一种针对高密度电法的全排列测量方法及系统与流程

本申请涉及地球物理电法勘探领域，尤其涉及一种针对高密度电法的全排列测量方法及系统。

背景技术：

1、高密度电法是工程勘查应用最广泛的方法之一，其基本原理是通过一次性布设完所有的电极，通过仪器控制整个排列上所有电极的开关状态，实现快速获取各种装置排列形式的地电数据，相比传统三维电阻率法大大提升了工作效率。

2、目前高密度电法数据采集方式为通过预先设定一个特定装置的测量模式，仪器采集设定装置排列的地电剖面数据。通过控制器确定某一对电极作为供电电极，某对或多对电极作为测量电极，其余电极为断开状态，单次供电只采集特定装置的一个或几个数据，当排列电极数量很多时，整条测线测量时间就会成倍增大。

3、当需要采集另一种装置的数据时，需要重新设定测量模式，重新采集数据，增加了重复工作量，大大降低了工作效率。尤其是在三维高密度电法测量时，由于电极数量太多，采集时间长达数十小时。无法在较短的测量时间内获取更多的信息。

4、由此可见，提供一种相对较短的测量时间且能获得更多装置排列数据的测量方法和数据处理系统是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决各装置形式的排列必须单独采集，单次供电只采集特定装置的一条或几条数据，采集效率低下等问题，提供一种针对高密度电法的全排列测量方法及系统。

2、本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、s1：设整个电极排列上共有k个电极，相邻两个电极之间距离为l；供电电极a与供电电极b之间的距离表示为供电电极距；

4、s2：将第1个电极作为供电电极a，供电电极b从第2个电极开始依次滚动到第k个电极依次供电；供电电极a作为第一个电极供电完成后，将供电电极a向后移动一个电极距l到第2个电极位置固定，供电电极b从第3个电极开始依次滚动到第k个电极，重复上述步骤直到供电电极a滚动到第k-1个电极，为供电电极在电极排列上的滚动供电；

5、s3：根据供电电极距，选择距离零电势位置最近的电极作为参考电极c；

6、s4：在每一次供电完成后，获取测量电极与参考电极c之间的电势差系列，并将电势差系列与供电电极位置、测量电极位置、供电电流大小、供电电压大小以及供电时间作为高密度电法全排列测量的原始数据；

7、s5：根据各装置排列的采集方式特征，对原始数据进行各种装置排列的抽取分离，获得剖面数据；所述装置包括：温纳装置、施伦贝谢尔正倒装置、偶极-偶极装置和自定义装置等；所述剖面数据包括：视电阻率、自然电位和视激化率；

8、s6：根据剖面数据，绘制剖面图，完成高密度电法全排列测量。

9、可选的，所述滚动供电的具体步骤包括：

10、s21：从第1个电极开始，将供电电极a固定为第1个电极，供电电极b在第2个电极；供电电极a与供电电极b，正反各供电一次，供电电极b向后移动一个供电电极距l；直至供电电极b，移动到第k个电极，完成供电电极a作为第1个电极的供电电极的全排列滚动供电方式；

11、s22：完成一次滚动供电后，供电电极a向后移动一个电极距至第2个电极固定，供电电极b从第3个电极开始到第k个电极进行滚动供电；即完成供电电极a作为第2个电极的供电电极距从l到k的滚动供电；

12、s23：直至将供电电极a固定作为第k-1个电极，供电电极b设定在第k个电极，进行一次供电，完成整个供电电极在整个电极排列的滚动供电过程。

13、可选的，步骤s3包括：

14、s31：当供电电极a为第1个电极，且供电电极距为最小供电电极距l时，选择与供电电极a距离最远的一个电极作为参考电极c，即选择第k个电极作为参考电极c；

15、s32：当供电电极距不为最小供电电极距l时，选择距离供电电极中心点最近的一个电极作为参考电极c；供电电极中心点表示供电电极a与供电电极b的中心点；

16、s33：当供电电极a不为第1个电极，且供电电极距为最小供电电极距l时，计算电极排列上第1个电极与供电电极a的距离和电极排列上第k个电极与供电电极b的距离，通过比较计算两个距离的大小，确定参考电极c为第1个电极或第k个电极。

17、可选的，步骤s32包括：

18、s32a：当供电电极距不为最小供电电极距l且为l的偶数倍时，则选择供电电极中心点位置的电极作为参考电极c；

19、s32b：当供电电极距不为最小供电电极距l且为l的奇数倍时，选择距离供电电极中心点最近的两个电极中的电极号较小的一个电极作为参考电极c。

20、可选的，步骤s4包括：

21、s41：每一次供电完成后，除供电电极和参考电极c外的其余所有电极均作为测量电极，获得测量电极与参考电极c之间的电势差系列；

22、s42：将测量电极与参考电极c之间的电势差系列与供电电极位置、测量电极位置、供电电流、供电电压以及供电时间作为高密度电法全排列测量的原始数据。

23、可选的，根据偶极-偶极装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

24、确定偶极-偶极装置的最大收发距、最大供电电极距；

25、根据最大收发距、最大供电电极距，从原始数据中，提取出一条起始端至终止端的偶极-偶极装置的剖面数据和一条终止端至起始端的偶极-偶极装置的剖面数据。

26、可选的，根据温纳装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

27、确定温纳装置的最大供电电极距，从原始数据中，提取出一条温纳装置的剖面数据。

28、可选的，根据施伦贝谢尔装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

29、确定施伦贝谢尔装置的最大供电电极距、最大供电电极距与测量电极距的比值，从原始数据中，提取出一条供电极距大于测量极距的施伦贝谢尔装置的剖面数据和一条供电极距小于测量极距的倒置施伦贝谢尔装置的剖面数据。

30、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行一种针对高密度电法的全排列测量方法。

31、本申请提供的技术方案带来的有益效果是：

32、1. 针对一次供电电极的供电，其余所有测量电极均测量其与参考电极c之间的电势差信号，然后通过高密度电法全排列测量原始数据装置剖面提取算法提取出各装置排列方式的剖面数据，实现一次完整的滚动供电，得到多条装置排列方式的剖面数据，大大提高了数据采集效率。

33、2.通过提取交换供电电极和测量电极的两条偶极-偶极装置剖面数据进行数据质量评价和精度分析。

技术特征：

1.一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，所述滚动供电的具体步骤包括：

3.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，步骤s3包括：

4.如权利要求3所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，步骤s32包括：

5.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，步骤s4包括：

6.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，根据偶极-偶极装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

7.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，根据温纳装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

8.如权利要求1所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，根据施伦贝谢尔装置的采集方式特征，对原始数据进行装置排列的抽取分离，具体步骤包括：

9.一种高密度电法全排列测量系统，用于实现如权利要求1-8所述的一种针对高密度电法的全排列测量方法，其特征在于，系统包括：高密度电法全排列测量命令生成模块、高密度电法全排列测量原始数据储存模块、高密度电法全排列测量原始数据装置剖面提取模块；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被计算机执行时，执行如权利要求1-8任意一项所述的方法步骤。

技术总结
本申请提供了一种针对高密度电法的全排列测量方法及系统，涉及地球物理电法勘探领域，方法包括：确定2个供电电极，从测量电缆线的一端到另一端，依次滚动供电；根据供电电极距，选择距离零电势位置最近的电极作为参考电极C；每一次供电后，获取测量电极与参考电极C之间的电势差系列，并将电势差系列与供电电极位置、测量电极位置、供电电流大小、供电电压大小以及测量时间作为高密度电法全排列测量的原始数据；根据装置的采集方式特征，对原始数据进行各种装置排列的抽取分离，获得剖面数据，绘制剖面图，完成高密度电法全排列测量。实现一次完整的滚动供电，得到多条装置排列方式的多参数剖面数据，极大提高了数据采集效率。

技术研发人员：刘圣博,曾祥芝,刘盼,陈长敬,胡松涛,何禹,何思远,邹晨阳,肖逸飞,洪涛
受保护的技术使用者：中国地质调查局武汉地质调查中心（中南地质科技创新中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/9/26