一种地质雷达数据增强处理方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及一种地质雷达数据增强处理方法、装置、电子设备及存储介质，属于地质雷达数据处理领域。

背景技术：

1、地质雷达(gpr) 是通过研究仪器激发的高频窄脉冲电磁波，频率通常在 106～109 hz，利用接收到的反射波形来判断地下介质分布状况的一种无损探测设备。利用该方法进行实地探测的重要理论依据就是，探测对象内部存在明显的介电性差异，如各种不良地质体(空洞、破碎带、充水溶洞等) 同四周围岩就存在明显的物性差异，电磁波在传播过程中遇到这些分界面会产生强烈的反射现象，对接收到反射波形进行相关分析，可以定性推测探测对象内部异常体的空间位置、埋深和大小等重要信息。

2、但是，当不良地质体(空洞、破碎带、充水溶洞等) 同四周围岩的物性差异不大时，接收到的反射波形不太明显，推测探测对象内部异常体的空间位置、埋深和大小等重要信息时会产生误差，所以，需要通过技术手段将接收到的地质雷达数据进行增强处理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种地质雷达数据增强处理方法、装置、电子设备及存储介质，解决了存在的地质雷达接收到的反射波形不够明显的问题。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种地质雷达数据增强处理方法，包括：获取目标区域的地质雷达数据；根据所述地质雷达数据中目标体的深度信息选定窗口尺寸；采用所选定的窗口尺寸对所述地质雷达数据进行全覆盖剖分，获得若干个窗口；采用小子域滤波分别获得各个窗口的窗口中心滤波值。

4、进一步的，所述窗口中心滤波值的获得过程包括：以预设的子域形态在当前窗口中心点的邻域内剖分出多个子域；分别计算各个所述子域内的信号均值和信号均方差；在当前窗口的所有子域中选定信号均方差最小的子域，并将该子域所对应的信号均值作为当前窗口的窗口中心滤波值。

5、进一步的，所述窗口尺寸为的正方形窗口；其中，为正方形窗口每条边长上的信号点数；为不小于3的奇数。

6、进一步的，所述子域形态为平行四边形，子域所属窗口的中心点落在平行四边形子域内部或者平行四边形边缘上。

7、进一步的，所述信号均值的计算公式为：

8、；

9、其中，<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>n</mi></mstyle><mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>=</mi></mstyle><mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mo>[</mo><mrow bevelled="true"><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>m</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mo>)</mo></mrow><mo stretchy="true">/</mo><mn>2</mn></mrow><mo>]</mo></mstyle><mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msup><mrow /><mn>2</mn></msup></mstyle></mstyle>

10、式中，为第个子域的信号均值；为第个子域内第个点上的信号值；为每个子域内的信号点数。

11、进一步的，所述信号均方差的计算公式为：

12、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>σ</mi><mi>i</mi></msub><mi>=</mi><msqrt><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>j</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mfrac><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>δ</mi><msub><mi>ez</mi><mi>i</mi></msub><mi>−</mi><msub><mi>ez</mi><mi>i</mi></msub><mi>(</mi><mi>j</mi><mi>)</mi></mrow><mo>]</mo></mrow><mn>2</mn></msup><mi>n</mi></mfrac></mstyle></msqrt></mstyle>；

13、式中，为第个子域的信号均方差。

14、第二方面，本发明提供了一种地质雷达数据增强处理装置，包括：

15、数据获取模块：用于获取目标区域的地质雷达数据；

16、窗口选定模块：用于根据所述地质雷达数据中目标体的深度信息选定窗口尺寸；

17、窗口剖分模块：用于采用所选定的窗口尺寸对所述地质雷达数据进行全覆盖剖分，获得若干个窗口；

18、窗口处理模块：用于采用小子域滤波分别获得各个窗口的窗口中心滤波值。

19、进一步的，所述窗口处理模块包括：

20、子域划分模块：用于以预设的子域形态在当前窗口中心点的邻域内剖分出多个子域；

21、子域计算模块：用于分别计算各个所述子域内的信号均值和信号均方差；

22、决策模块：用于在当前窗口的所有子域中选定信号均方差最小的子域，并将该子域所对应的信号均值作为当前窗口的窗口中心滤波值。

23、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的地质雷达数据增强处理方法。

24、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的地质雷达数据增强处理方法。

25、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

26、本发明提供的地质雷达数据增强处理方法将数据用窗口进行剖分，并采用小子域滤波将窗口分为不同的子域，当一个子域内的电场强度数据变化平缓时，表明其处于平稳场强区，也就是其所反映的区域内介质属性较为均匀；相反的，当一个子域处于电场强度变化较大区域时，表明其反映的区域内介质属性有较大的变化，而窗口的中心部位最有可能属于异常变化较平缓的子域，通过一个窗口中异常变化最平缓的子域获得该窗口中心点的滤波值，突出了异常变化的分界特征，锐化了异常体的边界特征，能够提高异常体在地质雷达图像中的识别效果。