《变形监测与数据处理》课程教学大纲.docx

变形监测与数据处理课程教学大纲课程英文名称：Deformation monitoring technique and Data Processing课程编号：HZ 190370课程类别：个性化培养平台课程性质：选修课学分：1.5学 时：24 （其中：讲课学时：24实验学时：0上机学时：0）适用专业：测绘工程开课部门：环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程：测量学基础、工程测量学、大地控制测量学后续课程：测绘工程专业毕业实习、测绘工程专业毕业设计（论文）一、课程目标通过本课程的学习，使学生具备以下能力：L掌握变形监测系统性能分析和不同工程工程监测系统设计的基本方法，具 备一般变形监测系统初步设计能力；掌握垂直位移、水平位移、倾斜、挠度及裂 缝的观测方法，熟悉变形监测数据采集和数据处理的方法和流程，具备对监测数 据的整理、统计与分析、及时预警以及采取平安措施的对策的能力。2掌握变形监测的基本知识，了解变形监测技术开展过程和前沿技术，了解 变形监测与社会、健康、平安、法律、文化以及环境等因素关系，培养学生发现 问题、分析问题的基本能力。二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求课程目标14.2能够基于专业理论知识对研究 方案进行设计、论证与预测。4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂测绘工程实 践问题进行研究，通过实脸设计与实施，对结果进行分析、脸 证、解释，综合多源信息得到合理有效的结论。课程目标26.2能够评价测绘工程实践和复杂 测绘工程问题解决方案对社会、健 康、平安、法律以及文化的影响， 并理解应承当的责任。6.工程与社会：能够基于工程背景知识进行合理分析，评价测 绘专业工程实践和复杂测绘工程问题在技术设计、实施过程中 对社会、健康、平安、法律以及文化的影响，并理解应承当的 责任。单元变形监测与数据处理教学内容教学方法课程目标教学环节训练环节1概述授课2学时作业22沉降监测技术授课2学时作业1、23水平位移监测授课2学时作业1、24建筑物内部监测授课2学时作业1、25GPS在变形监测中的应用授课2学时作业1、26自动化监测技术授课2学时作业1、27监测资料的整编与分析授课2学时作业28变形监测数学模型及应用授课2学时作业29工业与民用建筑物变形监测授课2学时作业1、210基坑及边坡工程施工监测授课2学时作业1、211桥梁及地铁盾构隧道工程变形监测授课2学时作业1、212水利工程变形监测授课2学时作业1、2三、课程目标与教学内容和教学方法的对应关系、课程的主要内容及基本要求Ui第一单元概述（2学时，支撑课程目标1、2）知识点变形监测的目的与意义、变形监测的主要内容、变形监测的精度和周期、变 形监测系统设计、变形监测技术进展重点变形监测的主要内容、变形监测的精度和周期、变形监测系统设计难点变形监测系统设计基本要求1、识记：变形监测、变形体、 环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、 应变监测、基准点、工作点、观测点等基本概念术语2、领会：变形监测的目的和意义、变形监测的主要内容以及变形监测的精 度和周期、变形监测系统设计3、简单应用：了解平安监测的主要目的、特点、内容及方法。4、综合应用：了解变形监测系统设计应遵循的原那么、主要内容。第二单元 沉降监测技术（2学时，支撑课程目标1、2）知识点沉降监测概述、精密水准测量、精密三角高程测量、液体静力水准测量重精密水准测量、精密三角高程测量难 点精密水准测量基本要求1、识1己：垂直位移、沉降、建筑物沉降、沉降监测等基本概念术语2、领 会：精密水准测量、精密三角高程测量的观测方法3、简单应用：掌握精密水准测量、精密三角高程测量方法。4、综合应用：掌握精密水准测量、精密三角高程测量方法、液体静力水准 测量在建筑沉降观测中的具体应用。第三单元水平位移监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点交会法观测、精密导线测量、全站仪观测、视准线测量、引张线测量、垂线 测量、激光准直测量 重 点交会法观测、精密导线测量难 点精密导线测量基本要求1、识 记：水平位移、视准线法、引张线、正垂、倒垂等基本概念术语2、领 会：掌握交会法观测、精密导线测量、全站仪观测技术、视准线 测量、引张线测量、垂线测量、激光准直测量的方法。3、简单应用：了解水平位移的含义及其监测原理。4、综合应用：了解水平位移的监测各种方法不同适用对象。第四单元建筑物内部监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点内部位移监测、应力/应变监测、地下水位及渗流监测、挠度监测、裂缝监 测、光纤监测技术重 点应力/应变监测、挠度监测、光纤监测技术难 点基本要求1、识 记：渗流、挠度观测、分层水平位移等基本概念术语2、领 会：掌握建筑物内部位移监测、应力/应变监测、地下水位及渗 流监测、挠度监测、裂缝监测的方法及工程应用。3、简单应用：了解建筑物内部监测的主要工程的工作原理及方法。4、综合应用：能将建筑物内部位移监测方法、应力应变监测传感器方法，以及其他内部监测工程用于具体工程工程。第五单元GPS在变形监测中的应用（2学时，支撑课程目标1、2）知识点GPS概述、GPS定位基本原理、GPS实时监测技术、GPS 一机多天线监测技术重 点GPS 一机多天线监测技术难 点GPS 一机多天线监测技术基本要求1、识 记：GPS-RTK技术、一机多天线等概念术语2、领 会：GPS-RTK实时监测系统工作原理、一机多天线系统设计原那么。3、简单应用：了解GPS-RTK实时监测系统工作原理、一机多天线系统组成。4、综合应用：掌握GPS-RTK监测系统工作原理、能进行一机多天线监测 系统设计。第6单元自动化监测技术（2学时，支撑课程目标1、2）知识点自动化监测概述、自动化监测系统设计、通用分布式测量控制单元（MCU）原 理及应用、平安监测自动化系统设计例如 重 点自动化监测系统设计难 点通用分布式测量控制单元（MCU）原理及应用基本要求1、识 记：自动化监测的几种形式、MCU的主要功能。2、领 会：平安监测自动化系统应具备的功能及系统设计原那么。3、简单应用：能进行自动化监测系统管理及数据分析。4、综合应用：能完成自动化监测系统总体结构设计。第七单元 监测资料的整编与分析（2学时，支撑课程目标2）知识点监测资料的整编、监测资料的分析、监测数据的预处理重 点监测资料的分析、监测数据的预处理难 点监测资料的分析、监测数据的预处理基本要求1、识3己：平时资料整理工作的主要内容、定期资料编印工作的主要内容、变形分析的主要内容及方法。2、领 会：监测资料整编、资料分析的目的。3、简单应用：能进行监测资料整编、资料分析。4、综合应用：能在完成监测资料整编的基础上、进行资料分析。第八单元变形监测数学模型及应用（2学时，支撑课程目标2）知识点变形监测数学建模分析概述、统计模型的建立、灰色系统分析模型、时间序列分析模型重 点灰色系统分析模型、时间序列分析模型难 点灰色系统分析模型、时间序列分析模型基本要求1、识 记：统计模型、确定性模型、混合模型、灰色系统模型、回归分 析等概念术语。2、领 会：各种分析模型建模方法及其特点。3、简单应用：掌握各种分析模型的特点及其适用情形。4、综合应用：能利用1、2种变形监测模型进行监测数据资料分析。第九单元工业与民用建筑物变形监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点建筑物变形监测概述、建筑基础沉降监测、建筑物倾斜监测、工程实例重 点建筑物基础的沉降观测难 点高层建筑物动态观测基本要求1、识 记：基础沉降、水平位移、裂缝监测、内部监测等概念术语。2、领 会：建筑沉降观测的主要工作内容、监测方法及监测报告。3、简单应用：能承当建筑沉降外业观测及内业数据处理工作。4、综合应用：能完成某一建筑物变形监测技术方案设计、工程实施及数据 分析。第十单元 基坑及边坡工程施工监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点基坑及边坡施工监测概述、监测内容及方法、监测技术设计、监测数据整理 与分析、基坑监测实例重 点基坑工程施工监测的对象及方法难 点深层水平位移观测基本要求1、识 记：深层水平位移监测、基坑回弹、分层沉降等概念术语。2、领 会：基坑及边坡观测的主要工作内容、监测方法及监测预警。3、简单应用：能承当基坑及边坡工程施工监测外业观测及内业数据处理。4、综合应用：能完成某一基坑工程施工监测技术方案设计、工程实施及数 据分析。第十一单元 桥梁桥梁及地铁盾构隧道工程变形监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点桥梁工程及地铁盾构隧道工程变形监测概述、桥梁基础垂直位移监测、桥梁 挠度观测、桥梁结构的健康诊断；地铁盾构隧道施工监测内容与方法、地铁盾构 隧道监测方案设计重 点桥梁工程监测的对象及方法难 点桥梁索塔挠度监测、盾构隧道施工监测方案的设计基本要求1、识 记：桥面挠度、桥面水平位移、索塔的挠度、主梁的挠度变形等 概念术语；盾构隧道施工监测内容、监测依据等。2、领 会：桥梁观测的主要工作内容、监测方法及监测预警；盾构隧道 施工监测的主要工作内容、监测方法及数据分析目的。3、简单应用：能承当桥梁工程、地铁盾构施工监测外业观测及内业数据处 理工作。4、综合应用：能完成某一桥梁工程施工及营运阶段监测技术方案设计、项 目实施及数据分析。第十二单元 水利工程变形监测（2学时，支撑课程目标1、2）知识点水利工程变形监测概述、监测工程及要求、监测系统设计、小浪底大坝平安、 监控系统设计、大坝平安评判专家系统设计重 点水利工程监测工程及要求难 点水利工程监测系统设计基本要求1、识 记：水利工程变形监测的基本要求等。2、领 会：水利工程变形监测的基本要求、主要工作内容、监测方法。3、简单应用：能承当水利工程变形监测外业观测及内业数据处理工作。4、综合应用：能完成水利工程变形监测技术方案设计、工程实施及数据分 析。【学时分配】知识单元理论学时第1单元概述2第2单元沉降监测技术2第3单元水平位移监测2第4单元建筑物内部监测2第5单元GPS在变形监测中的应用2第6单元自动化监测技术2第7单元监测资料的整编与分析2第8单元变形监测数学模型及应用2第9单元工业与民用建筑物变形监测2第10单元基坑及边坡工程施工监测2第11单元桥梁及地铁盾构隧道工程变形监测2第12单元水利工程变形监测2合计24五、教学方法与手段1、坚持理论联系实际的教学方法，羽1生产中遇到的具体问题引入到课堂中， 不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和 难点，尽可能边演示边讲解，化繁为简，努力提高学生的学习兴趣。3、注重启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、 分析问题，拓展学生的思维。六、考核要求、方式与成绩评定课程考核选择百分制模式，平时考查与期末考试相结合。课程考核总评成绩 由三局部构成，具体包括：(1)课堂表现：雨课堂签到、课堂作业等(20%)； (2) 课外作业(20%)； (3)期末考试成绩(60%)。作业会随教学进度屡次上交评分，每次评分在作业总成绩中所占比重由授课 教师根据作业量和难度确定，评分方法参考下表。课外作业成绩评定标准序号评定工程内容分值总分值1课程目标1、2方法运用不正确，未完成训练0-30 分100分方法运用正确，未完成训练、不能 得到有效结论30-65 分独立完成作业训练题目，结论基本 合理65-85 分独立完成作业训练题目，结论合理85-100 分期末考试范围不超过大纲的内容，考试时间为100分钟，成绩定为百分制。评价环节评估课程目标对应毕业要求期末考试(100分)填空题、选择题、问 答题、综合题课程目标1、34.2、36.2七、选用教材、讲义和主要参考书1、推荐教材：(1)变形监测技术与应用，岳建平，田林亚主编，国防工业出版社，20072、主要参考书：(1)变形监测技术与应用，伊晓东等主编，黄河水利出版社，2007(2)变形监测新方法及其应用，何秀凤著，科学出版社，2007(3)工程平安监测技术，刘大义，胡建忠主编，水利水电出版社，2007(4)动态变形观测与预报，栾元重，吕法奎，班训海编著，中国农业科 学出版社，2007八、大纲说明本大纲根据【西南科技大学本科人才培养方案2019版】中测绘工程专 业培养方案制订。