- Trang Chủ
- Địa Lý
- Kết hợp phương pháp phân tích tương quan và phương pháp thuật toán bình sai lưới tự do trong phân tích độ ổn định của hệ thống mốc độ cao cơ sở
Xem mẫu
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN VÀ
PHƯƠNG PHÁP THUẬT TOÁN BÌNH SAI LƯỚI TỰ DO TRONG
PHÂN TÍCH ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG MỐC ĐỘ CAO CƠ SỞ
Đoàn Thị Bích Ngọc
Khoa Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. HCM
Email: ngocbn84@gmail.com
TÓM TẮT
Đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc gốc đo lún bằng phương pháp phân tích tương quan là
phương pháp đem lại độ chính xác cao. Nhưng trong quan trắc lún công trình ngoài việc xác định
được mốc không ổn định, thì việc xác định lượng dịch chuyển của các mốc cũng rất quan trọng.
Trong khi đó phương pháp phân tích tương quan chỉ đảm bảo được việc xác định mốc ổn định hay
không ổn định rất chính xác, còn mốc dịch chuyển một lượng bao nhiêu thì chưa phản ánh được
thực tế. Vì vậy, bài báo này đã kết hợp phương pháp phân tích tương quan và phương pháp thuật
toán bình sai lưới tự do trong phân tích độ ổn định của lưới độ cao cơ sở. Nhằm hạn chế được
những nhược điểm của từng phương pháp và tận dụng được những ưu điểm khi có sự kết hợp giữa
hai phương pháp này.
Từ khóa: Lưới tự do, xê dịch, mốc gốc.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Mốc cơ sở được xây dựng để quan trắc chuyển dịch công trình đều đòi hỏi phải ổn định, không
chuyển dịch. Mặc dù không thể đòi hỏi tất cả các điểm đều phải ổn định, nhưng ít nhất cũng phải có
một số (nhóm) điểm ổn định để làm cơ sở tính giá trị chuyển dịch. Nhưng trên thực tế, ngoài các
mốc được đặt trên nền đá gốc, các mốc được đặt trên nền đất đá khác mặc dù được chôn rất sâu
nhưng cũng khó có thể cho rằng chúng ổn định. Có mốc được xây dựng bằng bê tông cốt thép chôn
sâu hàng chục mét thậm trí hàng trăm mét, theo kết quả quan trắc nhiều năm đã phát hiện có hiện
tượng chuyển dịch. Ngoài ra không ít khu vực có hiện tượng giãn nở đất do đó mốc cơ sở được xây
dựng ở những khu vực như vậy khó có thể ổn định. Do đó khi quan trắc chuyển dịch ở một khu vực
không thể lấy một điểm nào đó khi chưa có căn cứ để làm điểm gốc khởi tính mà phải dựa vào kết
quả đo lặp nhiều chu kỳ để phân tích độ ổn định của chúng và lấy điểm ổn định làm cơ sở để tính
giá trị dịch chuyển. Vấn đề phân tích độ ổn định của các mốc độ cao cơ sở trong quan trắc lún công
trình từ trước đến nay đã được rất nhiều các nhà trắc địa quan tâm. Để xác định độ ổn định cũng
như lượng dịch chuyển của các mốc lưới độ cao cơ sở đã có rất nhiều phương pháp được sử dụng,
mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng của nó. Khi đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc
cơ sở độ cao bằng phương pháp phân tích tương quan, đều sử dụng các hệ số tương quan và hàm
hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa các chênh cao để xác định mốc không ổn định và lượng dịch
chuyển của chúng. Nếu thực hiện như vậy thì việc xác định được các mốc không ổn định trong hệ
thống lưới độ cao cơ sở là hoàn toàn chính xác vì để áp dụng phương pháp này phải có ít nhất 10
chu kỳ quan trắc, tuy nhiên lượng dịch chuyển xác định được của các mốc đó là chưa phù hợp [1].
Do vậy để có thể đạt được kết quả với độ tin cậy cao nhất thì nên kết hợp giữa hai phương pháp
phân tích tương quan và phương pháp thuật toán bình sai lưới tự do để phân tích độ ổn định của hệ
thống mốc lưới độ cao cơ sở. Trong đó phương pháp phân tích tương quan sẽ đóng vai trò phát hiện
237
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
ra các mốc ổn định và không ổn định, còn phương pháp thuật toán bình sai sẽ đóng vai trò xác định
lượng dịch chuyển của các mốc.
2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TƯƠNG QUAN VÀ
PHƯƠNG PHÁP THUẬT TOÁN BÌNH SAI LƯỚI TỰ DO
2.1. Tính các yếu tố cần thiết
+ Tính chênh cao trung bình của mỗi đoạn đo trong n chu kỳ quan trắc:
n
h
j 1
'
ij
hi (2.1)
n
+ Tính độ lệch của các chênh cao trong từng chu kỳ so với chênh cao trung bình.
ij hij' h i (2.2)
và: [21],…,[2k]; [12], [13],…
Với hij là chênh cao đo thứ (i) ở chu kỳ đo (j) với (i = 1÷ k) và (j = 1 ÷ n). Lưới được bình sai
theo nguyên tắc bình sai lưới tự do và thu được các chênh cao bình sai h’ij với sai số trung phương
tương ứng là mh'ij .
+Tính sai số trung phương của chênh cao bình sai mỗi đoạn đo từ kết quả tính theo (2.2) ứng
với n chu kỳ đo.
n
2
ij
j 1
mh ' (2.3)
i
n 1
+ Tính bình phương sai số trung phương của chênh cao trung bình từ n chu kỳ đo:
h
n
2
2
'
hi
m hi' j 1
ij
mh2i (2.4)
n nn 1
2.2. Kiểm định độ ổn định của trị bình sai của chênh cao trong n chu kỳ đo
Để kiểm định độ ổn định của các chênh cao trong n chu kỳ đo, ta đi so sánh sai số trung
phương mh'ij với sai số trung phương của chênh cao trung bình từ n chu kỳ đo mh i và rút ra kết luận
về độ ổn định của chênh cao hi trong n chu kỳ đo.
Tạo giả thiết H0 : h’i1 = h’i2 = … = h’in (2.5)
nghĩa là trị bình sai của chênh cao h’ij cố định trong n chu kỳ đo.
Nếu giả thiết H0 là đúng thì có thể viết giả thiết tương đương là:
hij' h i (với i =1 ÷ k; j = 1 ÷ n)
238
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
Lúc đó bình phương sai số trung phương của trị chênh cao bình sai thứ (i) thu được trong chu
kỳ thứ j là mh2' phải bằng bình phương sai số trung phương của trị chênh cao trung bình thứ (i) từ
i
n chu kỳ đo. Tức mh2' = m 2h .
i i
Khi đó đại lượng thống kê để kiểm định giả thiết thống kê (2.5) là:
mh2i
F (2.6)
mh2'
ij
Đại lượng thống kê (2.6) sẽ có luật phân bố Fisher với số bậc tự do {(n(n-1),rj}
Sau khi chọn mức xác suất α và tra được giá trị f ,nn1,rj ta có miền phủ định phải dạng :
W ; f ,n( n1),r U f ,n( n1),r ;
j j
(2.7)
Dựa vào (2.6) và số liệu thực tế ta tính được trị thực tế f p và kiểm tra giả thiết H0 theo nguyên tắc:
a. Nếu f p f ,n n1,r ta chấp nhận giả thiết H0 tức là trị bình sai h’ij là cố định trong n
j
chu kỳ đo.
b. Nếu f p > f ,n n1,r j thì ta phủ định giả thiết H0, nghĩa là trị chênh cao bình sai h’ij
không cố định trong n chu kỳ đo.
Như vậy sau phần 2.2 ta đã xác đinh được chênh cao nào không ổn định trong n chu kỳ đo.
2.3. Xác định chu kỳ có chênh cao không ổn định
Với giả thiết là các giá trị chênh cao bình sai là không đổi so với chênh cao bình sai của chu kỳ
liền kề trước.
Tạo giả thiết thống kê:
H0: hij hij 1 (với dãy hi)
' '
(2.8)
Chọn đối thuyết :
H1: hij hij 1
' '
Chọn quy tắc (K) làm đại lượng thống kê [2], trang 42:
hij' hij' 1
Z n (2.9)
h '
ij
Đại lượng thống kê (2.9) sẽ có luật phân bố chuẩn N(0,1),
Ở đây n = 2, do mỗi chênh cao đều là giá trị trung bình của chênh cao lượt đo đi và lượt đo về
(đo kép). Chọn mức xác suất α = 0.05.
Tạo miền phủ định W của giả thiết thống kê H0. Dễ nhận thấy với đối thuyết H1 thì miền phủ
định W của giả thiết H0 là miền gồm hai phía được xác định thỏa mãn bất đẳng thức:
239
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
P Z z 0,05
Hay: P Z z PZ z 0,025
2
Ứng với giá trị (1 - α/2 = 0,975) ta tìm được:
zα = z0,025=1,96 (2.10)
Ta có miềm phủ định của giả thiết thống kê H0 dạng:
W ; 1,96 U 1,96 ;
Tính giá trị thực tế của quy tắc (K):
hij' hi'1
zp n (2.11)
h '
ij
Kết luận:
+ Trường hợp z p z thì chấp nhận giả thiết H0.
+ Trường hợp z p z thì giả thiết H0 bị loại bỏ.
Như vậy sau phần 2.3 ta đã xác định chu kỳ nào có chênh cao không ổn định.
2.4. Xác định mốc cơ sở ổn định và không ổn định
Việc phân tích độ ổn định của các mốc cơ sở dựa vào các hệ số tương quan điều kiện và sơ đồ
lưới sẽ gặp nhiều khó khăn, đôi khi dẫn đến sự nhầm lẫn nếu như áp dụng trên lưới cơ sở có số
lượng mốc lớn và số chênh cao đo là lớn. Do đó có thể áp dụng bài toán kiểm định thống kê để xác
định mốc cơ sở không ổn định.
+ Từ độ chính xác quan trắc lún tổng hợp yếu sẽ tính được độ chính xác đo lún yêu cầu cấp
lưới cơ sở theo công thức:
myê'u
mcs (2.12)
1 K2
+ Tạo dãy độ lún cùng độ chính xác:
Sau khi bình sai theo phương pháp bình sai lưới tự do, ta tính được dãy độ lún ij của mốc cơ
sở (i) khác độ chính xác, chúng ta phải cân bằng chúng bằng cách tạo dãy độ lún tương đương:
'ij ij .Pij (2.13)
Trong đó: Pij là trọng số của độ lún ij.
Dựa vào kết quả bình sai ta xác định được trọng số của độ lún theo công thức:
1
P ij (2.14)
Q ij
240
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
Với : Q ij
QH ij QH i ( j 1)
+ Đánh giá độ ổn định của mốc cơ sở:
Để đánh giá độ ổn định của mốc cơ sở (i) trong dãy n chu kỳ đo, ta tạo giả thiết:
H0: i1 = i2 =…= i(n-1) =0 (2.15)
Tức là chênh cao của mốc cơ sở (i) giữa 2 chu kỳ liên tiếp là bằng nhau và bằng 0.
Dùng đại lượng thống kê:
Rmax max min
D (2.16)
làm quy tắc kiểm định giả thiết (2.15). Đại lượng thống kế (2.16) sẽ có quy luật phân bố D-Sirnon
với số bậc tự do (n-1).
'
Trong quy tắc (2.16), để tính trị thực tế của quy tắc chúng tôi nhận trị cực đại max và
max
trị cực tiểu min = 0. Chọn mức xác suất α và tra bảng D-Smirnow ta tìm được trị giới hạn α,(n-1),
sau đó so sánh với giá trị thực tế p của quy tắc (2.16) và rút ra kết luận:
- Nếu p α,(n-1) chấp nhận giả thiết (2.15), nghĩa là mốc cơ sở (i) ổn định trong n chu kỳ đo.
- Ngược lại, nếu p > α,(n-1) ta nói mốc cơ sở (i) không ổn định trong n chu kỳ đo, nghĩa là có
ít nhất một chu kỳ đo có mốc cơ sở (i) không ổn định.
2.5. Xác định lƣợng dịch chuyển của các mốc cơ sở trong các chu kỳ đo
Sau khi thực hiện các quy tắc kiểm định thống kê, chúng ta đã xác định được các mốc cơ sở ổn
định và các mốc cơ sở dịch chuyển trong lưới cũng như xác định được chu kỳ có chênh cao không
ổn định. Do đó hoàn toàn có thể xác định được mốc nào ở chu kỳ nào là không ổn định. Để xác
định dịch chuyển của các mốc ở chu kỳ 2 so với chu kỳ 1, chúng ta tiến hành bài toán bình sai lưới
theo phương pháp thuật toán bình sai lưới tự do với việc xác định ma trận định vị C ở chu kỳ 2 căn
cứ vào các mốc ổn định và không ổn định đã được kiểm định [3].
Với Ci =1 ứng với các mốc cơ sở được kết luận là ổn định và Ci = 0 đối với các mốc cơ sở
được kết luận là không ổn định. Thực hiện bình sai lưới theo phương pháp bình sai lưới tự do với
ma trận C nêu trên sẽ tính toán và xác định được chuyển dịch của các mốc.
3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA CÁC MỐC LƢỚI ĐỘ CAO CƠ SỞ
Hình 3.1. Lưới độ cao cơ sở.
241
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
Bảng 1. Chênh cao đo.
Chu kỳ h1(mm) h2 (mm) h3 (mm) Chu kỳ h1(mm) h2 (mm) h3 (mm)
1 40.0 49.9 90.2 6 35.2 55.3 90.1
2 40.1 50.1 89.9 7 30.9 58.8 90.1
3 35.2 55.4 90.1 8 30.8 59.0 90.3
4 35.2 55.3 90.2 9 30.8 59.1 90.3
5 35.3 55.3 90.2 10 30.9 58.8 90.1
Các chênh cao đều được đo với 1 trạm đo.
3.1. Thực hiện bài toán bình sai lƣới tự do để xác định chênh cao sau bình sai và trọng số đảo
của các mốc trong 10 chu kỳ
Tiến hành bài toán bình sai lưới tự do với 10 chu kỳ quan trắc, với chu kỳ 1 bình sai lưới tự do
bậc 0 và giả định biết trước độ cao của một điểm. Kết quả của bước này phục vụ tính toán cho các
bước tiếp theo.
Bảng 3.2. Chênh cao bình sai trong 10 chu kỳ.
Chênh cao bình sai (mm)
STT
CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK8 CK9 CK10
h1 40.1 40.0 35.0 35.1 35.1 35.1 31.0 31.0 31.0 31.1
h2 50.0 50.0 55.3 55.2 55.2 55.1 58.9 59.1 59.2 58.9
h3 90.1 90.0 90.3 90.3 90.3 90.2 90.0 90.1 90.2 90.0
Bảng 3.3. Trọng số đảo các mốc cao độ trong 12 chu kỳ.
QHi
STT
CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK8 CK9 CK10
M1 0.444 0.855 0.991 0.617 0.687 0.769 0.889 1.111 0.991 0.678
M2 0.54 1.111 0.852 0.765 0.99 0.991 0.768 0.855 0.852 0.844
M3 0.54 0.855 0.769 0.543 0.626 0.852 0.768 0.855 0.769 0.544
Bảng 3.4. Sai số trung phương xác định chênh cao sau bình sai.
Chu kỳ mh1(mm) mh2(mm) mh3(mm) Chu kỳ mh1(mm) mh2(mm) mh3(mm)
1 0.14 0.15 0.14 6 0.19 0.2 0.17
2 0.15 0.15 0.13 7 0.19 0.18 0.19
3 0.25 0.22 0.24 8 0.24 0.21 0.24
4 0.15 0.14 0.12 9 0.2 0.17 0.19
5 0.2 0.19 0.15 10 0.2 0.18 0.16
242
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
3.2. Đánh giá độ ổn định của các chênh cao
Bảng 3.5. Bảng đánh giá độ ổn định các chênh cao.
Kiểm định h1 Kiểm định h2 Kiểm định h3
Chu
kỳ
1 31.854 67.025 32.075 55.685 0.000 0.081
2 30.723 57.792 32.575 57.617 0.027 0.093
3 0.302 20.260 0.174 26.183 0.018 0.027
4 0.390 55.398 0.242 61.367 0.018 0.095
5 0.458 31.033 0.289 33.149 0.019 0.062
6 0.390 34.624 0.312 31.560 0.004 0.049
7 11.535 33.250 10.349 38.674 0.032 0.040
8 11.899 20.805 11.719 27.656 0.001 0.025
9 12.077 31.656 12.306 40.911 0.001 0.042
10 11.168 30.777 10.420 36.528 0.013 0.058
110.796 110.461 0.133
1.231 1.227 0.001
Trị giới hạn:
f g .han
So sánh các trị thực tế fp1, f với
fp2, fp3 , k ( k giá f 0.05đưa
1),1trị fg.han ,90,1ra kết
4.0luận:
- Chênh cao h1 không cố định trong 12 chu kỳ đo.
- Chênh cao h2 không cố định trong 12 chu kỳ đo.
- Chênh cao h3 cố định trong 12 chu kỳ đo.
3.3. Xác định chu kỳ có chênh cao sau bình sai không ổn định (so với chênh cao chu kỳ liền kề
trƣớc)
Bảng 3.6. Xác định chu kỳ có chênh cao không ổn định.
CK h'1j-h'1j-1 h'2j-h'2j-1 h'3j-h'3j-1 Zh1 Zh2 Zh3
2 -0.10 -0.04 -0.15 -0.98 -0.43 -1.62
3 -4.99 5.29 0.30 -28.65 34.56 1.78
4 0.08 -0.08 0.00 0.71 -0.75 0.00
5 0.05 -0.05 0.01 0.37 -0.33 0.06
6 -0.05 -0.02 -0.07 -0.39 -0.15 -0.59
7 -4.02 3.78 -0.25 -29.55 29.97 -1.80
8 -0.05 0.21 0.15 -0.31 1.38 0.89
9 -0.03 0.08 0.06 -0.18 0.69 0.44
10 0.13 -0.28 -0.15 0.94 -2.16 -1.30
243
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
So sánh các giá trị Zh1, Zh2, Zh3 tính được tại Bảng 3.6 với giá trị giới hạn Zα = 1.96 (2.10),
Nếu có giá trị nhỏ hơn Zα thì chênh cao ổn định, ngược lại nếu có giá trị lớn hơn Zα thì chênh cao
đó không ổn định.
Dựa vào Bảng 3.6 nhận thấy rằng: Chu kỳ 2 các chênh cao h1, h2, h3 đều ổn định. Chu kỳ 3
các chênh cao h1, h2 không ổn định còn h3 ổn định. Chu kỳ 4,5,6 các chênh cao h, h2, h3 ổn định.
Chu kỳ 7 chênh cao h1, h2 không ổn định và chênh cao h3 ỏn định. Chu kỳ 8,9,10 các chênh cao
h1, h2, h3 đều ổn định
3.4. Xác định mốc không ổn định
Bảng 3.7. Kết quả tính trọng số độ lún và độ lún sau khi cân bằng trọng số.
Cặp chu kỳ PM1 PM2 PM3 M1' M2' M3'
1-2 0.770 0.606 0.717 0.063 -0.012 -0.045
2-3 0.542 0.509 0.616 0.848 -1.746 1.147
3-4 0.622 0.618 0.762 -0.016 0.031 -0.019
4-5 0.767 0.570 0.855 -0.015 0.018 -0.011
5-6 0.687 0.505 0.677 0.028 -0.005 -0.021
6-7 0.603 0.569 0.617 0.858 -1.478 0.727
7-8 0.500 0.616 0.616 -0.017 -0.053 0.074
8-9 0.476 0.586 0.616 -0.005 -0.022 0.029
9-10 0.599 0.590 0.762 0.003 0.081 -0.108
Giá trị thực tế 2.650 5.457 3.586
Giá trị giới hạn: dα,(k-1) = d0.05,11 = 4.55
Dựa vào Bảng 3.7 nhận thấy rằng M1’ = 2.650 nhỏ hơn giá trị giới hạn do đó mốc M1 ổn định.
Với M2’ = 5.457 lớn hơn giá trị giới hạn, do đó mốc M2 không ổn định (không ổn định ít nhất 1 chu
kỳ). Với M3’ = 3.586 nhỏ hơn giá trị giới hạn, do đó mốc M3 ổn định.
Như vậy trong 10 chu kỳ quan trắc này có mốc mốc M2 không ổn định, hai mốc M1 và M2 ổn
định trong suốt 10 chu kỳ.
Kết hợp với việc phân tích chênh cao không ổn định trong các chu kỳ ta nhận thấy: Ở chu kỳ 3
mốc M2 không ổn định, ở chu kỳ 7 mốc M2 không ổn định (việc đánh gái không ổn định được so
sánh với chu kỳ liền kề trước, còn trong trường hợp so sánh với chu kỳ đầy tiên thì ốc M2 không ổn
định từ chu kỳ 3 cho đến chu kỳ 10).
3.5. Xác định lượng dịch chuyển của các mốc
Nếu sử dụng cách tính độ dịch chuyển mốc dựa vào các hệ số tương quan để đi lập phương
trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa các chênh cao, dựa vào phương trình hồi quy này xác định
được các chênh cao hqi dựa vào các chênh cao khác. Khi đó lượng dịch chuyển của mốc sẽ bằng
hiệu hqi và h’i có được sau bình sai.
Ta đi xét mối quan hệ giữa chênh cao h1 và chênh cao h2:
1 2 . 1
Ta có hệ số tương quan a r = -0.913
hh
1 2
k 1 hệmgiữa
Phương trình hồi quy biểu diễn mối quan h .m h chênh cao h1 và h2 như sau:
1 2
244
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
h1 = a.h2 + b với b h1 ah 2
h1 = -0.9994.h2 + 90.100
Bảng 3.8. Xác định lượng dịch chuyển của mốc M2 theo hàm hồi quy được lập.
Dịch chuyển
CK h'1(mm) h'2(mm) 1 2 1 2 1 1 2 2 h'1 tính
M2 (mm)
1 40.1 50.0 5.6 -5.7 -31.96 31.85 32.08 40.1 0.02
2 40.0 50.0 5.5 -5.7 -31.64 30.72 32.57 40.1 0.16
3 35.0 55.3 0.5 -0.4 -0.23 0.30 0.17 34.9 -0.13
4 35.1 55.2 0.6 -0.5 -0.31 0.39 0.24 34.9 -0.13
5 35.1 55.2 0.7 -0.5 -0.36 0.46 0.29 35.0 -0.14
6 35.1 55.1 0.6 -0.6 -0.35 0.39 0.31 35.0 -0.07
7 31.0 58.9 -3.4 3.2 -10.93 11.54 10.35 31.2 0.18
8 31.0 59.1 -3.4 3.4 -11.81 11.90 11.72 31.0 0.03
9 31.0 59.2 -3.5 3.5 -12.19 12.08 12.31 30.9 -0.03
10 31.1 58.9 -3.3 3.2 -10.79 11.17 10.42 31.2 0.12
hTB 34.4 55.7 -110.56 110.80 110.46
Dựa vào Bảng 3.8 thấy được với lượng dịch chuyển của mốc M2 xác định được theo hàm hồi
quy trong 10 chu kỳ quan trắc là hoàn toàn không phù hợp với những gì đã chứng minh mốc M2
không ổn định trong chu kỳ 3 tới chu kỳ 10 ở trên. Do đó dùng hàm hồi quy trong phân tích tương
quan để xác định lượng dịch chuyển của mốc là không chính xác.
Sau khi xác định được các mốc ổn định và không ổn định tại Mục 3.4, tiến hành xác định
lượng dịch chuyển của các mốc lưới độ cao cơ sở thông qua thuật toán bình sai lưới tự do. Trong
bài toán này đã biết được ma trận định vị C cuối cùng một cách cụ thể mà không cần trải qua các
bước phân tích ban đầu trong phương pháp thuật toán bình sai lưới tự do. Ma trận C là một ma trận
cột gồm có 3 phần tử, vị trí 3 phần tử đó ứng với 3 mốc M1, M2 và M3. Vì M2 không ổn định nên
phần từ ứng với nó trong ma trận C có gí trị bằng 0. Mốc M1 và M3 ổn định trong 10 chu kỳ, do đó
phầ tử ứng với nó trong ma trận C có giá trị bằng 1.
Bảng 3.9. Ma trận định vị C trong 10 chu kỳ.
Ma trận định vị CT Ma trận định vị CT
Chu kỳ Chu kỳ
M1 M2 M3 M1 M2 M3
1 1 1 1 6 1 1 1
2 1 1 1 7 1 0 1
3 1 0 1 8 1 1 1
4 1 1 1 9 1 1 1
5 1 1 1 10 1 1 1
245
- The fourth Scientific Conference - SEMREGG 2018
Bảng 3.10. Cao độ bình sai các mốc.
Hi(mm)
STT
CK1 CK2 CK3 CK4 CK5 CK6 CK7 CK8 CK9 CK10
M1 0 0.082 -0.067 -0.092 -0.111 -0.069 0.053 0.038 0.022 0.023
M2 40.086 40.067 34.925 34.975 35.007 34.997 31.099 31.01 30.973 31.112
M3 90.114 90.051 90.2 90.175 90.162 90.131 90.008 90.113 90.164 90.025
Bảng 3.11. Dịch chuyển các mốc.
Dịch chuyển (mm)
STT
M1 0.1 -0.1 -0.1 -0.1 -0.1 0.1 0.0 0.0 0.0
M2 0.0 -5.2 -5.1 -5.1 -5.1 -9.0 -9.1 -9.1 -9.0
M3 -0.1 0.1 0.1 0.0 0.0 -0.1 0.0 0.0 -0.1
Sau khi kết hợp phương pháp tương quan và phương pháp thuật toán bình sai lưới tự do để
phân tích độ ổn định của mốc lưới độ cao cơ sở gồm có 3 mốc M1, M2 và M3 với 3 chênh cao đo
h1, h2, h3 trong 10 chu kỳ đo. Đã phát hiện được tại chu kỳ 3 mốc M2 không ổn định và bị lún một
lượng 5,2 mm. Đến chu kỳ 7 thì mốc M2 lại tiếp tục bị lún và tổng lượng lún của nó tại chu kỳ 7 là
9,0 mm. Với lưới độ cao cơ sở này thì tại chu kỳ 2 các mốc đều có thể sử dụng làm mốc khởi tính
cho lưới quan trắc lún công trình. Tại các chu kỳ 3 đến 10 do mốc M2 không ổn định do đó không
sử dụng mốc này mà chỉ có thể sử dụng các mốc M1 và M3 làm độ cao khởi tính cho lưới quan trắc
lún công trình.
5. KẾT LUẬN
Như vậy, sự kết hợp giữa hai phương pháp phân tích tương quan và phương pháp thuật toán
bình sai lưới tự do trong phân tích độ ổn định của hệ thống mốc lưới độ cao cơ sở đã khắc phục
được nhược điểm xác định lượng dịch chuyển không chính xác của các mốc trong phương pháp
phân tích tương quan. Đồng thời với sự kết hợp này nếu áp dụng cho phương pháp thuật toán bình
sai lưới tự do sẽ bỏ đi được công đoạn phân tích độ ổn định khi lặp qua nhiều vòng lặp với ma trận
định vị C, lúc đó trong bài toán này chỉ cần duy nhất một lần phân tích độ ổn định của mốc với ma
trận định vị C đã xác định được trước. Điều này rất có lợi với những lưới độ cao cơ sở có số lượng
mốc lớn và có nhiều mốc không ổn định.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đoàn Thị Bích Ngọc, Nguyễn thị Hải Yến - Hội nghị khoa học và công nghệ lần thứ 3 “Quản lý
hiệu quả tài nguyên thiên nhiên và môi trường hướng đến tăng trưởng xanh (semregg 2016)”
trường Đại học tài Nguyên và Môi trường TP.HCM, Đánh giá phương pháp phân tích tương
quan trong xác định độ ổn định của hệ thống mốc lưới độ cao cơ sở, Nhà xuất bản Đại học Quốc
gia TP. HCM, 2016, tr. 604.
2. Trương Quang Hiếu - Cơ sở toán học của lý thuyết sai số, Trường Địa học Mỏ - Địa chất, Hà Nội
2001.
3. Đào Xuân Lộc - Trắc địa công trình trong thi công xây dựng hầm và quan trắc biến dạng công
trình, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2008.
246
- Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 4 - SEMREGG 2018
COMBINATION OF DIFFERENTIAL ANALYSIS METHODOLOGY AND FREQUENCY
ANALYSIS METHODOLOGY IN THE STABILITY ANALYSIS OF HIGH LEVEL BASIC
SYSTEM
Doan Thi Bich Ngoc
TP. HCM University of Natural Resources and Environment
Email: ngocbn84@gmail.com
ABSTRACT
Evaluating the stability of the landmark measurement system by correlation analysis is a
method that provides high accuracy. But in monitoring subsidence, in addition to determining the
uncertainty, the determination of the displacement of the landmarks is also important. Meanwhile,
the correlation analysis method only ensures that the accuracy of the landmark determination is
stable or unstable. Therefore, this paper combines the correlation analysis method and the free grid
differential equation algorithm in the stability analysis of the base grid. To minimize the
disadvantages of each method and take advantage of the combination of these two methods.
Keywords: Free network adjustment, subsidence monitoring, benchmark.
247
nguon tai.lieu . vn
