基于改進(jìn)灰色預(yù)測模型的古塔的變形研究

袁少良

摘要：針對古塔同一觀測點(diǎn)觀測次數(shù)比較少以及觀測時間間隔不同的情形，應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測模型，對古塔相關(guān)位置坐標(biāo)進(jìn)行預(yù)測擬合，提高了預(yù)測精度，取得了較好的預(yù)測效果，從而可對古塔形變進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

關(guān)鍵詞：古塔 灰色預(yù)測 變形

中圖分類號：TU196 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）10-0046-01

1 引言

中國古建筑是古代勞動人民科學(xué)指揮的結(jié)晶，有寶貴的歷史價值和研究價值。由于長時間承受自重、氣溫、風(fēng)力等各種作用影響，古塔會產(chǎn)生各種變形，如傾斜、彎曲、扭曲等。為保護(hù)古塔，文物部門需適時對古塔進(jìn)行觀測，了解各種變形量，以制定必要的保護(hù)措施。因此，對古塔的變形研究對于保護(hù)古建筑有非常重要的意義。

2 古塔變形灰色預(yù)測模型

在古塔位移監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法[1-4]有加權(quán)灰色預(yù)測模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、GM（1，1）模型以及自回歸模型，灰色系統(tǒng)模型更多地應(yīng)用于初始數(shù)據(jù)序列的長期趨勢呈指數(shù)型變化的情況。然而，模型是針對等間距時間序列，實(shí)際觀測得到的時間序列多為非等間距。針對同一觀測點(diǎn)觀測次數(shù)比較少以及觀測時間間隔不同的情形，應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測模型，具體模型如下：

3 數(shù)值仿真結(jié)果

以第一層的8個觀測點(diǎn)四年（1986，1996，2009，2011）觀測數(shù)據(jù)為例進(jìn)行說明，利用MATLAB編程計算預(yù)測2012，2015，2020，2100年古塔觀測點(diǎn)坐標(biāo)的變化情況（圖1、表1、表2），應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測模型，對古塔觀測點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)和古塔中心坐標(biāo)都可以進(jìn)行很好的預(yù)測，從而可對古塔相關(guān)變形趨勢作出準(zhǔn)確分析。由計算結(jié)果可以看出：應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測模型，提高了預(yù)測精度，取得了較好的預(yù)測效果，從X—Y方向的坐標(biāo)變化可以看出，隨時間推移，一層塔體發(fā)生了順時針的扭曲，且不斷向東北方向彎曲，為古塔保護(hù)提供了有力依據(jù)。同樣對于古塔傾斜、彎曲、扭曲分析可按前面研究方法進(jìn)行預(yù)測研究。針對其它各層觀測點(diǎn)可作類似處理。

4 模型評價與推廣

針對同一觀測點(diǎn)觀測次數(shù)比較少以及觀測時間間隔不同的情形，應(yīng)用改進(jìn)的灰色預(yù)測模型，提高了預(yù)測精度，取得了較好的預(yù)測效果。模型可以廣泛應(yīng)用在其他非等間距序列的預(yù)測等方面。

參考文獻(xiàn)

[1]趙志峰，邵光輝.改進(jìn)的灰色模型在小樣本數(shù)據(jù)預(yù)測中的應(yīng)用[J].路基工程，2009.（5）.

[2]周世建，賴志坤，蔵德彥，等.加權(quán)灰色預(yù)測模型及其計算實(shí)現(xiàn) [J].武漢大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版），2002，27（5）：451—455.

[3]梁?？?古塔變形測量方法探討[J].城市勘測，2011.（3）.

[4]金彪，吳北平，李艷芳.曲線擬合與自回歸模型在地鐵變形監(jiān)測中的運(yùn)用[J].地礦測繪，2009，25（1）：35—37.