一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法的制作方法

本发明涉及多通道探地雷达数据处理技术领域，尤其是一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法。

背景技术：

探地雷达，是通过发射天线向地下发射高频电磁波，通过接收天线接收反射回地面的电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。传统的探测处理数据复杂，且需要一一探测后对探测采集的数据进行独立处理，任一点均存在误差的可能性。因此，需要对独立处理的数据进行后期优化处理。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法，本发明采用的技术方案如下：

一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法，包括以下步骤：

步骤s1，建立待搜索区域的三维坐标系，并进行采集点定义。

步骤s2，在待搜索区域内输入一参考层位点的层位信息，并标记参考层位点为a；所述层位信息为层位索引值。

步骤s3，以参考层位点a为基准，分别沿x轴和y轴向外扩散采用振幅容差阈值和峰谷求得相邻点的层位信息。

步骤s4，以求得层位信息的相邻点为基准，重复采用振幅容差阈值和峰谷求得三维体信息c-scan的层位索引。

进一步地，所述步骤s1中，进行采集点定义，包括以下步骤：

步骤s11，标记z轴方向为a-scan；所述a-scan的索引值范围大于等于0、且小于等于255的正整数；

步骤s12，数个a-scan沿y轴方向组成一b-scan；n个通道雷达的bscan组成一batch；数个batch沿x轴方向组成一个三维体信息c-scan；所述n为大于等于1的正整数；

优选地，所述步骤s3中，采用振幅容差阈值和峰谷求得相邻点的层位信息，具体步骤如下：

步骤s31，采用遍历检索参考层位点a的相邻点a2[i]；所述i为大于0、且小于255的正整数；

步骤s32，判断相邻点a2[i]的振幅值与预设的参考值iref的容差是否小于预设的振幅容差阈值threshold；若大于，则返回步骤s31，遍历搜索相邻点a2[i]的相邻点下一点a2[i+1]；否则进入步骤s33；

步骤s33，判断相邻点a2[i]的峰谷特性，若相邻点a2[i]的振幅值斜率da2[i]<＝0且da2[i+1]>＝0，则相邻点a2[i]为波峰，并进入步骤s34；若相邻点a2[i]的振幅值斜率da2[i]>＝0且da2[i+1]<＝0，则相邻点a2[i]为波谷，并进入步骤s34；否则返回步骤s31，遍历搜索相邻点a2[i]的相邻点下一点a2[i+1]；

步骤s34，判断相邻点a2[i]为波峰或波谷的点与该点对应的层位信息的距离差，若相邻点a2[i]的上一个点的参考层位信息等于-1，则停止该相邻点a2[i]的检索，否则进入步骤s35；

步骤s35，判断参考层位点a与相邻点a2[i]的层位差是否小于5，则将相邻点a2[i]的层位ilast标记为i，并将参考值iref修改成相邻点a2[i]的振幅值。

更进一步地，所述步骤s3中，还包括参考层位点a的传递，若相邻点a2[i]的上一个点的参考层位信息不等于-1，则将相邻点a2[i]作为参考层位点a，继续检测相邻点a2[i]的相邻点的层位信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明巧妙地通过一个参考点的层位信息，得到多通道探地雷达采集的雷达数据的整个三维层位数据，其无需对检测的数据进行后期优化，既能简化逻辑步骤，又能提高检测的准确度。本发明通过振幅容差阈值和峰谷及相邻层位连续性的约束信息，求得相邻点的层位信息，其判断更为准确。综上所述，本发明具有效率高、逻辑简便、准确可靠等优点，在多通道探地雷达数据处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的逻辑流程图。

图2为本发明的某一区域的测试结果图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图2所示，本实施例提供了一种多通道探地雷达层位搜索及优化算法，包括以下步骤：

第一步，建立待搜索区域的三维坐标系，并进行采集点定义。具体来说：

(1)标记z轴方向为a-scan；每个a-scan有256个点组成一个波形，即索引值范围[0,255]。

(2)同一个y方向的一系列a-scan组成一个b-scan，标记为a[i]；14个通道雷达b-scan组成一个batch；c-scan代表采集的区域的全部三维信息。

第二步，在待搜索区域内输入一参考层位点的层位信息，并标记参考层位点为a；所述层位信息为层位索引值。其中，irefdepth表示a点的参考层位，irefvalue表示a点参考峰值(波峰或者波谷)；ilast代表a点上一个点的参考层位信息；如果上个点未检索到层位信息，记ilast＝-1；如果上个点检测道层位信息，那么ilast＝ilastdepth；ilastdepth为上个点的层位值。stp，endp:表示整个c-scan层位搜索起始点索引值，限定层位波动范围。如在stp＝30,endp＝50,代表在30-50索引值范围内进行层位搜索。振幅容差阈值threshold预设为6000。

第三步，以参考层位点a为基准，分别沿x轴和y轴向外扩散采用振幅容差阈值和峰谷求得相邻点的层位信息。

(31)采用遍历检索参考层位点a的相邻点a2[i]；所述i为大于0、且小于255的正整数；

(32)判断相邻点a2[i]的振幅值与预设的参考值iref的容差是否小于预设的振幅容差阈值threshold；若大于，则返回步骤(31)，遍历搜索相邻点a2[i]的相邻点下一点a2[i+1]；否则进入步骤(33)；

(33)判断相邻点a2[i]的峰谷特性，若相邻点a2[i]的振幅值斜率da2[i]<＝0且da2[i+1]>＝0，则相邻点a2[i]为波峰，并进入步骤(34)；若相邻点a2[i]的振幅值斜率da2[i]>＝0且da2[i+1]<＝0，则相邻点a2[i]为波谷，并进入步骤(34)；否则返回步骤(31)，遍历搜索相邻点a2[i]的相邻点下一点a2[i+1]；

(31)判断相邻点a2[i]为波峰或波谷的点与该点对应的层位信息的距离差，若相邻点a2[i]的上一个点的参考层位信息等于-1，则停止该相邻点a2[i]的检索，否则进入步骤(35)；

(35)，判断参考层位点a与相邻点a2[i]的层位差是否小于5，则将相邻点a2[i]的层位ilast标记为i，并将参考值iref修改成相邻点a2[i]的振幅值。

(36)，在求得相邻点的层位信息后需要检测下一个点的层位信息，因此，需要进行参考层位点a的传递，若相邻点a2[i]的上一个点的参考层位信息不等于-1，则将相邻点a2[i]作为参考层位点a，继续检测相邻点a2[i]的相邻点的层位信息。

第四步，以求得层位信息的相邻点为基准，重复步骤(31)～(36)采用振幅容差阈值和峰谷求得三维体信息c-scan的层位索引。

综上所述，本发明只通过一个层位参考点，就能得到多通道探地雷达采集的雷达数据的整个c-scan层位数据。相比单通道层位检测，极大的提高了层位搜索效率和检测精度。与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，在多通道探地雷达数据处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。