Обработка георадарных данных стр3

После сортировки точек производится пересчёт значений скорости в значения диэлектрической проницаемости, так как в дальнейшем будут исследоваться не кинематические характеристики волн, а электрофизические свойства среды.
Наиболее ответственный этап обработки результатов обследования георадарного – корректировка значений ε по частотному (или другому) атрибуту. Он требуется для исправления возможных ошибок определения скорости электромагнитных волн и исключения искажений, вызванных влиянием кратных отражений, «воздушных» отражений и других помех.

Данная процедура производится, как отмечалось выше, с помощью адаптивной пространственной фильтрации. Маска фильтра (решающее правило) может быть построена на основе одного или нескольких эмпирически установленных связей между точкой матрицы диэлектрической проницаемости среды {ε} и одним или несколькими динамическими атрибутами. Рассмотрим вариант построения подобного фильтра на основании одного из свойств изучаемой среды.

Как известно, затухание зондирующих импульсов георадара является частотно зависимым - высокочастотные компоненты электромагнитных волн затухают быстрее, чем низкочастотные. Наряду с этим влажность, от которой первую очередь зависит диэлектрическая проницаемость грунта, также меняется с глубиной, как правило,- увеличивается, а соответственно увеличивается и значение ε . Если для определенных в процессе обработки значений центральных частот импульсов рассчитать средние значения εсредн из множества {ε} и построить эту зависимость на графике в виде облака точек, то уравнение регрессии может быть использовано в качестве корректирующей функцией (маски фильтра). В результате применения этой функции достоверность интерпретации разреза значительно повышается. На Рис.2 показан вид корректирующей функции для радарограммы, полученной на поверхности мерзлых грунтов.

Рис. 2 Корректирующая функция, полученная на участке развития слоя сезонного промерзания.

Следует заметить, что геофизик-интерпретатор, опираясь на априорную информацию о строении разреза, может ввести собственную корректирующую функцию, более точно отражающую взаимосвязь ε и частоты для данного типа разреза.

Заключительный этап построения разреза диэлектрической проницаемости – интерполяция значений ε по опорным точкам известными в вычислительной математике методами (триангуляция Делоне).

Таким образом, на вход программы автоматизированной обработки подаётся числовая матрица амплитуд отражённых сигналов, полученная при георадиолокационном профилировании, на выходе формируется матрица того же размера, но уже со значениями ε для каждой точки двумерного пространства разреза.

Наиболее информативно визуализировать матрицу значений ε в виде контурного графика с залитыми, в соответствии с выбранной цветовой схемой, областями.

На Рис. 3 представлен результат автоматизированной обработки профиля, полученного георадаром с центральной частотой зондирующих импульсов 300 МГц (исследования характеристик грунта в районе многолетней мерзлоты).

Рис. 3 Георадарный профиль, полученный при георадарном зондировании грунта в районе вечной мерзлоты и результат автоматизированной обработки в виде разреза диэлектрической проницаемости. В отличие от необработанной радарограммы, на разрезе можно наблюдать степень промерзания различных участков подповерхностной среды.