一种地质数据探测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明提供一种地质数据探测系统，特别是指得同时且长时间连续进行采集至少两种地质探测技术的数据，并将前述至少两种地质探测技术的数据混合为一个混合信号输出的地质数据探测系统。
【背景技术】
[0002]地电探查(Geo-electricalSurvey)是地球物理探勘(GeophysicalProspecting)技术中调查地下电阻率(Electrical Resistivity)或相关电性构造的一支，其中包含有有源(Active Source)的地电阻影像扫描(Electrical ResistivityTomography,简称ERT)法与无源(Passive Source)的自然电位(Self-Potential,简称SP)法。此谓有源与无源，是指探查过程中是否以人工方式提供信号源之意。因此无源的SP法接收的是自然界地面以下地球本体就存在的电压差，而有源的ERT法则是在地表向地面下通入电流，另行制造出一人工电场，并据此收集地表各处因该人工电场而反应出的人造场电压差数据。
[0003]目前既有的电探仪器，在收集有源的ERT数据与无源的SP数据皆独立行之，不能做到同时采集两类探查技术的数据。再者，现有的仪器所提供的电压差数据，也都为短时间数小时内的单次施测结果，尚未提供长时间达数天的连续监测数据。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的在于提供了一种地质数据探测系统，得同时且长时间的利用两种地质探测方法进行数据的收集，并将根据两种地质探测方法所收集的数据信号混合为一个混合信号输出，再将混合信号分离成一有源的地质探测信号以及一无源的地质探测信号，藉以供一使用者于后续进行分析。本发明的地质数据探测系统包含有一数据探测模块、一信号分解模块、一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块。
[0005]数据探测模块用以接收一使用者的输入指令，并利用一有源的地质探测方法以及一无源的地质探测方法于一预定时间范围内进行地质数据的探测与收集，并输出一混合了前述两种数据的混合信号。其中数据探测模块得为定置在一探测地点以进行长时间连续探测，并由使用者经由网络于远端进行控制以及随时监测。信号分解模块将混合信号依照地质探测方法将混合信号分解成一有源的地质探测信号以及一无源的地质探测信号，以供使用者分别于一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块来进行后续数据分析。
[0006]本发明的有益效果在于，相较于现有技术，本发明因为提供了有源的地质探测方法，与无源的地质探测方法的数据采集的同时性，得以具体地提高了野外现场所调查数据的数量，可以有效率且同时地拥有两种数据的约束，提高电性模型的可信度。此外，本发明并可通过长时间的观测，以了解地表下的电阻率构造变化，密集地监视地表下目标物物理状态(如含水量、污染物浓度等)的连续改变。
【附图说明】
[0007]图1绘制了根据本案的一具体实施例的功能方框图。
[0008]图2绘制了根据本案的一具体实施例的数据探测模块与信号分解模块的细节功能方框图。
[0009]图3绘制了根据本案的一具体实施例的地质探测装置的细节功能方框图。
[0010]图4A绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号示意图。
[0011]图4B绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。
[0012]图4C绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
[0013]图5A绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号示意图。
[0014]图5B绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。
[0015]图5C绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
[0016]其中，附图标记说明如下:
[0017]1?地质数据探测系统
[0018]10?数据探测模块101?参数设定装置
[0019]102?地质探测装置1021?有源地质数据探勘器
[0020]1022?无源地质数据探勘器 12?信号分解模块
[0021]121?信号格式转换整理装置 14?有源信号处理模块
[0022]16?无源信号处理模块
[0023]S0?参数指令S1?参数控制信号
[0024]S2?混合信号S3?有源的地质探测信号
[0025]S4?无源的地质探测信号
【具体实施方式】
[0026]以下将详述本发明的较佳具体实施例，藉以充分说明本发明的特征、精神及优点。
[0027]首先请参阅图1，图1绘制了根据本案的一具体实施例的功能方框图。如图1所示，本发明提供了一种地质数据探测系统1，其包含:一数据探测模块10、一信号分解模块
12、一有源信号处理模块14以及一无源信号处理模块16。
[0028]其中，数据探测模块10自一使用者接收一输入指令S0，在一预定时间内同时进行一有源的地质探测数据以及一无源的地质探测数据的探测收集，并输出包含了前述两种地质数据的一混合信号S2。其中，有源的地质探测数据包含一地电阻影像扫描(Electrical Resistivity Tomography, ERT)数据；无源的地质探测数据包含一自然电位(Self-Potential, SP)数据；其中，混合信号S2的频率范围为0至1000赫兹以内。此处所指的有源与无源，是以探测过程中是否以人工方式提供信号源来判别，以人工方式提供的信号源被称为有源；而以非人工，亦即天然提供的信号源被称为无源。
[0029]数据探测模块10得为定置在一探测地点以进行长时间连续探测，并由该使用者经由网络于远端进行控制以及随时监测。而在定置地点设置数据探测模块10之前，需在定置地点先进行用于数据探测模块10的测线位置规划与非极化电极埋设工作，包括焊接隔离线及电极防水包覆等作业。
[0030]信号分离模块12用以接收混合信号S2，并将混合信号S2分解成一有源的地质探测信号S3以及一无源的地质探测信号S4。其中于本实施例中，有源的地质探测信号S3包含一地电阻影像扫描(Electrical Resistivity Tomography, ERT)信号；无源的地质探测信号S4包含一自然电位(Self-Potential，SP)信号。有源信号处理模块14以及无源信号处理模块16分别接收有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4，以进行信号处理。
[0031]数据探测模块10用以连接并输出混合信号S2至信号分解模块12，有源信号处理模块14以及无源信号处理模块16分别连接于信号分解模块12，并分别接收有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4，藉以形成本发明地质数据探测系统1。
[0032]接着请参阅图2，图2绘制了根据本案的一具体实施例的数据探测模块与信号分解模块的细节功能方框图。
[0033]于本实施例中，数据探测模块10包含一参数设定装置101以及一地质探测装置102。参数设定装置101接收使用者所输入的一参数指令S0，并根据使用者所输入的参数指令so以输出有一相对应的参数控制信号S1，地质探测装置102连接参数设定装置101，用以根据参数设定装置101输出的参数控制信号S1，以同时收集该有源的地质探测数据，以及该无源的地质探测数据后输出该混合信号S2。其中，参数设定装置101根据参数指令S0所设定的参数包含地质探测装置102的电极放电排列顺序、电极放电时间序列排程、混合信号S2的压缩方式以及回传至该使用者的时间排程。
[0034]请继续参阅图2，于本实施例中，信号分解模块12包含一信号格式转换整理装置121，混合信号S2输入信号分解模块12之后，通过信号格式转换整理装置121，将混合信号S2分解成有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4。其中，由于有源的地质信号S3中输入的信号源波形以及其测量出来的信号波形系为已知，信号格式转换整理装置121通过将混合信号S2中属于已知输入输出的有源的地质探测信号S3，自混合信号S2中分离，而原来的混合信号S2中将剩下输入