地質(zhì)雷達(dá)資料處理步驟cn20120615

1、地質(zhì)雷達(dá)軟件RADAN用戶手冊(cè)美國地球物理測(cè)量系統(tǒng)公司美國勞雷工業(yè)公司2010年10月I GSSI地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)資料處理流程圖3文件編輯-剪切4剖面方向調(diào)整5距離歸一化6添加起始里程樁號(hào)7剖面水平拉伸、壓縮8調(diào)整地面時(shí)間零點(diǎn)10時(shí)間深度轉(zhuǎn)換2讀入數(shù)據(jù)文件(*.dzt)1打開RADAN軟件11增益調(diào)整12疊加去噪13背景去除14一維垂直濾波15反褶積16偏移歸位17希爾伯特變換靜態(tài)校正18高程修正頻譜分析速度分析19剖面追加21交互式解釋II GSSI處理軟件功能模塊介紹基本工具打開數(shù)據(jù)文件，顯示雷達(dá)數(shù)據(jù)剖面。保存數(shù)據(jù)文件，保存雷達(dá)剖面。選擇數(shù)據(jù)塊，選擇目標(biāo)數(shù)據(jù)剖面。剪切數(shù)據(jù)塊，切除多余數(shù)據(jù)剖面。

2、保存數(shù)據(jù)塊，單獨(dú)保存雷達(dá)數(shù)據(jù)剖面。復(fù)制剖面圖像至剪貼板，地質(zhì)雷達(dá)剖面制作圖片。編輯數(shù)據(jù)文件頭，輸入相關(guān)參數(shù)：標(biāo)記間隔、掃描數(shù)、介電常數(shù)、信號(hào)位置；編輯標(biāo)記信息、補(bǔ)充漏打的標(biāo)記、刪除多余標(biāo)記信息。線掃描顯示方式、以灰階圖或者彩色圖形式顯示雷達(dá)剖面。波形加變面積顯示方式、以波列圖形式顯示雷達(dá)剖面。線掃描+波形顯示方式波形顯示方式，以波形方式顯示雷達(dá)剖面，做頻譜分析，顯示雷達(dá)工作頻段。三維數(shù)據(jù)體顯示時(shí)間切片顯示方式多通道顯示方式、多個(gè)雷達(dá)剖面做比對(duì)處理和信息顯示。交互式解釋、進(jìn)行地質(zhì)解釋，繪制地質(zhì)剖面圖、給出鋼筋位置。調(diào)整顯示參數(shù)，設(shè)置各種顯示參數(shù)，保存、調(diào)用顯示參數(shù)文件，設(shè)置長(zhǎng)標(biāo)記。打印雷達(dá)剖面關(guān)

3、于RADAN程序版本信息命令參數(shù)按鈕 剖面向左滑動(dòng)顯示剖面向右滑動(dòng)顯示執(zhí)行命令暫停停止并保存數(shù)據(jù)宏文件命令按鈕 新建宏文件打開宏文件編輯宏文件參數(shù)關(guān)閉宏文件軟件功能按鈕剖面水平拉伸與壓縮距離歸一化，給出雷達(dá)剖面距離信息。高程修正，消除地形劇烈起伏對(duì)地質(zhì)雷達(dá)剖面的影響。靜態(tài)校正信號(hào)位置調(diào)整，時(shí)間置0.算術(shù)運(yùn)算，調(diào)整雷達(dá)數(shù)據(jù)大小。增益調(diào)整（自動(dòng)增益、指數(shù)增益）、信號(hào)放大或縮小增益恢復(fù)，去除現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集時(shí)的增益影響，恢復(fù)雷達(dá)數(shù)據(jù)到原始信息。IIR濾波，水平濾波、垂直濾波FIR濾波，水平濾波，消除隨機(jī)噪音、水平干擾，和垂直濾波提高頻率信息。反褶積運(yùn)算，作用有：1壓縮子波提高垂直分辨率；2消除多次波。偏

4、移歸位處理，提高地質(zhì)雷達(dá)剖面水平分辨率希爾伯特變換二維空間濾波速度分析，計(jì)算電磁波在地下傳播速度自動(dòng)提取局部峰值信號(hào)多通道雷達(dá)資料運(yùn)算III GSSI軟件RADAN地質(zhì)雷達(dá)資料處理 4調(diào)整測(cè)線方向 5 加距離 6起點(diǎn)樁號(hào) 8地面對(duì)應(yīng)的時(shí)間 10深度1. 打開軟件RADAN，選擇文件夾.視圖à自定義à文件目錄. 2. 文件顯示。文件à打開(*.dzt)。文件顯示，換顏色。波形顯示選擇第二個(gè)圖標(biāo)，采用波形方式顯示數(shù)據(jù)剖面 選擇顯示器圖標(biāo)，設(shè)置波形參數(shù)，比例為間隔2倍，如32-16。標(biāo)準(zhǔn)為正，大小為0 圖像局部顯示與放大選擇顯示器圖標(biāo)，彈出顯示參數(shù)設(shè)置窗口。設(shè)置開始采樣

5、和結(jié)束采樣參數(shù)，僅僅顯示地質(zhì)雷達(dá)剖面在豎直方向的局部信息，相當(dāng)于局部放大。垂向局部顯示剖面原始圖局部放大圖參數(shù)設(shè)置（start sample 700, end sample 1500）3. 掃描信息預(yù)編輯利用圖標(biāo)編輯à選擇, 選擇一段掃描剖面，切除多余掃描信息刪除，或者保存特定掃描剖面 保存。剪切處理注意事項(xiàng)：有標(biāo)記的位置不能切掉，原因是標(biāo)記代表了距離概念。切除的是同一個(gè)位置多采集的掃描信息。4. 文件測(cè)量方向掉轉(zhuǎn)打開文件，文件à另存為->方向反轉(zhuǎn)，打勾。目的是調(diào)整測(cè)線方向，重新排列測(cè)線方向，按照習(xí)慣從小樁號(hào)到大樁號(hào)。測(cè)線方向方向反轉(zhuǎn)操作命令上圖原始圖 下圖是反轉(zhuǎn)后的

6、圖像5. 添加距離信息。測(cè)量輪測(cè)量直接獲取距離概念。連續(xù)測(cè)量方式加距離需要三步A) 編輯文件頭內(nèi)的距離信息編輯à文件頭, 掃描/米scans/m, 米/標(biāo)記m/mark，B)編輯用戶標(biāo)記，C)處理à距離歸一。圖5-0圖5-A圖5-b圖5-c原始標(biāo)記保存標(biāo)記標(biāo)記類型轉(zhuǎn)換距離歸一化6. 添加里程信息.編輯à文件頭à三維選項(xiàng)àX起點(diǎn)，輸入里程起點(diǎn)坐標(biāo)。原始數(shù)據(jù)添加里程數(shù)據(jù)RADAN5006添加里程樁號(hào)Y起點(diǎn)坐標(biāo)，表示測(cè)線坐標(biāo)RADAN6.0添加里程樁號(hào)調(diào)整起始里程信息7. 重采樣：垂直方向和水平方向。7-1垂直方向重采樣。菜單:編輯->文件頭-

7、>采樣/掃描,512修改為1024,2048.7-2水平刻度調(diào)整 處理à水平縮放.疊加、抽道、加密。打開軟件（不打開數(shù)據(jù)文件），視圖->自定義->數(shù)據(jù)庫 關(guān)閉標(biāo)記信息數(shù)據(jù)庫對(duì)話框水平刻度調(diào)整地質(zhì)雷達(dá)測(cè)量原始剖面8. 確定地面反射波信號(hào)位置編輯à文件頭à信號(hào)位置(納秒)，如 -2.5。建議：數(shù)據(jù)采集時(shí)，主機(jī)中所用的參數(shù)保持固定：比如position/offset信號(hào)位置和延時(shí)。9. 調(diào)整信號(hào)延時(shí)信息找地面處理à信號(hào)位置調(diào)整à信號(hào)移動(dòng)(ns)。10. 深度計(jì)算設(shè)置和修改介電常數(shù)，計(jì)算深度信息編輯à文件頭à介電常

8、數(shù)。介電常數(shù) 時(shí)間 深度C=0.3m/nst=t目標(biāo)-t地面=t目標(biāo)- 0=t目標(biāo)11. 信號(hào)振幅調(diào)整野外現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)整。Gain。SIR-3000增益設(shè)置SIR-20增益設(shè)置地質(zhì)雷達(dá)剖面記錄的文件已經(jīng)經(jīng)過了增益放大，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整先自動(dòng)調(diào)整，切換至手動(dòng)模式，人工調(diào)整增益（信號(hào)放大倍數(shù)），手動(dòng)鎖定增益值；進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。若現(xiàn)場(chǎng)采集時(shí)的信號(hào)調(diào)整足夠清晰，則利用后處理軟件直接顯示數(shù)據(jù)。調(diào)整顯示增益即可。自動(dòng)增益調(diào)整 處理à增益調(diào)整à自動(dòng)增益，增益點(diǎn)數(shù)為5。放大倍數(shù)，值一般選擇2-5。自動(dòng)增益調(diào)整自動(dòng)增益處理比對(duì)指數(shù)增益參數(shù)設(shè)置：手動(dòng)設(shè)置增益點(diǎn)數(shù)，調(diào)整增益值大小原始數(shù)據(jù)

9、局部指數(shù)增益原始數(shù)據(jù)壓制局部干擾-近電磁波場(chǎng)干擾利用指數(shù)增益壓制電磁波近場(chǎng)的強(qiáng)干擾。12. 水平相關(guān)分析，消除雪花噪音干擾?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。SIR-3000主機(jī)疊加3-5次SIR-20數(shù)據(jù)采集設(shè)置對(duì)話框 處理àFIR濾波à水平疊加(掃描)5。原始數(shù)據(jù)5次平滑數(shù)據(jù)13. 背景去除，顯示構(gòu)造特征。針對(duì)的目標(biāo)是局部不規(guī)則物體。對(duì)于水平層狀結(jié)構(gòu)地下物體探測(cè)（比如地下分界面），不適用背景去除法。 處理àFIR濾波à背景去除(掃描)為1023。濾波參數(shù)選擇原始數(shù)據(jù)處理結(jié)果14. 一維頻率濾波，消除低頻電磁干擾 處理àIIR濾波。原始數(shù)據(jù)高通濾波(參數(shù)160兆

10、赫茲)頻譜圖與地質(zhì)雷達(dá)原始記錄曲線頻譜圖-波形圖-線掃描圖低頻信號(hào)垂直濾波(MHz) 高通40原始數(shù)據(jù)與高通濾波數(shù)據(jù)高通濾波一般針對(duì)100兆天線做處理。15. 反褶積、頻率濾波尖脈沖反褶積原理：頻率越高，周期越短，電磁波垂直分辨率越高。 處理à反褶積à算子長(zhǎng)度； 處理àIIR濾波。尖脈沖反褶積參數(shù)選擇示意圖反褶積參數(shù)設(shè)置900兆天線原始數(shù)據(jù)900兆天線反褶積處理數(shù)據(jù)16. 偏移歸位天線結(jié)構(gòu)圖：雙天線收發(fā)距示意Tx-Rx 900MHz 0.1524m 400MHz 0.16m電磁波反射示意圖紅點(diǎn):目標(biāo)體原理：雙曲線形成機(jī)理 淺層反射目標(biāo)體收發(fā)距 深層目標(biāo)體目標(biāo)體反射

11、形成雙曲線形態(tài)。天線之間存在雙發(fā)距，電磁波傳播過程中需要考慮收發(fā)距的影響。· 處理à偏移歸位à偏移類型：克希霍夫，調(diào)整曲線形態(tài)。雙曲線擬合 Er =(0.3/v).2根據(jù)電磁波傳播速度大小，反算出材料的介電常數(shù)信息。雙曲線擬合界面偏移對(duì)話框速度9.5117厘米/納秒,代表周圍材料中電磁波傳播速度信息雙曲線擬合介電常數(shù)計(jì)算電磁波干擾信號(hào)排除方法：偏移歸為電磁波傳播速度為0.3米/納秒，表示雙曲線波形為空氣中物體的反射信號(hào)投影到地質(zhì)雷達(dá)剖面中。干擾排除管線與高壓線模擬-速度擬合圖17. 希爾伯特變換 處理à希爾伯特變換。18. 添加地面高程信息。處理

12、4;高程修正。利用版本5和6添加高程信息的步驟一樣，操作略有不同。對(duì)于版本5操作如下2步。添加高程數(shù)值與高程修正。第一步，點(diǎn)圖標(biāo)打開”標(biāo)記編輯”對(duì)話框，為每個(gè)掃描點(diǎn)輸入對(duì)應(yīng)的高度信息(Z)，按完成。第二步，點(diǎn)圖標(biāo)，彈出高程修正圖標(biāo)，如下圖，按確定并保存結(jié)果18-1。如果地形相對(duì)比較平緩，選擇垂直比列尺1:1。在野外現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)時(shí)，建議把記錄長(zhǎng)度range略微放大，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，利用RADAN軟件把數(shù)據(jù)剖面下移一部分（詳見第9步），再做地形校正18-2。18-1高程修正對(duì)比圖18-2修正圖（改善）19. 文件拼接。打開Radan軟件，文件à文件添加。文件拼接所需要的工作。要求在垂直方向

13、是同一個(gè)頻率的天線測(cè)試的雷達(dá)剖面才能拼接，所有的測(cè)量參數(shù)相同，如采樣率samples，信號(hào)起始位置position，以及記錄長(zhǎng)度range，甚至是增益。而在水平方向上，2個(gè)文件相連接或者測(cè)線有重合部分，水平方向上的采樣信息要基本一致，比如都是時(shí)間模式測(cè)量或者都是距離測(cè)量的剖面。打開軟件RADAN，而不打開任何數(shù)據(jù)文件，直接選擇菜單”文件->添加文件”，彈出對(duì)話框。依次選擇對(duì)應(yīng)的文件。按照測(cè)量的先后順序依次選擇對(duì)應(yīng)的雷達(dá)剖面，并按完成按鈕，生成雷達(dá)剖面并且保存一個(gè)文件名，就是拼接后的雷達(dá)剖面。對(duì)拼接后的文件做進(jìn)一步處理。20. 通道合并通道合并的前提：2個(gè)文件的參數(shù)基本一樣，如采樣點(diǎn)數(shù)，剖面長(zhǎng)度及掃描數(shù)相同。多通道資料對(duì)比分析。打開Radan軟件，選擇菜單”文件à合并通道”。選擇文件選擇添加按鈕或者雙擊文件名，依次選擇并添加文件，形成一個(gè)文件列表。按”完成”按鈕，軟件提示保存多通道文件，如下圖。保存多通道文件雙通道雷達(dá)圖片選擇菜單按鈕多通道計(jì)算按鈕多通道計(jì)算窗口通道1減去通道2的數(shù)據(jù)，選擇命令sub，按OK保存文件如下。通道分離：選擇radan->文件->另存為通道分離，并且保存多個(gè)文件，如file012