探地雷达数据处理方法研究与软件研制

【摘要】： 探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)数据处理是一项复杂的工作。本文从软件研制背景出发,介绍了国内外探地雷达数据处理进展情况。然后本文阐述了GPR工作原理,探讨影响其分辨率与探测深度的因素,并结合实测数据和正演模型详细论述了数据噪音及其来源。针对前述GPR信号特点,结合探地雷达数字信号处理原理,设计了“探地雷达数据处理软件”。该软件在VISUALC++和MATLAB两种平台下开发,其中在VISUALC++下完成数据格式分析和转换程序,在MATLAB下完成主处理程序。主程序由文件操作、视图操作、常规编辑和滤波处理四个模块组成。其中,文件操作模块包括文件读写、文件头编辑、数据格式转换等,数据格式转换是将三种GPR数据转化为地震通用存储格式Segy;视图操作包括对数据显示,其中包括波形、变面积和变密度三种显示方式,三瞬剖面(瞬时振幅、瞬时频率和瞬时相位剖面)以及增益调节;常规编辑包括信号校正、时窗截取、重采样、去直流分量和坐标编辑等功能模块;滤波模块包括频谱分析,其中包括傅式谱和S变换谱,FIR频率域或波数域滤波、二维滤波、背景滤波、均值和中值滤波,其中包括四种形式二维滤波,即任意多边形、扇形和消除上(下)倾。软件处理工作以交互的方式进行,操作友好简洁,处理后的数据以图形化方式实时展现给用户,有利于用户对处理过程进行监视和分析。最后,本文通过一个数据处理应用实例,综合利用本软件处理手段,对其进行分析和解释,验证了本软件的可靠性。