测量数据中粗差的探测与处理

利用巴尔达传统粗差检验方法检验剔除出数据中的粗差,并通过稳健估计方法处理含有粗差的数据以及传统平差方法处理剔除过粗差的数据,与加入粗差前的数据处理结果作对比,比较不同粗差处理方法的优缺点。经比较得出：在保证一定迭代计算次数的条件下,稳健估计能够达到抵抗粗差的目的;巴尔达粗差探测在数据中只含有一个粗差的情况下,与稳健估计相比,在满足一定精度要求的前提下,更能保证计算效率;在数据含有多个粗差的情况下,可利用稳健估计方法进行处理。     

基于误差方程常数项的变权迭代法在核电测量中的运用

测量平差处理过程中对大量的观测数据进行误差性质的有效实时甄别,尽量减少误差较大的观测值对最终成果质量的显著影响,在测量数据处理中具有重要的意义。结合核电平面控制测量特点,给出了判别方向、距离观测异常值阀值的简易计算方法,可以对异常观测值进行有效探测;指出在求解待定点未知参数前对异常值进行动态定权,可以保证最终观测成果质量不受异常值的显著影响,相对稳健估计利用验后观测值残差动态定权,可以提高数据处理效率及质量。     

丹麦法稳健估计在隧道椭圆拟合中的应用

隧道断面在设计时为一标准圆形,受到施工及外部环境的影响变形为偏心率很小的椭圆。减小粗差影响、精确确定椭圆的几何参数是其研究的重点。通过对上海某一隧道断面的测量试验,得出用丹麦法稳健估计可以有效减小粗差的影响,而且拟合值可以很好地逼近无粗差情况下的最小二乘拟合值。采用Matlab 语言实现算法,并详细介绍了用二项式变换求解椭圆参数的方法。     

基于丹麦法稳健估计在地铁变形监测中的应用

变形监测在工程项目中是一项非常重要且必不可少的环节,因此,获得原始监测数据并进行有效的处理和预测对项目的安全实施具有关键作用。本文以长春某段地铁监测数据为例,分别用丹麦法稳健估计法和最小二乘法进行数据处理,得出丹麦法稳健估计在单一状态抗拒粗差方面优于最小二乘法的结论。     

元素丰度稳健估计新方法

在元素偏离对称分布或分析数据存在粗差的情况下,传统的元素丰度计算方法(包括“加权”均值法)是非常不稳健的;它的计算结果对少数的极端数据极为敏感,所得的丰度值可重复性很差,有时甚至是不相容的。这里介绍的稳健估计,有效地克服了上述缺点,目前它至少能解决这样的问题:一     

基于栅格DEM的多流向算法述评

基于栅格DEM的流向算法是数字地形分析的重要研究内容之一。在分布式水文模型、土壤侵蚀等领域中,当需要获取与流向直接相关的水文参数(如汇流面积、地形指数等)的详细空间分布时,多流向算法(MFD)明显优于单流向算法(SFD)。根据所采用的水流分配策略,将现有MFD分为四类:(1)固定水流分配权重的MFD;(2)水流分配权重随汇流面积变化的MFD;(3)水流分配权重随局域地形特征变化的MFD;(4)基于局域形态单元的MFD。从模型合理性、算法复杂度和易用性、对DEM误差的敏感性等方面进行的分析表明,水流分配权重随局域地形特征变化的MFD优于其他三类MFD。目前对MFD采用人造DEM数据集的直接定量评价研究还十分不足,文章以一个例子来体现直接定量评价MFD的可行性及有效性,同时也定量反映出水流分配权重随局域地形特征变化的MFD具有更低的计算误差。目前通用的针对流向算法的DEM洼地平区预处理算法多针对SFD而设计,不适合MFD的实际应用,本文对适用于MFD的DEM预处理算法所应具有的特征也进行了讨论。     

一种加权抛物Radon变换地震波场重建方法

基于带限正反抛物Radon变换的基本原理和计算方法,笔者给出了一种加权抛物Radon变换（PRT）算法,该方法可应用于叠前地震波场恢复和重建,如缺失偏移距地震数据的插值外推和反假频重采样,其权系数完全由数据域来确定,也就是说在迭代计算过程中,该权系数也在变化。对于均匀采样的地震数据,笔者给出了近偏移距外推和波场的反假频重采样的计算结果,试算表明笔者给出的加权PRT方法可有效地应用于地震波场重建中,并具有算法稳健、计算精度高和效率高的特点。     

用质控图和稳健统计-迭代法评估环境检测实验室测量不确定度

基于实验室长期积累的质控数据评估测量不确定度的方法具有广泛应用前景,但常见的质控图法只能处理单一浓度,而处理多浓度水平的线性校准法建立模型时需要成套、完整的质控数据,不利于基层实验室的应用。稳健统计是指不用识别、剔除离群值,直接应用全部测量数据,将离群值对统计分析结果影响降低到最小的统计分析方法。本文尝试用回收率将不同浓度数据归一化,然后用质控图方法处理。如果存在离群数据时,可用稳健统计法计算期间精密度s R'。利用本实验室积累的5套和其他实验室提供的19套环境检测领域常规项目质控数据验证了新方法的可行性。验证结果表明,对单一浓度数据,不经任何处理,稳健统计-迭代法可得到与质控图法基本相符的结果,s R'(相对值)平均偏差为0.15%。对于多浓度水平数据,经归一化后,质控图法、稳健统计-迭代法与线性校准法的结果平均偏差分别为0.43%和0.20%,质控图法与稳健统计-迭代法的结果平均偏差为0.26%,三种方法计算结果基本相符;稳健统计-迭代法更接近于线性校准法计算结果,且方法原理简单,计算步骤明显简化,适用于线性校准法比例模型数据的处理。     

向量加权平均值在桥梁控制网平差中的应用

桥梁控制网一般为边角网,传统的平差计算方法很难合理确定两类观测值的权比,因此直接影响到平差结果的正确性以及控制网的可靠性和粗差探测的效果.采用赫尔默特方差估计,可以较好地解决定权的问题,但需进行多个矩阵连乘后的求迹运算,既费机时,又占内存,过程繁琐.基于向量加权平均值,对桥梁控制网的平差计算提出了一种新方法,推导出了相关的计算公式.该方法有别于传统的计算方法,不需要考虑边长,角度二类观测值合理定权的问题,算例表明该方法占用内存小、计算过程简单明了.     

基于InSAR和ICESat的南极冰盖地区DEM提取和精度分析

结合InSAR和ICESat测高数据,以东南极PANDA断面4个实验区为例,进行DEM生成研究.在干涉相位转换成高程前,引入ICESat测高数据作为控制点优化干涉对基线,消除基线线性误差趋势的影响.利用控制点之外的ICESat测高数据分析4个实验区的DEM精度及其差异,并探讨了引起DEM误差的原因.冰流和地貌特征是影响InSAR生成冰盖DEM精度的重要因素.针对冰流的影响,从理论上进行了分析并结合冰流速数据进行了分析验证.最后利用克里金插值法改正InSAR DEM残余误差,并利用GPS实测控制点对改正效果进行验证.结果表明:对于高纬区流速较小且分布一致的区域,改正效果很好,DEM精度可达3 m;而对于冰流速较大且复杂的地区,需采用多基线等算法进一步消弱冰流引入的误差.     

含粗差的Helmert方差分量估计在测量中的应用

近代平差的对象已从同类观测值扩展为同类不同精度或不同类多种观测量,且现在的测量手段早已不限于传统测量,这就不仅要研究不同类观测量参数估计的方法,而且还要研究如何准确地确定不同类观测量之间的权比,以提高平差结果的精度和可靠性。但由于粗差与随机模型误差的相互影响,使得平差结果的可靠性大大降低。将针对上述情况,提出含有粗差的Helmert方差分量估计方法,用于处理观测值含有粗差时的方差分量估计。     

统一分布下的LP估计抗差测度

本文根据定位参数Ｍ估计理论,导出了ＬＰ估计的影响函数,分析了ＬＰ估计的抗差能力,同时还推导了ＬＰ估计的渐近效率,综合抗差能力和效率,分析了ＬＰ估计的优劣性,明确指出,用现测数据中含有粗差扰动的数据和Ｐ为（１,１．２５）的ＬＰ估计进行处理,结果较优,效率较高。     

基于卡尔曼滤波的GNSS自动化监测数据粗差分析

粗差探测一直是自动化变形监测数据处理中的重点和难点,准确有效的粗差探测是确保监测工作能否反映变形体真实变形的关键。以GNSS自动化平面位移监测数据为研究对象,利用卡尔曼滤波,建立监测点坐标序列粗差探测模型,对GNSS自动化监测坐标序列粗差探测过程进行了分析。通过工程实际监测数据分析,验证了模型的准确性和有效性。     

马氏距离法在东昆仑东段多元异常圈定中的对比试验

马氏距离是一种多元异常识别方法,目前已有多种基于马氏距离的异常识别方法.笔者选择青海省东昆仑东段1∶50万水系沉积物测量数据,对比常规马氏距离、基于最小方差行列式(FMCD)的稳健马氏距离、基于校正的最小方差行列式的稳健马氏距离(Adaptive)和基于协中值的稳健马氏距离(Comedian)4种方法在识别Cu、Co、...     

线性回归在滑坡监测数据粗差判别中的应用

滑坡监测数据预处理中,须剔出含有粗差的数据,本文以马家沟滑坡相邻形变监测点多期监测数据相关性分析,从而建立一元线性回归方程,采用估算值中误差判定实测变形值是否存在粗差,并为滑坡稳定性分析提供了可靠的变形依据。     

权的确定方法在核电施工控制测量中的应用探讨

在精密工程测量中,确定非同类观测值之间权的正确比例关系,对提高平差成果的质量具有重要意义。针对核电施工控制测量中,普遍采用高精度全站仪建立边角网、测量数据平差处理时按经验定权的现状,将Helmert验后方差定权引入核电测量数据处理,结合实际工程算例,阐明了二种定权方法之间的关系;克服了观测值先验精度与观测实际不符时定权不准确的不足;根据法方程及Helmert估算公式的特点,对工程中有效运用Helmert验后方差估计方法,进行了探讨。     

DEM中汇水盆地的自动提取及矢量表示

从数字高程数据(DEM)中自动提取自然水系及汇水盆地,并在GIS平台中表示出来,是开展基于GIS的区域水资源勘查与评价研究工作的基础,具有重要的实际意义。这里提出了一种根据自然水系自动提取结果,圈定各级水系汇水盆地,并将其表示成GIS中矢量图形数据的算法。该算法包括以下四个进程:①以水流方向数据和自然水系的分级标识数据为依据,将同一级别每一条水系汇水盆地内的栅格自动识别出来;②根据不同水系汇水盆地栅格的标识数据,自动搜索汇水盆地的边界栅格;③确定不同水系汇水盆地的分界线,并计算分界线上各个节点的X-Y坐标;④建立不同水系汇水盆地空间实体的拓扑关系,生成GIS可以识别的矢量图形数据。用我国东天山地区的DEM数据进行了算法的试验研究,实验结果表明,该算法是可行的。     

稳健估计方法在内蒙古新忽热地区水系沉积物测量异常评价中的应用

文章选择华北地台北缘新忽热地区1∶5万水系沉积物金元素地球化学测量结果为实验数据,通过多种稳健估计方法,采用Visual C语言和SPSS统计分析程序,对位置及尺度进行稳健估计,并与传统的估计方法进行对比。研究表明,对于偏态分布的观测数据,根据稳健估计方法圈定的异常较传统方法更能准确地反映异常的规模和形态,尤其能较好地显示大面积的弱异常。笔者认为,在地球化学测量异常评价中,应重视使用稳健估计方法,并指出了该区下一步勘查找矿的方向。     

两种耦合模糊控制的局地化方法研究

在集合数据同化过程中,由于远距离的观测与同化状态之间存在着虚假相关,局地化方法受到广泛关注.此外,由于集合数的限制,容易引起欠采样和协方差被低估等现象,使得滤波效果欠佳.因此,提出模糊控制算法,模糊控制算法主要用于判断观测点与状态更新点之间的距离来匹配相应的观测权重,进而调整局地化系数来更新背景误差协方差和观测误差协方差矩阵,从而得到有效的状态估计.基于背景误差协方差局地化方法和观测误差协方差局地化方法,耦合模糊控制,形成了新的算法—模糊控制的背景误差协方差局地化方法和模糊控制的观测误差协方差局地化方法.利用Lorenz-96模型,在小集合数和局地化半径下,得出模糊控制的背景误差协方差局地化方法和模糊控制的观测误差协方差局地化方法有较好的同化性能.通过分析泰勒图谱甄别出新算法与观测点具有高度的相关性以及较小的空间变异性.最后,在不同维数的模糊控制器下,新算法的有效性进一步得到验证.为今后数据同化误差处理方面提供了良好的研究平台.     

四种南极数字高程模型的精度比较与分析

南极数字高程模型（DEM）是南极冰盖研究的基础数据,目前国际通用的全南极DEM数据主要有JLB97 DEM、RAMPv2 DEM、ICESat DEM以及Bamber 1km DEM. 利用DEM对DEM验证的方式对四种DEM的精度进行比较分析. 结果表明：Bamber 1km DEM和ICESat DEM之间的高程差异最小,平均高程差小于1.8 m,二者均有较高的可靠性. RAMPv2 DEM与Bamber 1km DEM的高程差大于1.9 m,在81.5° S以南和坡度较大的区域,高程差异更为明显,高程可靠性较低. JLB97 DEM与上述三种DEM的偏差超过10 m,高程可靠性最低.