matlab在變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

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1、130城市勘測(cè)2009年文章編號(hào):1672-8262(2009)02-130-04中圖分類號(hào):P209文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BMATLAB在變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用3陳健(南京林業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院,江蘇南京210037)摘要:探討了MATLAB在變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用,包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的檢核、Kalman濾波器、小波降噪以及一些變形可視化功能。實(shí)踐表明:在變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中引進(jìn)MATLAB可以很方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,降低對(duì)人員編程水平的要求,而且可以用于將成果可視化顯示。關(guān)鍵詞:MATLAB;變形監(jiān)測(cè);小波降噪;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變形監(jiān)測(cè)的目的和意義不僅僅是描述動(dòng)

2、力現(xiàn)象,分析。如果兩個(gè)變量之間的關(guān)系為線性關(guān)系,則稱為更重要的是要對(duì)變形觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的處理、分一元線性回歸分析。析,建立合理的模型,對(duì)變形發(fā)生的值作出準(zhǔn)確的預(yù)[vv]因變量估值的中誤差計(jì)算公式為:S=報(bào),從而減少事故的發(fā)生,保證安全。變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處n-2理的一般過程為:數(shù)據(jù)預(yù)處理、變形分析、變形預(yù)報(bào),其當(dāng)用回歸直線預(yù)報(bào)未來的變形值時(shí),通常以±2S每一步驟都以大規(guī)模甚至海量數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ),涉及作為未來變形值可能出現(xiàn)的區(qū)間,如果今后某次的觀大量的計(jì)算。測(cè)值超出該區(qū)間,則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行專門的研究和分析。在MATLAB統(tǒng)計(jì)工具箱中使用命令可實(shí)

3、現(xiàn)多元MATLAB是以復(fù)數(shù)矩陣為基本運(yùn)算單元的交互式線性回歸,調(diào)用格式為:語言。它具有強(qiáng)大的科學(xué)運(yùn)算、高質(zhì)量的圖形可視化與[b,bint,r,rint,stats]=regress(y,x,alpha)界面設(shè)計(jì)、便捷的與其他程序和語言接口和輸入輸出格其中:x為自變量,y為因變量,對(duì)于一元線性回式化數(shù)據(jù)的功能;而且還擁有一個(gè)功能強(qiáng)大、涉及多個(gè)歸,只需x取一維向量即可。alpha為顯著性水平(缺應(yīng)用領(lǐng)域的工具箱等。MATLAB在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理特省時(shí)設(shè)定為0105),輸出向量b、bint為回歸系數(shù)估計(jì)別是矩陣運(yùn)算方面具有其他程序設(shè)計(jì)語言難以比

4、擬的值和它們的置信區(qū)間,r和rint為殘差及其置信區(qū)間,優(yōu)越性,同時(shí),它提供了方便實(shí)用的繪圖功能,可以很方stats是用于檢驗(yàn)回歸模型的統(tǒng)計(jì)量。便地將數(shù)據(jù)處理成果可視化顯示。另外,MATLAB提供112小波去噪了豐富的數(shù)據(jù)分析和處理功能模塊,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波采用小波分析工具箱可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,分析等,為進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)集分析提供了方便。噪聲消除的主要步驟如下:將MATLAB引入變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域是一件(1)[C,L]=wavedec(X,N,‘wname’),選擇小波非常有意義的事情,本文主要探討這方面的幾個(gè)具體函數(shù)wname

5、和小波分解的層次N,對(duì)信號(hào)X進(jìn)行N層的應(yīng)用。的小波分解,獲得高頻系數(shù)C和低頻系數(shù)L。[C,L]=wavedec(p,3,‘db4’);%采用db4小1應(yīng)用于變形監(jiān)測(cè)資料的預(yù)處理波對(duì)信號(hào)p進(jìn)行一維三尺度分解預(yù)處理包括對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢核、粗差剔除,去掉(2)提取第1層到第N層的高頻系數(shù)和第N層的離群數(shù)據(jù)。可采用線性回歸方程進(jìn)行資料的檢核。對(duì)低頻系數(shù),確定小波分解高頻系數(shù)的閾值。于粗差剔除,可采用傳統(tǒng)去噪方法處理其中的隨機(jī)誤A3=appcoef(C,L,‘db4’,3);%提取信號(hào)在第差。隨著小波分析技術(shù)的深入發(fā)展,小波去噪也不失3層上的低頻

6、系數(shù)為一種有效的消噪方法。D1=appcoef(C,L,1);%提取信號(hào)在1～3層上111用一元線性回歸進(jìn)行資料的檢核的高頻系數(shù)處理兩個(gè)變量之間關(guān)系的回歸分析稱為一元回歸D2=appcoef(C,L,2);3收稿日期:2008—10—11作者簡(jiǎn)介:陳健(1980—),男,助教,主要研究方向:GPS變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、三維地理信息網(wǎng)絡(luò)可視化。第2期陳健1MATLAB在變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用131D3=appcoef(C,L,3);向量,Ωk-1為動(dòng)態(tài)噪聲向量,△k為觀測(cè)噪聲向量。THR=thselect(p,‘heursure’);%選取

7、Heuristic采用MATLAB中ss()函數(shù)模擬這一方程,格式SURE方法確定的閾值為:(3)對(duì)小波分解高頻系數(shù)應(yīng)用軟閾值或硬閾值進(jìn)Plant=ss(Φ,Γ,B,1,-1,‘inputname’,‘Ω’,行處理?！畂utputname’,‘L’)TTDZ1=wthresh(D1,‘p’,THR);%進(jìn)行軟閾值設(shè):Q=E(Ωk-1Ωk-1),R=E(△k-1△k-1)為單位處理矩陣,即:Q=1,R=1。DZ2=wthresh(D2,‘p’,THR);用如下語法模擬離散濾波器:DZ3=wthresh(D3,‘p’,THR);[kalmf

8、,L,P,M]=kalman(Plant,Q,R);(4)小波重構(gòu)。利用Kalman濾波可對(duì)變形監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)CL=[A3,DZ3,DZ2,DZ1];態(tài)處理,并且可以進(jìn)行精度評(píng)定,誤差估計(jì)等。SL=wa