[發(fā)明專利]瑞利波堤壩探測空洞位置的自動確定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910054814.2
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN101661110A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管業(yè)鵬;熊會軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/30
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種瑞利波堤壩探測空洞位置的自動確定方法，與現(xiàn)行方法截然不同的是，本方法基于瑞利波地震勘探實測數(shù)據(jù)得到的瑞利波速度映像圖及其速度索引條信息，自動確定堤壩是否存在空洞及其位置，屬于智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

堤壩是防洪工程體系的重要組成部分，是防御洪水和風(fēng)暴潮的主要屏障，在保障人民的生命財產(chǎn)安全方面，發(fā)揮著巨大作用。但是，堤壩堤基水文地質(zhì)條件復(fù)雜、質(zhì)量參差不齊，運行工況復(fù)雜、自身難以調(diào)控。另外，由于自然或人為等各種因素所造成的堤壩裂縫、漏洞、松散土體、軟弱夾層、秸料層、灌鼠洞穴等隱患眾多，因此，遇洪水、風(fēng)浪沖擊時極易發(fā)生管涌、滑坡等險情，嚴(yán)重時導(dǎo)致大堤潰決。上述不利因素，要求對堤壩異常區(qū)域的穩(wěn)定性、位置、范圍、邊界等進(jìn)行勘查與評價，及時制定可行方案。隨著地球物理勘探技術(shù)的發(fā)展，地球物理學(xué)家們提出了基于瑞利波探測堤壩地質(zhì)狀況，利用瑞利波的頻散特性，研究堤壩物性。目前大多數(shù)堤壩異常探測方法根據(jù)頻散曲線或瑞利波速度映像圖，人工分析地層之間的速度關(guān)系并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造做出是否存在異常以及位置信息，受主體知識和人為因素影響大，費時費力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有方法不能自動確定堤壩是否存在空洞及其位置，提供一種瑞利波堤壩探測空洞位置的自動確定方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：根據(jù)瑞利波在不同介質(zhì)中具有不同的傳播速度，且傳播速度與介質(zhì)密實程度相關(guān)，若堤壩存在空洞，則其會直接反映在瑞利波速度映像圖中。因此判定堤壩是否存在空洞，可轉(zhuǎn)化為在瑞利波速度映像圖中尋找對應(yīng)區(qū)域。在瑞利波速度映像圖中，不同顏色(或灰度)區(qū)域表示不同的速度大小，因此，根據(jù)瑞利波速度映像圖顏色信息，可自動判斷堤壩是否存在空洞及其位置。

根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種瑞利波堤壩探測空洞位置的自動確定方法，其特征在于利用瑞利波地震勘探實測數(shù)據(jù)，獲取瑞利波速度映像圖及顯示速度的速度索引條信息，提取與瑞利波在堤壩空洞中的傳播速度相對應(yīng)的速度索引信息，尋找是否存在與堤壩空洞對應(yīng)的速度索引信息相匹配的區(qū)域，判斷堤壩是否存在空洞并確定空洞區(qū)域的位置，其操作步驟如下：

(1)讀取瑞利波地震勘探實測數(shù)據(jù)，獲取瑞利波速度映像圖及其顯示速度的速度索引條；

(2)提取對應(yīng)堤壩空洞的瑞利波速度索引信息；

(3)判斷堤壩是否存在空洞及確定堤壩空洞位置。

上述步驟(1)讀取瑞利波地震勘探實測數(shù)據(jù)，獲取瑞利波速度映像圖及其顯示速度的速度索引條的具體步驟如下：

1)讀取瑞利波地震勘探實測數(shù)據(jù)，在該實測數(shù)據(jù)記錄中，將干擾瑞利波的反射波、折射波和直達(dá)波進(jìn)行濾除，提取瑞利波數(shù)據(jù)；

2)對瑞利波數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率域濾波處理，獲取瑞利波頻散曲線；

3)根據(jù)頻散曲線，通過反演和擬合，獲取地下地層厚度和瑞利波速度；

4)由地層厚度和瑞利波速度，繪制瑞利波速度映像圖以及顯示瑞利波速度的索引條。

上述步驟(2)提取對應(yīng)堤壩空洞的瑞利波速度索引信息的具體步驟如下：

1)對瑞利波速度映像圖進(jìn)行邊緣檢測，根據(jù)瑞利波速度索引條的矩形框遠(yuǎn)小于瑞利波速度映像圖的矩形框，確定瑞利波速度索引條位置；

2)根據(jù)瑞利波速度索引條位置，確定瑞利波速度數(shù)值位置；

3)通過數(shù)值識別，提取反映瑞利波速度大小的數(shù)值；

4)根據(jù)提取的瑞利波速度數(shù)值，確定與堤壩空洞對應(yīng)的瑞利波速度索引條灰度信息。

上述步驟(3)判斷堤壩是否存在空洞及確定堤壩空洞位置的具體步驟為：

1)對瑞利波速度映像圖進(jìn)行邊緣檢測，根據(jù)瑞利波速度映像圖的矩形框較瑞利波速度索引條的矩形框大，確定瑞利波速度映像圖位置；

2)利用步驟(2)提取的堤壩空洞瑞利波速度索引灰度信息，在瑞利波速度映像圖中，尋求是否存在與該速度索引灰度信息一致的區(qū)域；

3)若存在上述區(qū)域，則將該區(qū)域確定為堤壩空洞區(qū)域，表明堤壩存在空洞；否則，堤壩無空洞；

4)對堤壩空洞區(qū)域進(jìn)行連通區(qū)域分析，確定每一連通區(qū)域的左、右、上、下邊界范圍，該邊界范圍為對應(yīng)堤壩空洞的位置信息。