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申请/专利权人：中国公路工程咨询集团有限公司;中咨数据有限公司;内蒙古呼和浩特新机场高速公路管理有限责任公司

摘要：本申请公开了一种基于北斗遥感的桥梁基础施工监测的方法及系统，涉及桥梁基础观测技术领域，包括：采集桥梁基础荷载数据P、北斗卫星观测数据S1和精密水准测量数据H1；利用DiscreteMeyer小波对S1进行变换及去噪，得到S2；对S2进行基于DiscreteMeyer小波的经验模态分解EMD，得到本征函数IMF，计算IMF的散度指标D，根据D确定EMD的截止层数；对S2提取时频特征F1，对H1提取统计特征F2；利用随机子空间法，以F1和F2为输入，构建多个弱分类器，集成得到沉降预测模型M1；建立BP神经网络模型，以S2、H1和M1的预测结果为输入，修正M1，得到修正后模型M2；利用H1建立精密水准参数模型M3；利用M2、M3和采集的P，获取桥梁基础的预测沉降量。提高了桥梁基础的沉降预测精度。

主权项：1.一种基于北斗遥感的桥梁基础施工监测的方法，包括：采集桥梁基础荷载数据P、北斗卫星观测数据S1和精密水准测量数据H1；利用DiscreteMeyer小波对S1进行变换及去噪，得到去噪后的北斗卫星观测数据S2；对S2进行基于DiscreteMeyer小波的经验模态分解EMD，得到本征函数IMF，计算IMF的散度指标D，根据D确定EMD的截止层数；对S2进行DiscreteMeyer小波变换提取时频特征F1，对H1进行时域统计分析提取统计特征F2；利用随机子空间法，以时频特征F1和统计特征F2为输入，构建多个弱分类器，集成得到沉降预测模型M1；建立基于DiscreteMeyer小波的BP神经网络模型，以S2、H1和M1的预测结果为输入，训练获得修正参数，利用修正参数修正M1，得到修正后模型M2；利用采集的精密水准测量数据H1建立精密水准参数模型M3；利用M2、M3和采集的桥梁基础荷载数据P，获取桥梁基础的预测沉降量；对S2进行基于DiscreteMeyer小波的经验模态分解EMD，得到本征函数IMF，计算IMF的散度指标D，根据D确定EMD的截止层数的步骤包括：利用DiscreteMeyer小波对去噪后的北斗卫星观测数据S2进行经验模态分解EMD，得到本征函数IMF和残差项；利用能量熵计算本征函数IMF的能量分布指标E；利用方差计算残差项的局部突变指标V；根据能量分布指标E和局部突变指标V，通过线性加权计算IMF的散度指标D；根据散度指标D对本征函数IMF进行排序，并根据排序结果获取含主要特征的前G个本征函数；其中，G表示排序结果中排名前G的IMF，G的取值范围为0至IMF总数；基于获取的前G个本征函数的索引号，通过设置阈值确定经验模态分解EMD的截止层数L；利用随机子空间法，以时频特征F1和统计特征F2为输入，构建多个弱分类器，集成得到沉降预测模型M1的步骤包括：构建时频特征F1和统计特征F2组成的特征空间，将特征空间分为训练集和测试集；从特征空间中随机抽取特征子集；利用抽取的特征子集和训练集构建CART决策树基学习器；通过K折交叉验证，使用训练集递归地训练构建的CART决策树，得到训练误差和训练集上的预测结果；利用训练后的CART决策树，在测试集上进行预测，得到各基学习器的预测结果；通过stacking集成算法，以各基学习器在测试集上的预测结果为输入，获得沉降预测模型M1。

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