小波分析在水平位移異常值探測(cè)中的應(yīng)用研究

2.75萬(wàn)字 73頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘 要
水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看成是一個(gè)數(shù)字信號(hào)序列，水平位移異常值探測(cè)可以看作一種信號(hào)分析。為了使信號(hào)所包含特征顯示出來(lái)，即從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中提取出表征水平位移特征的有用信息，有必要尋找一種簡(jiǎn)單有效的信號(hào)變換方法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值定位、降噪處理。
小波分析作為一種新興的數(shù)據(jù)處理方法，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行多尺度分解，提取并分析信號(hào)的細(xì)節(jié)部分。小波分析還具有優(yōu)良的降噪特性，被廣泛地應(yīng)用于染噪信號(hào)的降噪。本文采用小波分析對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和分析，從而提取有效信息。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
（1）對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了較全面的學(xué)習(xí)和研究，介紹了變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和意義、水平位移監(jiān)測(cè)的內(nèi)容以及幾種常用的水平位移觀測(cè)方法。
（2）對(duì)小波分析的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了較全面的學(xué)習(xí)和研究?；仡櫤涂偨Y(jié)了小波分析的發(fā)展歷程，介紹了小波降噪的原理、常用的幾種小波降噪方法及其特性、信號(hào)奇異性的定義及性質(zhì)以及小波分析用于異常值探測(cè)的方法，為后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。
（3）基于小波分析理論，開(kāi)發(fā)了一種用于水平位移數(shù)據(jù)降噪及異常值探測(cè)的程序。該程序以VB和MATLAB為開(kāi)發(fā)工具，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的小波降噪及異常值探測(cè)，能夠計(jì)算原始信號(hào)與降噪信號(hào)殘差、信噪比等指標(biāo)，并呈現(xiàn)相關(guān)波形圖，便于用戶使用、分析數(shù)據(jù)。
（4）設(shè)計(jì)了基于MATLAB的仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，經(jīng)本程序降噪后，信號(hào)中的噪聲明顯削弱，小波降噪效果較好；以西南某地區(qū)軌道交通的基坑水平位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，采用控制變量法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇適合本文數(shù)據(jù)的小波參數(shù)；用本程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行小波異常值探測(cè)，發(fā)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)與經(jīng)數(shù)學(xué)模型擬合數(shù)據(jù)的殘差絕對(duì)值的最大值不超過(guò)3 ，即該組數(shù)據(jù)不存在異常值（奇異值）。

關(guān)鍵詞：小波分析；水平位移監(jiān)測(cè)；異常值探測(cè)；降噪；Visual Basic；MATLAB