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课程描述

本课程使用教材

       变形分析与预报理论课程是随着科学技术的进步和发展逐步发展起来,它融合测绘、力学、系统论、控制论、信息论、非线性科学、人工智能等多学科的知识,是研究地极移动、板块运动、地球旋转速率、冰川运动、地壳形变、城市地面沉降、海平面上升、工程及局部变形分析与预报模型的重要理论。它是在空间大地测量、对地观测、工程测量等学科的发展和应用中发展起来的。

       空间大地测量中甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、全球定位系统(GPS、GALILEO、BD),以及卫星重力探测技术(卫星测高、卫星跟踪卫星、卫星重力梯度测量)等应用于全球性的变形监测。

对地观测主要是利用GPS、遥感卫星对区域性的变形进行监测。利用卫星定位对板块运动、地震、城市地面沉降等进行监测。利用对地观测卫星,如雷达遥感,即合成孔径雷达干涉测量技术对地震变形、火山运动、冰川漂移、地面沉降、山体滑坡等进行区域性的变形监测。

      工程测量采用常规大地测量、现代大地测量、专用测量和非大地测量的技术手段来监测工程和局部性变形的变形。工程测量学(Engineering Geodesy)是一门历史悠久的学科,公元前二十七世纪的埃及大金字塔,我国二千多年前的夏禹治水,就有了工程测量和放样的方法和工具。公元前十四世纪尼罗河流域的土地划分测量,我国明洪武年间的土地清查和勘丈,从司南、指南鱼到指南针的发明,都与工程测量有关。工程测量学的发展也受到了战争的促进。中国战国时期的午道、万里长城,古罗马的兵道、意大利的“汉尼拨通道”等著名的军用道路设施的修建,都离不开工程测量。由于第一、二次技术革命和工程建设规模的不断扩大,工程测量学发展成为测绘学科的一个重要分支。以核子、电子和空间技术为标志的第三次技术革命,使工程测量学获得了迅速的发展。1964年国际测量师联合会(FIG)成立了工程测量委员会(第六委员会),从此,工程测量学在国际上作为一门独立的学科开展活动。

       变形分析与预报理论是以变形监测为基础,重点研究变形分析与预报的理论与方法,涉及到力学、系统论、非线性科学、小波理论、人工智能等多学科的交叉,主要包括工程变形监测分析与预报的基础理论,变形分析的系统论方法、变形模式的拓扑约束识别及其应用,变形驱动力反演,自适应卡尔曼滤波、时间序列分析及其应用,变形分析的人工神经网络方法和神经网络专家系统,小波理论及其应用,模糊理论及其在边坡破坏模式中的应用,非线性问题及其在变形分析中的应用,变形分析与预报的进展等。

       变形监测是基础,变形分析是方法,变形预报是目的,变形分析与预报是全球性变形监测、区域性变形监测和工程及局部变形监测科学研究中的一个永恒的课题,具有重要的理论价值和科学意义,也有重要的应用价值和社会经济价值。

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