一种网格化地震映像道路探测方法及系统与流程

本发明涉及地震映像探测，尤其涉及一种网格化地震映像道路探测方法及系统。

背景技术：

1、地下空洞的特点主要有隐蔽性强、引起原因众多、难以提前预测等。大范围的地下空洞及缺陷探测，既能了解构筑物的结构层，又能提前预防地面塌陷的发生，为城市的可持续发展和人民的生命财产安全提供有力的保障。

2、道路质量检测工作中，道路的缺陷，例如破裂、空洞和渗漏可能深埋于地下，因此，一般使用可控震源，产生人工振动信号，并接受地表的震动回波，通过对回波信号的分析，实现对地表以下介质的探测和描述，这种方法称为地震方法。

3、传统常用单点地震映像方案：单点地震映像方案有成本低、原理简单、抗干扰能力强的优点。其原理为：偏移距的将震源和传感器，沿道路延伸方向按最佳偏移距排列震源和传感器，激发震源后，采集回波信号，并将观测系统整体前移，重复测量过程。将一条测线上的回波信号组成地震图，通过对地震图的直接分析，寻找可能的波形时频分布异常，由此推测出异常体位于地下的空间位置。

4、但是单点地震映像方案只使用一对激发-接收组合，且一般将偏移距设置为最佳偏移距，使得偏移距较大，难以在道路中进行二维部署，无法对地下结构进行三维成像。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种网格化地震映像道路探测方法及系统，形成三维探测图像，提升了设备的有效探测范围和数据分辨率。

2、本发明提出的一种网格化地震映像道路探测方法，包括如下步骤：

3、s1：获取传感器探测数据，所述传感器探测数据是在震源被激发后传感器对地面探测的数据；

4、s2：将twindow时间区间的探测数据切割成单独的sgy文件，得到分段数据，遍历多个时间区间，得到多个分段数据，所述时间twindow区间为时刻ti至时刻ti+twindow之间的时间区间；

5、s3：基于小波基对每个分段数据进行卷积处理，并对卷积后的结果取模得到各个传感器采集的地震波的时频能量图p；

6、s4：针对每一个时刻t0，对低频、中频、高频的能量进行统计，生成能量特征s；

7、s5：将各个传感器采集的各时刻的能量特征s组合成二维特征图s(x,t)，并将二维特征图s(x,t)显示为二维彩图以获取地震映像结果。

8、进一步地，在步骤s1中获取传感器探测数据时同步获取震源数据，所述震源数据为震源被激发所发出的振动信号；

9、当震源数据大于预设的振动信号数据，获取并储存传感器探测数据；

10、当震源数据小于等于预设的振动信号数据，重新获取震源数据和传感器探测数据。

11、进一步地，震源数据和传感器探测数据是基于同一探测单元的上传的数据，所述探测单元为震源和传感器组合形成的探测设备。

12、进一步地，在步骤s3中，卷积公式如下：

13、

14、其中，w(k)表示卷积后的结果，u(j)表示小波基，v(k-j+1)表示分段数据，k表示卷积后的离散序列的序号，j表示卷积过程内的乘法的循环序号，j的取值为使u(j)和v(k-j+1)不为0的全体整数。

15、进一步地，步骤s5具体如下：

16、将各个传感器采集的各时刻的能量特征s＝[pl，pm，ph]组合成二维特征图s(x,t)，s(x,t)＝[pl(x,t)，pm(x,t)，ph(x,t)]，x表示传感器的空间坐标，t表示传感器探测数据的时间轴；

17、将pl(x,t)，pm(x,t)，ph(x,t)的值分别映射到红、绿、蓝三通道0-255色值范围内，将二维特征图s(x,t)显示为二维彩图。

18、一种网格化地震映像道路探测系统，包括获取模块、切割遍历模块、卷积取模模块、频率统计模块和组合显示模块；

19、所述获取模块用于获取传感器探测数据，所述传感器探测数据是在震源被激发后传感器对地面探测的数据；

20、所述切割遍历模块用于将twindow时间区间的探测数据切割成单独的sgy文件，得到分段数据，遍历多个时间区间，得到多个分段数据，所述时间twindow区间为时刻ti至时刻ti+twindow之间的时间区间；

21、所述卷积取模模块用于基于小波基对每个分段数据进行卷积处理，并对卷积后的结果取模得到各个传感器采集的地震波的时频能量图p；

22、所述频率统计模块用于针对每一个时间采样点t，对低频、中频、高频的能量进行统计，生成能量特征s；

23、所述组合显示模块用于将各个传感器采集的各时刻的能量特征s组合成二维特征图s(x,t)，并将二维特征图s(x,t)显示为二维彩图以获取地震映像结果。

24、进一步地，所述获取模块同步获取震源数据，所述震源数据为震源被激发所发出的振动信号；当震源数据大于预设的振动信号数据，获取并储存传感器探测数据；当震源数据小于等于预设的振动信号数据，重新获取震源数据和传感器探测数据。

25、一种计算机可读储存介质，所述计算机可读储存介质上存储有若干分类程序，所述若干分类程序用于被处理器调用并执行如上所述的网格化地震映像道路探测方法。

26、本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

27、本发明提供的一种网格化地震映像道路探测方法及系统的优点在于：本发明结构中提供的一种网格化地震映像道路探测方法及系统，解决三维地震方案在道路上数据难以分析、有效探测面积浪费的问题的同时，解决单点地震映像方案只能一维部署的不足，并引入新的二维分析成像算法，对二维地震映像数据进行处理，形成三维探测成果，提升了设备的有效探测范围和数据分辨率，最终解决了传统使用地震法对道路进行探测时效果差、效率低的问题。

技术特征：

1.一种网格化地震映像道路探测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的网格化地震映像道路探测方法，其特征在于，在步骤s1中获取传感器探测数据时同步获取震源数据，所述震源数据为震源被激发所发出的振动信号；

3.根据权利要求1所述的网格化地震映像道路探测方法，其特征在于，震源数据和传感器探测数据是基于同一探测单元的上传的数据，所述探测单元为震源和传感器组合形成的探测设备。

4.根据权利要求1所述的网格化地震映像道路探测方法，其特征在于，在步骤s3中，卷积公式如下：

5.根据权利要求1所述的网格化地震映像道路探测方法，其特征在于，步骤s5具体如下：

6.一种网格化地震映像道路探测系统，其特征在于，包括获取模块、切割遍历模块、卷积取模模块、频率统计模块和组合显示模块；

7.根据权利要求6所述的网格化地震映像道路探测系统，其特征在于，所述获取模块同步获取震源数据，所述震源数据为震源被激发所发出的振动信号；当震源数据大于预设的振动信号数据，获取并储存传感器探测数据；当震源数据小于等于预设的振动信号数据，重新获取震源数据和传感器探测数据。

8.一种计算机可读储存介质，其特征在于，所述计算机可读储存介质上存储有若干分类程序，所述若干分类程序用于被处理器调用并执行如1至5任一所述的网格化地震映像道路探测方法。

技术总结
本发明公开了一种网格化地震映像道路探测方法及系统，包括如下步骤：S1：获取传感器探测数据，S2：将t<subgt;window</subgt;时间区间的探测数据切割成单独的sgy文件，得到分段数据，遍历多个时间区间，得到多个分段数据；S3：基于小波基对每个分段数据进行卷积处理，并对卷积后的结果取模得到各个传感器采集的地震波的时频能量图P；S4：针对每一个时间采样点t，对低频、中频、高频的能量进行统计，生成能量特征S；S5：将各个传感器采集的各时刻的能量特征S组合成二维特征图S(x,t)，并将二维特征图S(x,t)显示为二维彩图以获取地震映像结果。该探测方法及系统形成了三维探测图像，提升了设备的有效探测范围和数据分辨率。

技术研发人员：吕耀志,刘贵熙,李鸿,张帆,谭儒蛟,杨阳
受保护的技术使用者：天津市政工程设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15