[發明專利]基于自動識別折射波起點的單支折射數據解譯方法和系統

有效

• 申請號: 201610080589.X
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105866834B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 陳新球;彭緒洲;張國寶;李進敏;朱夏甫
• 申請（專利權）人: 中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所11337
• 代理人: 于國富

技術領域

本發明屬于工程物探技術領域，涉及工程物探淺層地震折射勘探(測試)數據分析方法，尤其涉及一種基于自動識別折射波起點的單支折射數據解譯方法。主要應用于水電工程、水利工程、公路、鐵路及工業與民用建筑等領域的簡單場地條件下采用單支或相遇觀測系統進行地震折射勘探的數據分析。

背景技術

所謂簡單場地是指地層穩定且橫向變化較小、地形平坦且地貌單元單一或地形與地層界面同態變化的場地，這種場地在各類工程建設中都很常見。要探明簡單場地上覆蓋層厚度，最為經濟可靠的方法當屬采用單支或相遇觀測系統的地震折射勘探方法。

淺層地震折射勘探方法是工程物探常用的方法，是覆蓋層厚度探測有效物探手段之一，在水電工程、水利工程、公路、鐵路等多個領域有著廣泛的應用，它具有精度高、速度快和成本低等特點。淺層地震折射勘探包括多種數據采集方式(即觀測系統)，各種不同的觀測系統有不同的場地適應性。對于簡單場地來說，采用單支或相遇觀測系統既能滿足精度要求，同時還能大大降低數據采集成本和提高工作效率。

淺層地震折射勘探數據分析的主要過程包括：拾取地震波初至走時、在時距曲線中確定折射波起點(即直達波與折射波的置換點)、根據折射波起點的時距關系計算表層地震波有效速度、用最小二乘法分析計算下臥目標層的界面速度、分析計算各測點的表層厚度(即下臥目標層的埋深)。可見時距曲線中的折射波起點是淺層地震折射勘探數據過程中的關鍵步驟，該點的準確與否直接影響到表層地震波有效速度和下臥目標層界面速度的準確性，并且影響最終數據分析結果的可靠性和精度。

在理論上，對兩層結構的簡單場地來說，采用單支或相遇觀測系統所得到的時距曲線是直達波和折射波兩條相交的直線組合成的一條折線，折射波的起點就是兩條直線的交點。但實際上，表層物質的地震縱波速度是深度的函數，即從上至下會因為密實程度的逐漸增加而逐漸增加，直達波時距曲線也就不是一條直線，而是一些離散曲線點，折射波是一條近似直線的離散點。因此，在分析采用單支或相遇觀測系統所得到的折射地震勘探數據時，常常是憑借工程技術人員的經驗通過反復試算得以找到時距曲線中的折射波起點，這就要求工程技術人員必須具有較高的專業素養和豐富的實際經驗，而且數據分析的效率較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于自動識別折射波起點的單支折射數據解譯方法和系統，首先通過循環查找和條件判斷在單支時距曲線中自動識別折射波起點，然后自動計算表層地震波有效速度和下臥目標層的界面速度，最后計算出各測點的表層厚度，能大大減少在單支或相遇折射時距曲線中工程技術人員根據經驗判斷折射波起點所花費的時間，可顯著提高單支或相遇地震折射勘探數據分析的工作效率，從而解決現有技術中存在的前述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種基于自動識別折射波起點的單支折射數據解譯方法，首先通過循環查找和條件判斷在單支時距曲線中自動識別折射波起點，然后自動計算表層地震波有效速度和下臥目標層的界面速度，最后計算出各測點的表層厚度。

優選的，具體包括以下步驟：

S1，拾取地震波初至走時，在地震波形數據中識別、拾取地震波初至走時；

S2，繪制單支或相遇時距曲線，建立分析計算所需的各測點地震波時距關系曲線圖；

S3，自動識別時距曲線中的折射波起點，根據所建立的地震波時距關系曲線圖自動識別和查找折射波起點；

S4，分析計算并輸出解譯成果，自動分析計算各測點表層厚度并輸出最終成果。

優選的，S1中所述拾取地震波初至走時，具體為：先將地震儀器記錄的地震數據轉換為RPS格式數據，然后編輯測線號、炮點樁號、接收樁號文件頭信息，根據相鄰記錄道地震波初至的相關性進行識別，拾取地震波初至走時。

優選的，S2中所述繪制單支或相遇時距曲線，具體為：選擇適當的縱橫繪圖比例，根據所獲得的地震波數據文件中的地震波初至走時，以小樁號邊炮點為坐標原點、以接收樁號為橫坐標、以地震波初至走時為縱坐標繪制時距曲線。

優選的，S3中所述自動識別時距曲線中的折射波起點，具體為：采用循環過程在時距曲線上自動查找折射波起點；

每個所述循環過程均包括三個子過程：

S31，自動分析計算表層地震波有效速度；

S32，用最小二乘法分析計算下臥目標層的界面速度；

S33，用條件判斷所查找到的點是否為折射波起點；