CN105277988B - 一种地质数据探测系统 - Google Patents
一种地质数据探测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105277988B CN105277988B CN201410349759.0A CN201410349759A CN105277988B CN 105277988 B CN105277988 B CN 105277988B CN 201410349759 A CN201410349759 A CN 201410349759A CN 105277988 B CN105277988 B CN 105277988B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- data
- passive
- active
- geology detecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明提供了一种地质数据探测系统，包含一数据探测模块、一信号分解模块、一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块。数据探测模块利用一有源的地质探测方法，以及一无源的地质探测方法进行地质数据的探测与收集，并输出一混合前述两种数据的混合信号。信号分解模块将混合信号分解成一有源的地质探测信号，以及一无源的地质探测信号，以供使用者分别于一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块来进行数据分析。通过本发明可同时并长时间进行有源与无源的地质探测方法，以提高野外现场所调查数据的数量。
Description
技术领域
本发明提供一种地质数据探测系统，特别是指得同时且长时间连续进行采集至少两种地质探测技术的数据，并将前述至少两种地质探测技术的数据混合为一个混合信号输出的地质数据探测系统。
背景技术
地电探查(Geo-electrical Survey)是地球物理探勘(GeophysicalProspecting)技术中调查地下电阻率(Electrical Resistivity)或相关电性构造的一支，其中包含有有源(Active Source)的地电阻影像扫描(Electrical ResistivityTomography，简称ERT)法与无源(Passive Source)的自然电位(Self-Potential，简称SP)法。此谓有源与无源，是指探查过程中是否以人工方式提供信号源之意。因此无源的SP法接收的是自然界地面以下地球本体就存在的电压差，而有源的ERT法则是在地表向地面下通入电流，另行制造出一人工电场，并据此收集地表各处因该人工电场而反应出的人造场电压差数据。
目前既有的电探仪器，在收集有源的ERT数据与无源的SP数据皆独立行之，不能做到同时采集两类探查技术的数据。再者，现有的仪器所提供的电压差数据，也都为短时间数小时内的单次施测结果，尚未提供长时间达数天的连续监测数据。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供了一种地质数据探测系统，得同时且长时间的利用两种地质探测方法进行数据的收集，并将根据两种地质探测方法所收集的数据信号混合为一个混合信号输出，再将混合信号分离成一有源的地质探测信号以及一无源的地质探测信号，藉以供一使用者于后续进行分析。本发明的地质数据探测系统包含有一数据探测模块、一信号分解模块、一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块。
数据探测模块用以接收一使用者的输入指令，并利用一有源的地质探测方法以及一无源的地质探测方法于一预定时间范围内进行地质数据的探测与收集，并输出一混合了前述两种数据的混合信号。其中数据探测模块得为定置在一探测地点以进行长时间连续探测，并由使用者经由网络于远端进行控制以及随时监测。信号分解模块将混合信号依照地质探测方法将混合信号分解成一有源的地质探测信号以及一无源的地质探测信号，以供使用者分别于一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块来进行后续数据分析。
本发明的有益效果在于，相较于现有技术，本发明因为提供了有源的地质探测方法，与无源的地质探测方法的数据采集的同时性，得以具体地提高了野外现场所调查数据的数量，可以有效率且同时地拥有两种数据的约束，提高电性模型的可信度。此外，本发明并可通过长时间的观测，以了解地表下的电阻率构造变化，密集地监视地表下目标物物理状态(如含水量、污染物浓度等)的连续改变。
附图说明
图1绘制了根据本案的一具体实施例的功能方框图。
图2绘制了根据本案的一具体实施例的数据探测模块与信号分解模块的细节功能方框图。
图3绘制了根据本案的一具体实施例的地质探测装置的细节功能方框图。
图4A绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号示意图。
图4B绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。
图4C绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
图5A绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号示意图。
图5B绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。
图5C绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1～地质数据探测系统
10～数据探测模块 101～参数设定装置
102～地质探测装置 1021～有源地质数据探勘器
1022～无源地质数据探勘器 12～信号分解模块
121～信号格式转换整理装置 14～有源信号处理模块
16～无源信号处理模块
S0～参数指令 S1～参数控制信号
S2～混合信号 S3～有源的地质探测信号
S4～无源的地质探测信号
具体实施方式
以下将详述本发明的较佳具体实施例，藉以充分说明本发明的特征、精神及优点。
首先请参阅图1，图1绘制了根据本案的一具体实施例的功能方框图。如图1所示，本发明提供了一种地质数据探测系统1，其包含：一数据探测模块10、一信号分解模块12、一有源信号处理模块14以及一无源信号处理模块16。
其中，数据探测模块10自一使用者接收一输入指令S0，在一预定时间内同时进行一有源的地质探测数据以及一无源的地质探测数据的探测收集，并输出包含了前述两种地质数据的一混合信号S2。其中，有源的地质探测数据包含一地电阻影像扫描(ElectricalResistivity Tomography,ERT)数据；无源的地质探测数据包含一自然电位(Self-Potential,SP)数据；其中，混合信号S2的频率范围为0至1000赫兹以内。此处所指的有源与无源，是以探测过程中是否以人工方式提供信号源来判别，以人工方式提供的信号源被称为有源；而以非人工，亦即天然提供的信号源被称为无源。
数据探测模块10得为定置在一探测地点以进行长时间连续探测，并由该使用者经由网络于远端进行控制以及随时监测。而在定置地点设置数据探测模块10之前，需在定置地点先进行用于数据探测模块10的测线位置规划与非极化电极埋设工作，包括焊接隔离线及电极防水包覆等作业。
信号分解模块12用以接收混合信号S2，并将混合信号S2分解成一有源的地质探测信号S3以及一无源的地质探测信号S4。其中于本实施例中，有源的地质探测信号S3包含一地电阻影像扫描(Electrical Resistivity Tomography,ERT)信号；无源的地质探测信号S4包含一自然电位(Self-Potential,SP)信号。有源信号处理模块14以及无源信号处理模块16分别接收有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4，以进行信号处理。
数据探测模块10用以连接并输出混合信号S2至信号分解模块12，有源信号处理模块14以及无源信号处理模块16分别连接于信号分解模块12，并分别接收有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4，藉以形成本发明地质数据探测系统1。
接着请参阅图2，图2绘制了根据本案的一具体实施例的数据探测模块与信号分解模块的细节功能方框图。
于本实施例中，数据探测模块10包含一参数设定装置101以及一地质探测装置102。参数设定装置101接收使用者所输入的一参数指令S0，并根据使用者所输入的参数指令S0以输出有一相对应的参数控制信号S1，地质探测装置102连接参数设定装置101，用以根据参数设定装置101输出的参数控制信号S1，以同时收集该有源的地质探测数据，以及该无源的地质探测数据后输出该混合信号S2。其中，参数设定装置101根据参数指令S0所设定的参数包含地质探测装置102的电极放电排列顺序、电极放电时间序列排程、混合信号S2的压缩方式以及回传至该使用者的时间排程。
请继续参阅图2，于本实施例中，信号分解模块12包含一信号格式转换整理装置121，混合信号S2输入信号分解模块12之后，通过信号格式转换整理装置121，将混合信号S2分解成有源的地质探测信号S3以及无源的地质探测信号S4。其中，由于有源的地质信号S3中输入的信号源波形以及其测量出来的信号波形系为已知，信号格式转换整理装置121通过将混合信号S2中属于已知输入输出的有源的地质探测信号S3，自混合信号S2中分离，而原来的混合信号S2中将剩下输入的信号源模式未知的无源的地质探测信号S4。
请参阅图3，图3绘制了根据本案的一具体实施例的地质探测装置的细节功能方框图。于本实施例中，地质探测装置102包含一有源地质数据探勘器1021以及一无源地质数据探勘器1022。有源地质数据探勘器1021与无源地质数据探勘器1022分别与参数设定装置连接，参数控制信号S1输入地质探测装置102之后，有源地质数据探勘器1021以及无源地质数据探勘器1022即根据参数控制信号S1，分别且同时进行该有源的地质探测数据以及该无源的地质探测数据的收集，并由地质探测装置102输出包含了前述两种地质数据的混合信号S2。
接着请参阅图4A至图4C，图4A至图4C为本案发明的一实施例所收集的探测数据。
请先参阅图4A，图4A绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号示意图。其中纵轴的单位为伏特，横轴是以两小时为单位的时间轴。如图4A所示，通过本案发明的一实施例所收集的混合了有源的地质探测信号S3，以及无源的地质探测信号S4的混合信号S2。也因为混合信号S2为一混合信号，为了进行有源的地质探测信号S3，以及无源的地质探测信号S4的个别信号处理，首先要经由信号分解模块12进行信号分离。
通过信号分解模块12进行信号分离后，接着请参阅图4B至图4C，图4B绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。图4C绘制了根据本案的一具体实施例于两日内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
由于有源的地质信号S3的信号源波形以及其测量出来的信号波形系为已知，信号分解模块12所包含的信号格式转换整理装置121通过将混合信号S2中属于已知输入输出的有源的地质探测信号S3，自混合信号S2中分离，而原来的混合信号S2中将剩下信号源模式未知的无源的地质探测信号S4。
于本实施例中，分离后的有源的地质探测信号S3再经后续处理后可完成地电阻(ERT)影像剖面，分离后的无源的地质探测信号S4可再经后续处理成各电极每小时变化以及邻近电极每小时变化的剖面等，并进一步进行不同时间的地电阻(ERT)影像剖面结果分析比较，可以得到地下电阻率随时间或雨量、温度等因素影响所造成的变化；而自然电位(SP)数据则可据以分析地下电性介质随时间的变化。
请接着参阅图5A至图5C，图5A至图5C为本案发明的一实施例所收集的另一组探测数据。请先参阅图5A，图5A绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号示意图。其中纵轴的单位为伏特，横轴是以一秒为单位的时间轴。而图5B绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有有源的地质探测信号(ERT)的示意图。图5C绘制了根据本案的一具体实施例于220秒内所收集的混合信号分解成仅有无源的地质探测信号(SP)的示意图。
由于图5A至图5C的信号分离以及后续的信号处理与图4A至图4C的处理方式相同，故于此不多作赘述。
综上所述，本发明提供了一种地质数据探测系统，包含一数据探测模块、一信号分解模块、一有源信号处理模块以及一无源信号处理模块。数据探测模块可定置于待测地点，通过有源的地质探测方法，以及无源的地质探测方法在一预定时间范围内连续探测与收集地质数据，并输出一混合了前述两种数据的混合信号；信号分解模块将混合信号依照地质探测方法来将混合信号分解成一有源的地质探测信号，以及一无源的地质探测信号，以供使用者进行后续数据分析。
相较于现有技术，本发明的主要目的在于提供了有源的地质探测方法(ERT)，与无源的地质探测方法(SP)的数据采集的同时性，结合两项地下电性构造探查技术在同一时间所采集的数据，具体地提高了野外现场所调查数据的数量，以至于后续地下电性构造的解算，可以有效率且同时地拥有两种数据的约束，提高电性模型的可信度。而本发明的另一目的在于提供一种有源的地质探测方法(ERT)、无源的地质探测方法(SP)或前述两种方法同时进行的密集连续监测概念。在无源的地质探测方法(SP)的连续监测上，通过数据探测模块具备0至1000赫兹以内的采样频率，并通过网络实时传输功能，可让使用者随时随地监看受测场址的天然电场变化；在有源的地质探测方法(ERT)的连续监测功能上，只要控制地质探测装置的电极放电排列顺序、电极放电时间序列排程等参数，通过本发明即可有效分离出信号中人工电场部分的信息，视测线施测时间而定，可固定时段频繁地采集有源的地质探测方法(ERT)数据，藉之解算地表下的电阻率构造变化，密集地监视地表下目标物物理状态(如含水量、污染物浓度等)的连续改变。
以上较佳具体实施例的详述，以利清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，而本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种地质数据探测系统，包含：
一数据探测模块，用以在一预定时间内同时收集一有源的地质探测数据以及一无源的地质探测数据后输出一混合信号；以及
一信号分解模块，连接于该数据探测模块，用以接收该混合信号并将该混合信号分解成一有源的地质探测信号以及一无源的地质探测信号。
2.如权利要求1项所述的地质数据探测系统，其中该无源的地质探测数据包含一自然电位数据以及该有源的地质探测数据包含一地电阻影像扫描数据。
3.如权利要求1所述的地质数据探测系统，其中该无源的地质探测信号包含一自然电位信号以及该有源的地质探测信号包含一地电阻影像扫描信号。
4.如权利要求1所述的地质数据探测系统，其中该信号分解模块包含一信号格式转换整理装置，通过该信号格式转换整理装置将该混合信号中属于该有源的地质探测信号分离后，藉以取得该无源的地质探测信号。
5.如权利要求1所述的地质数据探测系统，其中该混合信号的频率范围为0至1000赫兹以内。
6.如权利要求1所述的地质数据探测系统，进一步包含：
一有源信号处理模块；以及
一无源信号处理模块；
其中该有源信号处理模块以及该无源信号处理模块分别与该信号分解模块连接，并分别接收该有源的地质探测信号以及该无源的地质探测信号，以进行信号处理。
7.如权利要求1所述的地质数据探测系统，其中该数据探测模块包含：
一参数设定装置，用以根据一使用者输入一参数指令以输出有一相对应的参数控制信号；以及
一地质探测装置，连接于该参数设定装置，用以根据该参数控制信号以同时收集该有源的地质探测数据以及该无源的地质探测数据后输出该混合信号。
8.如权利要求7所述的地质数据探测系统，其中该数据探测模块得为定置在一探测地点以进行长时间连续探测，并由该使用者经由网络于远端进行控制以及随时监测。
9.如权利要求7所述的地质数据探测系统，其中该参数设定装置所设定的参数包含该地质探测装置的电极放电排列顺序、电极放电时间序列排程、信号压缩方式以及该混合信号回传至该使用者的时间排程。
10.如权利要求7所述的地质数据探测系统，其中该地质探测装置包含：
一有源地质数据探勘器；以及
一无源地质数据探勘器；
其中，该有源地质数据探勘器与该无源地质数据探勘器分别且同时进行该有源的地质探测数据以及该无源的地质探测数据的收集。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410349759.0A CN105277988B (zh) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | 一种地质数据探测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410349759.0A CN105277988B (zh) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | 一种地质数据探测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105277988A CN105277988A (zh) | 2016-01-27 |
| CN105277988B true CN105277988B (zh) | 2017-11-21 |
Family
ID=55147326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410349759.0A Active CN105277988B (zh) | 2014-07-22 | 2014-07-22 | 一种地质数据探测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105277988B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111721831A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-29 | 重庆交通大学 | 基于电刺激的三维层析成像堤坝隐伏渗漏通道扫描方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1237247A (zh) * | 1996-08-27 | 1999-12-01 | 安德烈斯·M·Jr·阿里斯门迪 | 无源地球物理勘测仪器和方法 |
| AU2002300628B2 (en) * | 2001-08-23 | 2007-11-08 | Xstrata Copper Exploration Pty Ltd | A data aquisition system |
| CN202141810U (zh) * | 2011-06-22 | 2012-02-08 | 上海艾都能源科技有限公司 | 一种高精度天然电场物探测量仪 |
| CN102621580A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 上海柏艾环保科技有限公司 | 大地音频电法仪 |
| CN103064116A (zh) * | 2011-10-19 | 2013-04-24 | 地球物理维里达斯集团公司 | 获取海上地震震源的系统和方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7859942B2 (en) * | 2007-03-01 | 2010-12-28 | Christof Stork | Measuring and modifying directionality of seismic interferometry data |
-
2014
- 2014-07-22 CN CN201410349759.0A patent/CN105277988B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1237247A (zh) * | 1996-08-27 | 1999-12-01 | 安德烈斯·M·Jr·阿里斯门迪 | 无源地球物理勘测仪器和方法 |
| AU2002300628B2 (en) * | 2001-08-23 | 2007-11-08 | Xstrata Copper Exploration Pty Ltd | A data aquisition system |
| CN202141810U (zh) * | 2011-06-22 | 2012-02-08 | 上海艾都能源科技有限公司 | 一种高精度天然电场物探测量仪 |
| CN103064116A (zh) * | 2011-10-19 | 2013-04-24 | 地球物理维里达斯集团公司 | 获取海上地震震源的系统和方法 |
| CN102621580A (zh) * | 2012-04-09 | 2012-08-01 | 上海柏艾环保科技有限公司 | 大地音频电法仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 高密度电法的进展与展望;严加永 等;《物探与化探》;20120831;第36 卷(第4期);第576-584页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105277988A (zh) | 2016-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1787143A2 (en) | Method and apparatus for imaging permeability pathways of geologic fluid reservoirs using seismic emission tomography | |
| US5514963A (en) | Method for monitoring an area of the surface of the earth | |
| CN105259584A (zh) | 一种水域电法勘探系统 | |
| CN106443189A (zh) | 一种接地极极址及其周边土壤电阻率三维探测方法和系统 | |
| CN106802432B (zh) | 土层结构的探查方法和装置 | |
| CN110522412A (zh) | 基于多尺度脑功能网络分类脑电信号的方法 | |
| Zhao et al. | Recording extracellular signals in plants: A modeling and experimental study | |
| WO2008083014A2 (en) | System and method for quality control of noisy data | |
| CN104360402A (zh) | 一种井地联合并行电法测试方法与测试系统 | |
| CN105277988B (zh) | 一种地质数据探测系统 | |
| Zhu et al. | Fractal and multifractal characterization of stochastic fracture networks and real outcrops | |
| CN203849425U (zh) | 地裂缝三维电法探测装置 | |
| CN205539516U (zh) | 一种地震前兆地电场监测系统 | |
| CN106597341A (zh) | Uhf局部放电带电检测装置的校验设备、方法及装置 | |
| RU2650084C2 (ru) | Способ мониторингового контроля физического состояния геологической среды | |
| Bérubé et al. | Data-driven modeling of time-domain induced polarization | |
| Troiano et al. | Application of principal component analysis to geo-electrical recordings | |
| CN103983600A (zh) | 用于地震前兆监测的数字化二氧化碳观测仪 | |
| Hirose et al. | Coping with electrode polarization for development of DC-Driven electrical impedance tomography | |
| CA2782353C (en) | A system for scanning of earth's self-potential field | |
| CN116819647B (zh) | 一种基于交叉梯度结构约束的水文地球物理数据融合方法 | |
| CN107220669A (zh) | 一种调度员的行为监控能力的测试方法和系统 | |
| CN105334439B (zh) | 电缆局部放电集中点检测方法及其系统 | |
| Bataleva et al. | On the relationship of the extrema of lunar-solar tidal influences and seismic events | |
| TWI570428B (zh) | 一種地質數據探測系統 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |