[發明專利]基于探地雷達和三維速度譜的地下管線埋深估計方法

有效

• 申請號: 202011006521.X
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112180452B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 彭建;白潔;俞慶彬
• 申請（專利權）人: 中國建筑第八工程局有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01V3/38
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

本發明提供了一種基于探地雷達和三維速度譜的地下管線埋深估計方法，采用探地雷達和三維速度譜估計地下管線埋深，能夠自動準確的獲得探地雷達的電磁波在地下管線上方的土壤介質中的傳播速度，進而應用于背向傳播偏移成像以實現對各類地下管線的埋深的精確估計。本發明解決了采用傳統的專用管線探查儀器檢測城市地下管線只能檢測金屬管線的問題。

技術領域

本發明涉及地下工程無損檢測技術領域，具體涉及一種基于探地雷達和三維速度譜的地下管線埋深估計方法。

背景技術

隨著城市的快速發展，城市的地下管線的分布也日趨復雜。當下很多老舊管線由于年代久遠、缺乏管理和維護及設計圖紙丟失等原因，已缺失管線位置、埋深等詳細信息，給城市建設和施工等帶來隱患。因此，精確確定地下管線位置、埋深等信息對城市建設和發展尤為重要。

城市地下管線的探測通常是使用專用管線探查儀器進行檢測，對埋設于地下的隱蔽管線段進行搜索、追蹤、定位和定深，其原理主要為電磁感應。該方法對金屬管線探測效果良好，但并不能檢測非金屬管線，比如PVC管等。

發明內容

為克服現有技術所存在的缺陷，現提供一種基于探地雷達和三維速度譜的地下管線埋深估計方法，以解決采用傳統的專用管線探查儀器檢測城市地下管線只能檢測金屬管線的問題。

為實現所述目的，提供一種基于探地雷達和三維速度譜的地下管線埋深估計方法，包括以下步驟：

獲取埋設地下管線的待測路段的探地雷達剖面圖；

于所述探地雷達剖面圖中提取包含所述地下管線的反射雙曲線的雷達剖面區域，并預估所述雷達剖面區域的區域參數，所述區域參數包括距離方向上的寬度和時間方向上的寬度；

基于所述區域參數和三維速度譜分析算法，計算得到探地雷達的電磁波在所述地下管線的上方背景介質中的傳播速度；

基于所述傳播速度，對所述探地雷達剖面圖進行背向傳播偏移成像以獲得偏移圖像；

基于所述偏移圖像中能量聚焦的位置，確定所述地下管線在所述待測路段中的埋設深度。

進一步的，所述獲取埋設地下管線的待測路段的探地雷達剖面圖的步驟包括：

探地雷達沿所述待測路段檢測獲得多道探地雷達數據；

對多道所述探地雷達數據進行預處理以獲得所述探地雷達剖面圖，所述預處理包括去背景、道間均衡、去直流和帶通濾波。

進一步的，所述計算得到探地雷達的電磁波在所述地下管線的上方背景介質中的傳播速度的步驟包括：

將所述區域參數代入所述三維速度譜分析算法后獲得三維疊加振幅數據，并對所述三維疊加振幅數據進行歸一化處理；

對歸一化處理后的所述三維疊加振幅數據應用軟閾值函數計算獲得三維速度譜圖像；

沿所述三維速度譜圖像的距離軸找到所述反射雙曲線的頂點，并提取所述頂點位置的速度切片，根據所述速度切片中所述反射雙曲線疊加能量最強點，獲取所述電磁波在所述背景介質中的傳播速度。

進一步的，所述雷達剖面區域的相干的信號通過疊加振幅計算獲得所述三維疊加振幅數據，疊加振幅計算公式(1)為

i＝1,…nt；j＝1,…nx；k＝1,…nv