化進行綜合分析評價以及預測預報。

優(yōu)選的，對有效數(shù)據(jù)進行特殊需求定制的方法為：根據(jù)不同的工程，不同類型的會議要求和安全鑒定要求，對成果提交的要求不盡相同。因此，需要對有效數(shù)據(jù)進行不同的定制，定制方法為模板法，預制模板在系統(tǒng)中，根據(jù)不同要求調用相應的模板進行數(shù)據(jù)的展示。

其它未說明的部分均屬于現(xiàn)有技術。