《ICA變形分析理論與方法》是依託中南大學，由戴吾蛟擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：ICA變形分析理論與方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：戴吾蛟
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多感測器集成及新技術的套用使變形監測可獲取豐富多樣的數據，這些數據給變形分析帶來了更多的信息，同時也帶來了給變形分析造成困難的複雜誤差，如GPS多路徑誤差。為了建立更智慧型而準確的災害預報預測模型，迫切需要新的變形分析理論與方法。由於獨立分量分析（ICA）在信號分離、冗餘消除和特徵提取等方面具有優越性能，本項目將ICA引入變形分析領域，結合變形分析套用的特點對ICA技術本身進行完善與擴展，建立基於ICA的變形分析理論與方法。主要研究內容有：（1）附有先驗約束信息的單通道ICA技術及其在變形監測中的套用；（2）ICA分量幅值恢復算法；（3）基於ICA的變形監測數據挖掘技術；（4）基於ICA提取的隱含分量的變形預測預報模型。該研究不僅可以豐富變形分析的理論與方法，以適應多參量、多感測器集成變形監測的發展，而且還將進一步完善ICA的理論與技術。
結題摘要
為適應多參量、多感測器集成變形監測技術的發展，建立更智慧型而準確的災害預報預測模型，迫切需要新的變形分析理論與方法。由於獨立分量分析（ICA）在信號分離、冗餘消除和特徵提取等方面具有優越性能，本項目將ICA 引入變形分析領域，結合變形分析套用的特點，在單通道ICA、ICA時空濾波、獨立分量回歸、ICA時空建模等理論算法及其在變形分析與建模方面進行了研究，取得了以下主要成果：（1）提出了參考EMD-ICA及參考EMD-PCA-ICA的GPS變形監測多路徑誤差處理方法。該方法採用信號能量先驗信息解決ICA幅值不確定性問題，有效地解決多路徑效應的重複性模型隨時間逐漸降低的問題；（2）建立了基於ICA的時空濾波方法，並成功套用與GPS連續運行監測網的共性誤差提取及大壩變形分析；（3）利用獨立分量回歸建立了大壩位移模型，不僅可解決大壩變形回歸建模的“病態問題”，且該模型獨立分量可合理的解釋影響因素對大壩變形的影響；（4）提出了基於 ICA的時空變形建模方法。該方法不僅可以建立整體的多測點統一變形模型，而且其中用於建模的獨立位移分量具有明顯的物理意義，獨立位移分量對應的空間回響值則反映了結構物的空間狀態；（5）深入研究了各種單通道ICA算法，並建立了基於單通道ICA的變形分析方法。研究發現ICA在時空變形分析與建模方面具有良好的套用前景，也是今後ICA用於變形分析領域的主要研究方向，但如何將ICA獲取的獨立分量進行變形物理解釋，並建立更合理的物理變形模型方面還有待進一步深入研究。
