7地质雷达记录的波相识别 - 图文

8地质雷达资料处理方法与过程

现场采集的地质雷达信号包含很多干扰,有环境的干扰,也有雷达本身的噪声。有用信号被淹没其中很难识别,因而需要采取有效的处理技术,消除干扰突出有用信号。此外,现场采集时天线移动难保正匀速,记录标记也不均匀。对于不同的探测对象,资料处理的技术选择也不完全相同。一般的处理都包含记录标记的归一化、水平与垂直滤波、电磁波速分析等三步。在完成上述处理之后,根据不同的探测对象,选择针对性的处理办法。

8.1 雷达记录标记的归一化

雷达记的标记有时用手打,有时用测量轮。用测量轮打的标记记录比较均匀,每米的扫描数是相等的。用手工打的标记因移动速度不等,一般每米扫描数都不太均匀。资料处理的第一步就是作标记的归一化处理,使每米扫描数相同。不同雷达厂家提供的软件应包含该项功能,否则软件功能是不完备的。在处理中根据选择每米扫描数,软件会根据标记位置,自动增补或删除一些扫描线。

8.2 电磁波速分析与标定

电磁波速的分析与选取,关系到深度解释的问题,是一项非常重要的工作,然而却常常被忽略。直到发生较大的问题时才想起波速不准的问题。

波速的确定可以参考经验值,它们是根据大量的测量与标定积累起来的,有一定的参考价值,但是不能以此为据确定电磁波速。你所探测的对象其介质条件如何,是否与前人测量的面对象完全相同,需要确实的工作。作为工程检测,每一个对象都是不同的,而每一项检测都要求准确,因而,每项测量都要分类进行波速标定。标定的方法有多种。一个是直接破孔,将雷达波反射走时与破孔深度对比;也可以利用声波测厚数据进行对比计算;还可以用雷达CDP(CMP)方法作速度扫描,或用反射抛物线叠代计算厚度和速度。方法很多,作起来也不难,必需认真对待。标定得到波速值后,要与经验值进行比较,分析同异的原因。特别是作混凝土厚度检测时,一定不要忘记这一点。混凝土配比不同,浇灌的时间长短不同,孔隙率和含水量不同,对介电常数有很大影响,其值可在5-12之间变动,如果波速取的不正确,会给检测带来很大误差。

共深度点叠加速度分析

利用反射抛物线计算深度和速度

8.3水平和垂直滤波

水平滤波是处理雷达资料特别需要,在地震资料处理中没有这种做法。这是因为雷达资料中水

平波特别发育,它产生于雷达仪器本身。即使你将天线朝向天空,也会记到回波,这回波不是来自天空,而是来自于控制器、馈线、天线的相互作用,是难以避免的。水平波具有时间相等的特点,水平滤波就是利用这一特性。滤波过程中,可将相邻的一定数量的扫描线求平均,再与个别扫描线相比较,就可消除水平波。水平滤波中选取的扫描线数越大,滤波效果越小。相反选取的扫描线数越小,滤除水平波的效果越明显。但如果水平滤波扫描线取得太少,可能会滤掉一些缓变界面信号。因而在进行水平滤波时,要根据对象进行试验、调整,以求最佳效果。一般情况下可先选10-100条扫描线开始尝试。

垂直滤波就是地震资料处理中常用的滤波方法,其中较为常用的方法有带通滤波,高通滤波,低通滤波,小波变换等。垂直滤波的目的是为了消除杂散波干扰,这些杂散波是来自于外源,不是天线自身发出的,频率不在雷达天线频带内。有时为了区分不同的地质体,选取不同的频带,都要用到垂直滤波。垂直滤波是一种数学变换,有时会带来较大的失真,滤波的频带越窄,失真越大,应用中要认真选取方法和参数。因为雷达天线的发射与接收都设定了带宽,也就是说雷达信号本身已经过滤波,所以一般资料处理中的滤波处理改善并不明显。下图是两组高低频成分滤波前后的对比。

8.4 增益调节与显示选择

增益调节与显示方式选择是雷达资料的处理最有效的手段,它可使图像目标更加清晰,易于识别,有时比其他方法都有效,这在地震资料处理中是难以想象的。增益调节主要是调节增益点的数目,同时也就改变了增益点的位置,使用自动增益可使有用信号得到清晰显示。一般情况下对50ns长的记录选择3-4点增益比较合适,100ns以长的记录选择4-5点增益,400ns以长的记录可选择5-6点增益。

显示选择包含两个层次的选择,一个层次是选择显示方式,另一个层次是选择显示模板。可供选择的显示方式有波形、变面积、能量谱等显示方式,其中比较常用的是后两种,其中能量谱显示方式效果更好些。显示模板包含不同的色彩配比,而更重要的是能量反差大小及变换关系的配比,这两种配比组合形成几十中模板,根据不同的对象,选择合适的模板,可达到显示目的。例如要显示空洞,可选择反差大模板,只将能量较强信号显现出来,中等和弱的信号被忽略,可突出空洞的形态。

雷达资料变面积、灰度和彩色三种不同的显示方式

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