CN106772636A - 探地雷达不连续体的检测方法和装置 - Google Patents

探地雷达不连续体的检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种探地雷达不连续体的检测方法和装置，涉及探地雷达探测的技术领域，包括：获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角；根据目标倾角，对探地雷达信号进行分离，得到散射波；对散射波进行速度延拓分析，得到散射波的聚焦速度；根据散射波和聚焦速度，对散射波进行成像，得到成像结果，其中，成像结果用于确定预设地下空间中不连续体的分布信息，缓解了现有技术中在对不连续体进行检测时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题。

Description

探地雷达不连续体的检测方法和装置
技术领域
本发明涉及探地雷达探测领域，尤其是涉及一种探地雷达不连续体的检测方法和装置。
背景技术
随着我国工业的飞速发展，煤矿和石油对我国来说起着至关重要的作用。在煤矿和石油开采的过程中，需要对地下的分布情况进行探测，在目前的地下超前探测技术中，主要采用的是探地雷达。探地雷达是近几十年发展起来的用于对地下目标进行勘探的一种有效装置，其在公路、机场、水利、矿山、隧道、考古等许多领域都有着非常广阔的应用前景。但是，探地雷达在数据处理方面存在着探索性和不足，特别是如何精细定位地下管道、裂缝发育带等问题。
针对现有技术中在对不连续体进行检测的时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种探地雷达不连续体的检测方法和装置，缓解了现有技术中在对不连续体进行检测时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种探地雷达不连续体的检测方法，包括：获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，所述探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角；根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波；对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度；根据所述散射波和所述聚焦速度，对所述散射波进行成像，得到成像结果，其中，所述成像结果用于确定所述预设地下空间中不连续体的分布信息。
进一步地，所述目标扫描算法包括倾角扫描，通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角包括：获取所述多个预设倾角和每个所述待扫描道的道号信息；依次将所述多个预设倾角中的每个倾角和所述道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；在计算得到的所述多个能量信息中确定最大能量信息，并将所述最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
进一步地，根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波包括：将所述目标倾角输入至平面波破坏方程中；对所述平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为所述散射波。
进一步地，对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度包括：采用Kirchhoff偏移算法对所述散射波进行偏移，得到初始偏移结果；将所述初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的所述初始偏移结果，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：b＝t2，b为所述第一变量，t为所述时间变量；对变换之后的所述初始偏移结果中的所述第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；计算所述快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；将所述偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的所述偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：在多个偏移体中选取目标偏移体，并将所述目标偏移体对应的偏移速度作为所述聚焦速度，其中，所述目标偏移体为所述多个偏移体中能量最大的偏移体。
进一步地，获取探地雷达信号包括：获取初始探地雷达信号；通过小波阈值算法对所述初始探地雷达信号进行去噪处理，得到所述探地雷达信号，其中，所述小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种探地雷达不连续体的检测装置，包括：获取单元，用于获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，所述探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；确定单元，用于通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角；分离单元，用于根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波；分析单元，用于对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度；成像单元，用于根据所述散射波和所述聚焦速度，对所述散射波进行成像，得到成像结果，其中，所述成像结果用于确定所述预设地下空间中不连续体的分布信息。
进一步地，所述目标扫描算法包括倾角扫描，所述确定单元包括：第一获取模块，用于获取所述多个预设倾角和每个所述待扫描道的道号信息；第一数据加载模块，用于依次将所述多个预设倾角中的每个倾角和所述道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；第一确定模块，用于在计算得到的所述多个能量信息中确定最大能量信息，并将所述最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
进一步地，所述分离单元包括：第二数据加载模块，用于将所述目标倾角输入至平面波破坏方程中；第一计算模块，用于对所述平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为所述散射波。
进一步地，所述分析单元包括：偏移模块，用于采用Kirchhoff偏移算法对所述散射波进行偏移，得到初始偏移结果；替换模块，用于将所述初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的所述初始偏移结果，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：b＝t2，b为所述第一变量，t为所述时间变量；第一变换模块，用于对变换之后的所述初始偏移结果中的所述第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；第二计算模块，用于计算所述快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；第二变换模块，用于将所述偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的所述偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系；第二确定模块，用于在多个偏移体中选取目标偏移体，并将所述目标偏移体对应的偏移速度作为所述聚焦速度，其中，所述目标偏移体为所述多个偏移体中能量最大的偏移体。
进一步地，所述获取单元包括：第二获取模块，用于获取初始探地雷达信号；去噪模块，用于通过小波阈值算法对所述初始探地雷达信号进行去噪处理，得到所述探地雷达信号，其中，所述小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
在本发明实施例中，首先获取预设地下空间内携带有不连续信息的的探地雷达信号，然后，根据相应地扫描算法对探地雷达信号进行相应地扫描处理，得到探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角，接下来，根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，得到散射波，并对散射波进行速度延拓分析，最后，根据速度延拓分析之后的散射波进行成像处理，并根据成像结果确定不连续体的分布信息。相对于现有技术中仅采用探地雷达的检测方法，本发明实施例通过结合倾角、聚焦速度和散射波成像，能够更加准确地对不连续体进行检测，缓解了现有技术中在对不连续体进行检测时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题，从而实现了提高不连续体的探测精度的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1是根据本发明实施例的一种探地雷达不连续体的检测方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种确定目标倾角的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种倾角扫描范围的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种对探地雷达信号进行分离的流程图；
图5是根据本发明实施例的一种对散射波进行速度延拓分析的流程图；
图6是根据本发明实施例的一种探地雷达不连续体的检测装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本发明实施例，提供了一种探地雷达不连续体的检测方法的实施例。
图1是根据本发明实施例的一种探地雷达不连续体的检测方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息。
在本发明实施例中，在获取探地雷达信号时，可以在预设地下空间的地面上布设雷达观测系统，然后，采用自激自收的方式，获取探地雷达回波信号(即，探地雷达信号)，其中，自激自收方式即为用于发射激励信号的发射天线和用于接收回波信号的接收天线近似设置于同一位置。在通过接收天线接收到的回波信号中携带了地下空间电参数的不连续信息，该不连续信息能够确定地下空间中不连续体的分布情况，其中，不连续体包括断层、裂隙等。
步骤S104，通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角。
在本发明实施例中，倾角表示地下空间中岩石面或矿表面与水平面所成的角，一般情况下，倾角用：时差/共深度点(Δt/CDP)表示，倾角包括正倾角和负倾角。上述多个待扫描道和多个预设倾角为相关技术人员预先设置的，具体待扫描道和预设倾角的数量可根据实际需要进行选取，对此，在本发明实施例中不作具体限定。
需要说明的是，在本发明实施例中，“道”指在通过地面布设雷达观测系统中的接收天线接收探地雷达信号时，该信号的传输通道。
假设，预设倾角的数量为a个，待扫描道的道号分别为1，2，3，那么，首先，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号1的目标倾角1，然后，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号2的目标倾角2，最后，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号3的目标倾角3。
步骤S106，根据目标倾角，对探地雷达信号进行分离，得到散射波。
在本发明实施例中，在确定目标倾角之后，就可以根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，在探地雷达信号中分离得到散射波。
步骤S108，对散射波进行速度延拓分析，得到散射波的聚焦速度。
在本发明实施例中，在分离散射波之后，可以对分离之后的散射波进行速度延拓分析，最后得到散射波的聚焦速度。
步骤S110，根据散射波和聚焦速度，对散射波进行成像，得到成像结果，其中，成像结果用于确定预设地下空间中不连续体的分布信息。
在本发明实施例中，在获取散射波和散射波的聚焦速度之后，就可以采用相应地成像技术对散射波进行成像，得到散射波的成像结果。在确定成像结果之后，就可以根据成像结果确定预设地下空间中不连续体的分布信息。
需要说明的是，在本发明实施例中，可以优选Kirchhoff偏移成像方法对散射波进行偏移成像。
在本发明实施例中，首先获取预设地下空间内携带有不连续信息的的探地雷达信号，然后，根据相应地扫描算法对探地雷达信号进行相应地扫描处理，得到探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角，接下来，根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，得到散射波，并对散射波进行速度延拓分析，最后，根据速度延拓分析之后的散射波进行成像处理，并根据成像结果确定不连续体的分布信息。相对于现有技术中仅采用探地雷达的检测方法，本发明实施例通过结合倾角、聚焦速度和散射波成像，能够更加准确地对不连续体进行检测，缓解了现有技术中在对不连续体进行检测时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题，从而实现了提高不连续体的探测精度的技术效果。
在本发明的一个可选实施方式中，获取探地雷达信号包括如下步骤：
步骤S1021，获取初始探地雷达信号；
步骤S1022，通过小波阈值算法对初始探地雷达信号进行去噪处理，得到探地雷达信号，其中，小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
在本发明实施例中，首先可以通过地面布设雷达观测系统中的接收天线获取初始探地雷达信号，在该初始探地雷达信号中除了探地雷达信号之外，还包括多种噪声。在此基础上，在获取到的初始探地雷达信号之后，优选小波阈值算法对初始探地雷达信号进行去噪处理。其中，小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理和小波重构三个步骤，通过对初始探地雷达信号执行小波分解、阈值处理和小波重构三个步骤之后，可以达到去除噪声的目的，以减小在后续对探地雷达信号进行处理的过程中，噪声所带来的干扰。
在执行上述步骤S1021和步骤S1022之后，就可以在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角，具体确定过程如图2所示。
图2是根据本发明实施例的一种确定目标倾角的流程图，如图2所示，在目标扫描算法为倾角扫描算法的情况下，通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角包括如下步骤：
步骤S201，获取多个预设倾角和每个待扫描道的道号信息；
步骤S202，依次将多个预设倾角中的每个倾角和道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；
步骤S203，在计算得到的多个能量信息中确定最大能量信息，并将最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
在本发明实施例中，在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角时，首先，获取多个预设倾角，以及待扫描道的道号信息。假设，获取到的多个预设倾角σ分别为：0,2,4,6四个倾角，当前获取到的道号信息N＝1。
在获取到多个预设倾角σ和道号信息之后，将多个预设倾角σ和道号信息分别代入至公式中进行迭代计算，计算得到能量信息，其中，yi(t)为扫描时每次叠加结果(也即，能量信息)，i是斜率扫描的次数，j是扫描时所用道号，k是扫描中心道号，σ是预设倾角(也即，斜率信息)，2N+1是扫描的道号信息。假设，多个预设倾角σ分别为：0,2,4,6四个倾角，那么将四个倾角分别代入至上述公式中进行计算，得到y1(t)，y2(t)，y3(t)，y4(t)，具体地，y1(t)，y2(t)，y3(t)，y4(t)表示如下：
如果N＝1，那么k＝1，2N+1＝3，k-N＝0，k+N＝2，那么此时，y1(t)为：其中，如图3所示，x00和t00即为倾角0与道号0的交点的坐标值，x01和t01即为倾角0与道号1的交点的坐标值，x02和t02即为倾角0与道号2的交点的坐标值；其中，如图3所示，x20和t20即为倾角2与道号0的交点的坐标值，x21和t21即为倾角2与道号1的交点的坐标值，x22和t22即为倾角2与道号2的交点的坐标值；其中，如图3所示，x40和t40即为倾角4与道号0的交点的坐标值，x41和t41即为倾角4与道号1的交点的坐标值，x42和t42即为倾角4与道号2的交点的坐标值；其中，如图3所示，x60和t60即为倾角6与道号0的交点的坐标值，x61和t61即为倾角6与道号1的交点的坐标值，x62和t62即为倾角6与道号2的交点的坐标值。
在确定上述y1(t)，y2(t)，y3(t)，y4(t)之后，得到多个能量信息，此时，在y1(t)，y2(t)，y3(t)，y4(t)中确定最大的能量信息，并将最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。假设，y2(t)为最大能量信息，那么将预设倾角2作为地雷达信号相对于道号1的目标倾角。
进一步地，当确定地雷达信号相对于道号2的目标倾角时，N的取值为2，那么k＝2，2N+1＝5，k-N＝0，k+N＝4，具体地，确定地雷达信号相对于道号2的目标倾角的方法与上述确定地雷达信号相对于道号1的目标倾角的方式相同，此处不在赘述。
在执行上述步骤S201和步骤S203之后，就可以根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，得到散射波，具体确定过程如图3所示。
图4是根据本发明实施例的一种对探地雷达信号进行分离的流程图，如图4所示，根据目标倾角，对探地雷达信号进行分离，得到散射波包括如下步骤：
步骤S401，将目标倾角输入至平面波破坏方程中；
步骤S402，对平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为散射波。
在本发明实施例中，在确定出探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角之后，可以将目标倾角输入至预先设置好的平面波破坏方程中进行求解，并将求解结果作为散射波。
具体地，可以将计算的目标倾角输入至下述平面波破坏方程中，得到方程：其中，σ1，σ2，……，σM-1分别表示：探地雷达信号相对于道号1的待扫描道的目标倾角，探地雷达信号相对于道号2的待扫描道的目标倾角，……，探地雷达信号相对于道号M-1的待扫描道的目标倾角，具体地，σ1，σ2，……，σM-1均采用上述S201和步骤S203中所描述的方法获得。
进一步地，在该平面波破坏方程中[d1,d2,……,dM,]T表示分离的探地雷达散射波,s＝[s1,s2,……,sM,]T表示探地雷达信号,σM-1表示斜率，PM-1,M(σM-1)表示由第M-1道数据预测第M道数据，具体地，PM-1,M(σM-1)形式表示为如下公式：
其中，Zt,Zx分别为变量t,x的Z变换。
图5是根据本发明实施例的一种对散射波进行速度延拓分析的流程图，如图5所示，对散射波进行速度延拓分析，得到散射波的聚焦速度包括如下步骤：
步骤S501，采用Kirchhoff偏移算法对散射波进行偏移，得到初始偏移结果；
在本发明实施例中，首先对分离出的探地雷达散射波进行Kirchhoff偏移，得到初始偏移结果。
步骤S502，将初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的初始偏移结果，其中，时间变量和第一变量满足以下关系，b＝t2，b为第一变量，t为时间变量；
在本发明实施例中，引入第一变量b，按照b＝t2的关系，将初始偏移结果的时间坐标轴t变换为b＝t2。
步骤S503，对变换之后的初始偏移结果中的第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；
在本发明实施例中，对第二变量x和第一变量b应用快速傅里叶变换，得到FFT偏移数据，即快速傅里叶变换偏移结果。
步骤S504，计算快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；
在本发明实施例中，对FFT偏移数据乘以延拓因子得到偏移速度延拓数据，其中k为波数，v为扫描速度，Ω为频率域变量，v0为扫描速度的初始值。
步骤S505，将偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，时间变量和第一变量满足以下关系：
在本发明实施例中，对偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将快速傅里叶反变换后的数据，进行变换，得到对应于不同偏移速度的偏移体。
步骤S506，在多个偏移体中选取目标偏移体，并将目标偏移体对应的偏移速度作为聚焦速度，其中，目标偏移体为多个偏移体中能量最大的偏移体。
在本发明实施例中，将偏移体中拾取出最大能量对应的偏移速度即为探地雷达散射波的聚焦速度。
综上，本发明提供的不连续体的检测方法，包括：获取探地雷达信号；然后，利用小波阈值算法对探地雷达信号进行去噪处理；接下来，应用倾角扫描得出探地雷达信号的能量信息，并利用平面波破坏方程估计出散射波信息；最后，根据分离出的探地雷达散射波,进行速度延拓分析，得到探地雷达散射波聚焦速度，并由Kirchhoff偏移方法完成探地雷达散射波成像，进而，根据成像结果确定不连续体的分布信息。本发明提供的不连续体的检测方法，是一种针对地下管道、裂缝等不连续目标体的无损探测方法，在矿山、隧道等领域有着重要的应用价值。
本发明实施例还提供了一种探地雷达不连续体的检测装置，该探地雷达不连续体的检测装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的探地雷达不连续体的检测方法，以下对本发明实施例提供的探地雷达不连续体的检测装置做具体介绍。
图6是根据本发明实施例的一种探地雷达不连续体的检测装置的示意图，如图6所示，该不连续体的检测装置主要包括：获取单元61、确定单元63、分离单元65、分析单元67和成像单元69，其中：
获取单元61，用于获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；
在本发明实施例中，在获取探地雷达信号时，可以在预设地下空间的地面上布设雷达观测系统，然后，采用自激自收的方式，获取探地雷达回波信号(即，探地雷达信号)，其中，自激自收方式即为用于发射激励信号的发射天线和用于接收回波信号的接收天线近似设置于同一位置。在通过接收天线接收到的回波信号中携带了地下空间电参数的不连续信息，该不连续信息能够确定地下空间中不连续体的分布情况，其中，不连续体包括断层、裂隙等。
确定单元63，用于通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角；
在本发明实施例中，倾角表示地下空间中岩石面或矿表面与水平面所成的角，一般情况下，倾角用：时差/共深度点(Δt/CDP)表示，倾角包括正倾角和负倾角。上述多个待扫描道和多个预设倾角为相关技术人员预先设置的，具体待扫描道和预设倾角的数量可根据实际需要进行选取，对此，在本发明实施例中不作具体限定。
需要说明的是，在本发明实施例中，道指在通过地面布设雷达观测系统中的接收天线接收探地雷达信号时，该信号的传输通道。
假设，预设倾角的数量为a个，待扫描道的道号分别为1,2,3，那么，首先，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号1的目标倾角1，然后，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号2的目标倾角2，最后，计算在a个预设倾角中确定探地雷达信号相对于道号3的目标倾角3。
分离单元65，用于根据目标倾角，对探地雷达信号进行分离，得到散射波；
在本发明实施例中，在确定目标倾角之后，就可以根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，在探地雷达信号中分离得到散射波。
分析单元67，用于对散射波进行速度延拓分析，得到散射波的聚焦速度；
在本发明实施例中，在分离散射波之后，可以对分离之后的散射波进行速度延拓分析，最后得到散射波的聚焦速度。
成像单元69，用于根据散射波和聚焦速度，对散射波进行成像，得到成像结果，其中，成像结果用于确定预设地下空间中不连续体的分布信息。
在本发明实施例中，在获取散射波和散射波的聚焦速度之后，就可以采用相应地成像技术对散射波进行成像，得到散射波的成像结果。在确定成像结果之后，就可以根据成像结果确定预设地下空间中不连续体的分布信息。
需要说明的是，在本发明实施例中，可以优选Kirchhoff偏移成像方法对散射波进行偏移成像。
在本发明实施例中，首先获取预设地下空间内携带有不连续信息的的探地雷达信号，然后，根据相应地扫描算法对探地雷达信号进行相应地扫描处理，得到探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角，接下来，根据目标倾角对探地雷达信号进行分离，得到散射波，并对散射波进行速度延拓分析，最后，根据速度延拓分析之后的散射波进行成像处理，并根据成像结果确定不连续体的分布信息。相对于现有技术中仅采用探地雷达的检测方法，本发明实施例通过结合倾角、聚焦速度和散射波成像，能够更加准确地对不连续体进行检测，缓解了现有技术中在对不连续体进行检测时，由于检测方式单一导致的检测精度较差的技术问题，从而实现了提高不连续体的探测精度的技术效果。
可选地，目标扫描算法包括倾角扫描，确定单元包括：第一获取模块，用于获取多个预设倾角和每个待扫描道的道号信息；第一数据加载模块，用于依次将多个预设倾角中的每个倾角和道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；第一确定模块，用于在计算得到的多个能量信息中确定最大能量信息，并将最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
可选地，分离单元包括：第二数据加载模块，用于将目标倾角输入至平面波破坏方程中；第一计算模块，用于对平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为散射波。
可选地，分析单元包括：偏移模块，用于采用Kirchhoff偏移算法对散射波进行偏移，得到初始偏移结果；替换模块，用于将初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的初始偏移结果，其中，时间变量和第一变量满足以下关系：b＝t2，b为第一变量，t为时间变量；第一变换模块，用于对变换之后的初始偏移结果中的第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；第二计算模块，用于计算快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；第二变换模块，用于将偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，时间变量和第一变量满足以下关系：第二确定模块，用于在多个偏移体中选取目标偏移体，并将目标偏移体对应的偏移速度作为聚焦速度，其中，目标偏移体为多个偏移体中能量最大的偏移体。
可选地，获取单元包括：第二获取模块，用于获取初始探地雷达信号；去噪模块，用于通过小波阈值算法对初始探地雷达信号进行去噪处理，得到探地雷达信号，其中，小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种探地雷达不连续体的检测方法，其特征在于，包括：
获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，所述探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；
通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角；
根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波；
对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度；
根据所述散射波和所述聚焦速度，对所述散射波进行成像，得到成像结果，其中，所述成像结果用于确定所述预设地下空间中不连续体的分布信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标扫描算法包括倾角扫描算法，通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个待扫描道的目标倾角包括：
获取所述多个预设倾角和每个所述待扫描道的道号信息；
依次将所述多个预设倾角中的每个倾角和所述道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；
在计算得到的所述多个能量信息中确定最大能量信息，并将所述最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波包括：
将所述目标倾角输入至平面波破坏方程中；
对所述平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为所述散射波。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度包括：
采用Kirchhoff偏移算法对所述散射波进行偏移，得到初始偏移结果；
将所述初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的所述初始偏移结果，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：b＝t2，b为所述第一变量，t为所述时间变量；
对变换之后的所述初始偏移结果中的所述第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；
计算所述快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；
将所述偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的所述偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：
在多个偏移体中选取目标偏移体，并将所述目标偏移体对应的偏移速度作为所述聚焦速度，其中，所述目标偏移体为所述多个偏移体中能量最大的偏移体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取探地雷达信号包括：
获取初始探地雷达信号；
通过小波阈值算法对所述初始探地雷达信号进行去噪处理，得到所述探地雷达信号，其中，所述小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
6.一种探地雷达不连续体的检测装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取预设地下空间的探地雷达信号，其中，所述探地雷达信号中携带地下空间电参数的不连续信息；
确定单元，用于通过目标扫描算法，在多个预设倾角中确定所述探地雷达信号相对于多个待扫描道中每个所述待扫描道的目标倾角；
分离单元，用于根据所述目标倾角，对所述探地雷达信号进行分离，得到散射波；
分析单元，用于对所述散射波进行速度延拓分析，得到所述散射波的聚焦速度；
成像单元，用于根据所述散射波和所述聚焦速度，对所述散射波进行成像，得到成像结果，其中，所述成像结果用于确定所述预设地下空间中不连续体的分布信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标扫描算法包括倾角扫描，所述确定单元包括：
第一获取模块，用于获取所述多个预设倾角和每个所述待扫描道的道号信息；
第一数据加载模块，用于依次将所述多个预设倾角中的每个倾角和所述道号信息输入至倾角扫描方程中进行扫描计算，得到多个能量信息；
第一确定模块，用于在计算得到的所述多个能量信息中确定最大能量信息，并将所述最大能量信息对应的预设倾角作为目标倾角。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分离单元包括：
第二数据加载模块，用于将所述目标倾角输入至平面波破坏方程中；
第一计算模块，用于对所述平面波破坏方程进行求解，得到计算结果，并将结果作为所述散射波。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述分析单元包括：
偏移模块，用于采用Kirchhoff偏移算法对所述散射波进行偏移，得到初始偏移结果；
替换模块，用于将所述初始偏移结果中的时间变量替换为第一变量，得到变换之后的所述初始偏移结果，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系：b＝t2，b为所述第一变量，t为所述时间变量；
第一变换模块，用于对变换之后的所述初始偏移结果中的所述第一变量和第二变量进行快速傅里叶变换，得到快速傅里叶变换偏移结果；
第二计算模块，用于计算所述快速傅里叶变换偏移结果和延拓因子的乘积，得到偏移速度延拓数据；
第二变换模块，用于将所述偏移速度延拓数据进行快速傅里叶反变换，并将反变换之后的所述偏移速度延拓数据中的第一变量替换为时间变量，得到多个偏移体，其中，所述时间变量和所述第一变量满足以下关系；
第二确定模块，用于在多个偏移体中选取目标偏移体，并将所述目标偏移体对应的偏移速度作为所述聚焦速度，其中，所述目标偏移体为所述多个偏移体中能量最大的偏移体。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：
第二获取模块，用于获取初始探地雷达信号；
去噪模块，用于通过小波阈值算法对所述初始探地雷达信号进行去噪处理，得到所述探地雷达信号，其中，所述小波阈值算法包括：小波分解、阈值处理、小波重构。
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