CN108646295B - 探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。本发明实施例通过采用上述技术方案，能够简化地震雷达探测深度的确定过程，减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，增大地震雷达探测深度确定方法的适用范围。

Description

探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及一种探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
近年来，随着油气使用需求的增加，用于勘探地下岩层的性质和形态的地震勘探也得到了人们越来越多的关注。
地震勘探本质是利用人工震源(炸药、震源车或高铁等)主动向地下发射地震波，并通过检波器接收地下介质发射回的探测信号，通过提取该探测信号中的数据信息(包括时域和频域的特征信号)、拓宽频带、提高分辨率等方式，确定地下介质对人工激发地震波响应情况，从而推断出地下岩层的性质和形态。基于此原理，勘探人员可以通过研发的探地雷达主动向地下发射地震波，主动探查地下介质的构造以及进行实时的检测，从而完成地质的资源勘查和工程地球物理勘探，减轻地震和地质灾害。然而，人工研发的探地雷达(即人工震源)的能量一般较弱，因此，利用人工震源进行探测时的探测深度有限，超过一定的深度，有用的地震波信号将被遮盖在很强的噪声中，导致无法从探测信号中提取有用的数据信息。因此，在使用探地雷达进行地震勘探时，通常需要首先确认探地雷达的有效探测深度。
但是，现有技术中计算探地雷达有效探测深度的方法，一般都需要事先利用多种手段确定探测区域的地质地层信息，利用该地质地层信息，进一步结合地震记录才能完成对探地雷达的探测深度预估，探地雷达探测深度的确定过程较复杂，无法快速的确定探地雷达的探测深度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种探测深度的确定方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中探地雷达的探测深度的确定过程耗时较长的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种探测深度的确定方法，包括：
获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。
第二方面，本发明实施例提供了一种探测深度的确定装置，包括：
信号获取模块，用于获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
信号分段模块，用于按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
深度确定模块，用于计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。
第三方面，本发明实施例提供了一种设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所述的探测深度的确定方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的探测深度的确定方法。
在上述确定探测深度的技术方案中，获取至少两个检波器接收到的地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成的探测信号，按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，生成多个子探测信号，计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于各相似度参数确定地震雷达的探测深度。上述确定探测深度的技术方案，基于探测信号之间的相速度确定地震雷达的探测深度，能够简化地震雷达探测深度的确定过程，减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，增大地震雷达探测深度确定方法的适用范围。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例一提供的一种探测深度的确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种探测深度的确定方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种探测深度的确定方法的流程示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种探测深度的确定装置的结构框图；
图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
本发明实施例一提供一种探测深度的确定方法。该方法可以由探测深度的确定装置执行，其中，该装置可以由硬件和/或软件实现，一般可集成在能够用来确定地震雷达探测深度的设备中。图1是本发明实施例一提供的探测深度的确定方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
S110、获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成。
本实施例中，在地震雷达向地面发射地震波之后，可以控制至少两个检波器接收地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成的探测信号，并通过有线或无线传输方式获取该至少两个检波器接收到的探测信号，从而得到至少两个探测信号。所获取的至少两个探测信号可以为由设置于不同位置的不同检波器接收到的探测信号，该探测信号可以由地下介质对地震雷达发射的同一地震波进行折射和反射生成，其可以包括有效信号和噪声信号。其中，地震雷达可以包括探地雷达或其他人工震源，如炸药、震源车和高铁等；检波器可以为任意可用来接收地下介质折射和反射地震雷达发射的地震波生成的探测信号的装置，检波器的位置可以根据需要设置，如可以呈直线、阵列或螺旋线等形式排布。为了进一步提高不同检波器所接收到的探测信号中的噪声信号之间的差异性，可以将各检波器呈线性等间距设置，且各检波器的位置均不关于地震雷达(即震源)对称。
S120、按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号。
其中，设定时间长度可以根据需要设置，如可以设置为5s、10s或其他时间长度。为了进一步提高分段得到的各子探测信号的实用性，优选的，分段时的设定时间长度可以设置为大于或等于探测信号相邻采样点之间的时间间隔(即探测信号的采样周期)且为采样周期的整数倍，从而保证分段得到的各子探测信号中均包含相同数量的采样点且采样点的个数均不为零。在此基础上，分段的设定时间长度可以设置为地震雷达所发射地震波的周期的整数倍，从而进一步提高各子探测信号中有效信号的相似性。
本实施例中，可以同时或依次对各探测信号进行分段。示例性的，在对某一探测信号进行分段时，可以从探测信号的起始位置(即采样的0时刻)开始，按照所设置的时间长度，等间隔、无重叠、无空隙的对该探测信号进行分段，以将该探测信号分割为多个子探测信号。举例而言，假设探测信号s(x,t)的总采样时长为T，地震波的周期为t0，以两倍地震波周期(即2t0)长度对该探测信号进行分段，则分段得到的第一个子探测信号为s(x,t)＝s1(x,t)，0≤t＜2t0，分段得到的第二个子探测信号为s(x,t)＝s1(x,t)，2t0≤t＜4t0，分段得到的第二个子探测信号为s(x,t)＝s1(x,t)，4t0≤t＜6t0，以此类推，即可完成对该探测信号的分段，此处不再赘述。在此，总采样时长T可以大于探地雷达探测深度的估测值，该估测值可以基于探地雷达的频率和强度，根据经验或通过训练获得，例如，如果基于经验确定该地震波的探测深度在500m～2500m之间，则可以选取大于2500m的深度值对应的采样时长作为探测信号的总采样时长，如可以设置为3000m，以确保探地雷达的探测深度在总采样时长所对应的探测深度范围之内。
S130、计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。
由于各探测信号中的有效信号为对同一地震波进行折射和反射生成的信号，各探测信号中相对应位置处的有效信号具有较高的相似性，因此，本实施例可以基于噪声信号的随机性特点，根据各探测信号相对应位置处的子探测信号之间的相似程度确定该各探测信号各位置处噪声信号与有效信号的相对大小，进而确定地震雷达的探测深度。
具体的，可以首先计算分段后各采样区段中的子探测信号与同采样区段中的其他一个或多个子探测信号之间的相似度参数，根据各子探测信号相似度参数的大小确定各子探测信号中噪声信号和有效信号的相对大小，将各探测信号中相似度参数大于设定相似度阈值且所属采样区段具有最大起始时间(或结束时间)的子探测信号确定为目标子探测信号，并根据各目标子探测信号所对应的探测深度确定地震雷达的探测深度，如可以将各目标子探测信号所对应探测深度的最小值、中值、最大值或平均值等确定为地震雷达的探测深度。其中，地震雷达的探测深度为地震雷达的有效探测深度，即在该探测深度范围内的地下介质折射和反射生成的探测信号中的有效信号是可识别的；相似度参数可以理解为任意能够表征不同子探测信号之间相似程度的参数，如一致性函数、相似度、相关系数、范数、欧氏距离等，其计算方法可以根据需要选取。
本发明实施例一提供的探测深度的确定方法，获取至少两个检波器接收到的地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成的探测信号，按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，生成多个子探测信号，计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于各相似度参数确定地震雷达的探测深度。本实施例通过采用上述技术方案，基于探测信号之间的相速度确定地震雷达的探测深度，能够简化地震雷达探测深度的确定过程，减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，增大地震雷达探测深度确定方法的适用范围。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种探测深度的确定方法的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，在本实施例中，将“所述计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度”优化为：按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号；计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度；根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值；基于所述一致性函数值确定所述地震雷达的探测深度。
相应的，如图2所示，本实施例提供的探测深度的确定方法包括：
S210、获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成。
S220、按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号。
S230、按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号。
在本实施例中，可以按照各检波器的位置顺序分别对每个采样区段中的子探测信号进行排序，从而根据该排序结果确定每个子探测信号对应的下一子探测信号。
举例而言，如果探测器呈直线排布，则可以将该直线方向确定为探测器的位置顺序方向；如果探测器呈阵列排布，则可以以阵列的某一顶点位置处的检波器为排序的起点，并沿弓字形顺序确定检波器的位置顺序；如果检波器呈螺旋形排布，则可以将检波器的位置顺序方向确定为该螺旋形的顺时针方向或逆时针方向；如果检波器呈其他形状排布，则可以按照实际排布情况，将与当前检波器距离最近且位置顺序未确认的检波器确定为位置顺序中与该当前检波器相邻且位于该当前检波器之后的下一检波器，并将该下一检波器确定为当前检波器，重复执行上述操作，直至各检波器的顺序均已确认位置，由此，即可确定输出各子检测信号的各检波器的位置顺序。
具体的，在确定某一子探测信号的下一子探测信号时，可以将与该子探测信号位于相同的采样区段、所对应检波器位于该子探测信号所对应检波器之后且与该子探测信号相邻的子探测信号确定为该子探测信号的下一子探测信号。示例性的，假设输出子探测信号a的检波器为A，输出子探测信号b的检波器为B，那么，如果子探测信号a与子探测信号b位于相同的采样区段，且检波器B在检波器位置顺序中与检波器A相邻且位于检波器A之后，则可以将子探测信号b确定为子探测信号a的下一子探测信号。相应的，若某一子探测信号为另一子探测信号的下一子探测信号，则可以理解为该子探测信号与该另一子探测信号位于相同的采样区段，并且，在检波器位置顺序中，输出该另一子探测信号的检波器与输出该子探测信号的检波器相邻且位于输出该子探测信号的检波器之后。
S240、计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度。
本实施例中，某一子探测信号的自谱密度可以通过计算该子探测信号的自相关函数，并对计算得到的自相关函数进行离散时间傅里叶变换获得；某一子探测信号与其对应的下一子探测信号的交叉谱密度可通过计算该子探测信号与其对应的下一子探测信号的互相关函数，并对计算得到的互相关函数进行离散时间傅里叶变换获得。其中，自相关函数表示一个信号和它的多径信号的相似程度，一个信号经过类似于反射、折射等其它情况的延时后的副本信号与原信号的相似程度；互相关函数表示的是两个时间序列之间的相关程度，即描述两个信号在任意两个不同时刻t1和t2的取值之间的相关程度；离散时间傅里叶变换(Discrete-time Fourier Transform，DTFT)是傅里叶变换的一种，它将以离散时间nT(其中，T为采样间隔)作为变量的函数(离散时间信号)变换到连续的频域，即产生这个离散时间信号的连续频谱。
示例性的，以x(t)表示当前子探测信号，以y(t)表示当前子探测信号的下一子探测信号，以Rx(t)表示x(t)的自相关函数，以Ry(t)表示y(t)的自相关函数，以Rxy(t)表示x(t)和y(t)的互相关函数，以Sx(ω)表示变量x(t)的自谱密度，以Sy(ω)表示变量y(t)的自谱密度，以Sxy(ω)表示变量x(t)与y(t)的交叉谱密度，则基于维纳-辛钦公式可以得到(以连续信号为例)：
Figure BDA0001714383800000091
Figure BDA0001714383800000092
Figure BDA0001714383800000093
由此可知，Sxy(ω)和Rxy(t)为傅里叶变换对，Sx(ω)和Rx(t)为傅里叶变换对，Sy(ω)和Ry(t)为傅里叶变换对。交叉谱密度Sxy(ω)能够在频率域描述当前子探测信号和下一子探测信号的相关性，自谱密度Sx(ω)和Sy(ω)是在频率域描述一个信号自身的相关性。
S250、根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值。
本实施例中，一致性函数值可以理解为反应某一子探测信号与其下一子探测信号之间变化程度的参数，一致性函数值的计算方法可以根据需要设置，考虑到计算方法的简捷性，优选的，可以通过如下公式计算各子探测信号的一致性函数值：
Figure BDA0001714383800000101
其中，Sx(ω)为当前子探测信号的第一自谱密度，Sy(ω)为下一子探测信号的第二自谱密度，Sxy(ω)为所述当前子探测信号和所述下一子探测信号的交叉谱密度。
由前述分析可知，自谱密度Sx(ω)和Sy(ω)为实数，交叉普密度Sxy(ω)为复数，上述公式的数学意义为交叉谱密度Sxy(ω)的模，取值范围是[0，1]。当
Figure BDA0001714383800000102
时，表示当前子探测信号x(t)与x(t)的下一子探测信号y(t)存在着完美的线性关系，二者相似度很高，当前子探测信号x(t)与下一子探测信号y(t)中均不存在噪声信号；当
Figure BDA0001714383800000103
时，表示当前子探测信号x(t)与x(t)的下一子探测信号y(t)之间不存在任何相似性，当前子探测信号x(t)和/或下一子探测信号y(t)中不存在有效信号。在实际应用中，当前子探测信号x(t)的一致性函数值一般介于0和1之间，且不等于0或1，一致性函数的值越大，表明当前子探测信号x(t)中的噪声信号越小。一致性函数值反映了当前子探测信号x(t)和下一子探测信号y(t)的变化程度，且消除了变化幅度的影响，只是单纯在频率域反映两个信号每单位变化时的相似程度，即根据对当前子探测信号x(t)和下一子探测信号y(t)的相似程度的评估确定当前子探测信号x(t)中噪声信号与有效信号的相对大小，直观而简明。
S260、基于所述一致性函数值确定所述地震雷达的探测深度。
示例性的，可以根据各子探测信号一致性函数值的大小确定各子探测信号中噪声信号和有效信号的相对大小，将各探测信号中一致性函数值大于设定一致性函数阈值且所属采样区段具有最大起始时间(或结束时间)的子探测信号确定为目标子探测信号，并根据各目标子探测信号所对应的探测深度确定地震雷达的探测深度，如可以将各目标子探测信号所对应探测深度的最小值、中值、最大值或平均值等确定为地震雷达的探测深度。
本发明实施例二提供的探测深度的确定方法，根据各子探测信号与其下一子探测信号之间的一致性函数值确定地震雷达的探测深度，不但能够减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，增大地震雷达探测深度确定方法的适用范围；还可以提高地震雷达探测深度确定过程的直观性与简捷性，提高勘探人员的使用体验。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种探测深度的确定方法的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，在本实施例中，将“基于所述一致性函数值确定所述地震雷达的探测深度”优化为：按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序；按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值；如果所述比值大于设定阈值，则将所述比值对应的子探测信号确定为所述子探测信号所属探测信号的目标子探测信号；根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度。
相应的，如图3所示，本实施例提供的探测深度的确定方法包括：
S310、获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成。
S320、按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号。
S330、按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号。
S340、计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度。
S350、根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值。
S360、按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序。
本实施例中，可以同时或依次对每个探测信号中的子探测信号进行排序，此处不作限制。就某一探测信号而言，可以将该探测信号中的各子探测信号按照其所属采样时间段的起始时间(或结束时间)由小到大进行排序，即以其分段前在该探测信号中的原始顺序进行排序，以得到各子探测信号排序后的相对位置关系。
本步骤中，各子探测信号排序结果的呈现方式可以根据需要设置，如可以分别显示不同探测信号的子探测信号的排序结果，也可以通过如下子探测信号记录矩阵同时显示各探测信号中子探测信号的排序结果：
Figure BDA0001714383800000131
其中，Sn表示探测信号n，m为区段的序号，n为探测信号的序号，smn表示探测信号n在第m个采样区段的子探测信号。
S370、按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值。
其中，位于该排序最后的子探测信号的一致性函数值与下一相邻探测信号的一致性函数值之间的比值可以略过不计算，也可以将该最后一个子探测信号的一致性函数值与其前一个子探测信号(或第一个子探测信号)的一致性函数值之间的比值确定为该子探测信号的一致性函数值与其下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值，此处不作限制。考虑到计算比值时所需的计算量，优选的，可以不计算最后一个子探测信号的一致性函数值与其下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值。
需要说明的是，本实施例中可以仅对各探测信号的子探测信号进行排序，也可以直接基于各子探测信号所属采样区段的起始时间(或结束时间)对各子探测信号的一致性函数值进行排序，以便于后续计算一致性函数值之间的比值。此时，相应的，所述按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序，可以包括：以输出各子探测信号的检波器的位置顺序为行方向、以子探测信号所属采样区段的起始时间由小到大为列方向构建一致性函数矩阵：
Figure BDA0001714383800000141
其中，Cn表示探测信号n的一致性函数值矩阵；cmn表示探测信号n在第m个采样区段的子探测信号与探测信号n+1在第m个采样区段的子探测信号之间的一致性函数值。
相应的，所述按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值，可以包括：按照所述一致性函数矩阵的列方向依次计算每列中的各一致性函数值与下一个一致性函数值之间的比值。
在此，以输出各子探测信号的检波器的位置顺序为行方向、以子探测信号所属采样区段的起始时间由小到大为列方向构建一致性函数矩阵仅为本发明的一种实现方式，在实际应用中，也可以以输出各子探测信号的检波器的位置顺序为列方向、以子探测信号所属采样区段的起始时间由小到大为行方向构建一致性函数矩阵，此时，相应的，可以按照该一致性函数矩阵的行方向依次计算每行中的各一致性函数值与其后面一个一致性函数值之间的比值，本实施例并不对此进行限制。
S380、如果所述比值大于设定阈值，则将所述比值对应的子探测信号确定为所述子探测信号所属探测信号的目标子探测信号。
本实施例中，某一子探测信号与其下一个探测信号之间一致性函数值的比值可以表征噪声的变化幅度，如果该比值较大，则可以确定当地震波的探测深度从该子探测信号所对应探测深度变化至下一子探测信号所对应探测深度时，噪声信号突然增大。因此，在实际应用中，可以根据需要设置该比值的阈值，如果该比值大于设定阈值，则可以判定地震波在探测到下一子探测信号所对应探测深度时，噪声信号的增大幅度超过了可接收的最大幅度阈值，地震波对下一子探测信号所对应探测深度进行探测时无法得到理想的探测信号，由此，可以基于比值大于设定阈值的子探测信号所对应的深度确定地震雷达的探测深度，即可以将比值大于设定阈值的子探测信号确定为目标子探测信号，并基于该目标子探测的探测深度确定地震雷达的探测深度。在此，如果某一探测信号中存在多个比值大于设定阈值子探测信号，则可以将所属分段区间的起始时间(或结束时间)最小且比值大于设定阈值的子探测信号确定为该探测信号的目标子探测信号。
在此，需要说明的是，本实施例并不对各步骤的执行顺序进行限制，在实际应用时，各步骤的具体执行顺序可以根据需要调整，如，S307和S308可以串行或并行执行，本实施例可以在计算完所有子探测信号的一致性函数值之后再计算各子探测信号的与其下一子探测信号之间的一致性函数值的比值；也可以在计算出第一个子探测信号及其下一个子探测信号的一致性函数值之后，即开始执行S308。此时，优选的，可以在确定某一探测函数的目标子探测函数之后，即结束对该探测函数中其他子探测函数与其下一子探测函数之间的一致性函数值的比值的计算，以进一步减少确定地震雷达探测深度过程中所需的计算量。
S390、根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度。
本实施例中，地震雷达的探测深度可以基于各目标子探测信号对应探测深度的最大值、最小值、中值或平均值等确定。例如，可以首先根据各目标子探测信号所对应探测深度的最大值、最小值、中值或平均值等确定各目标子探测信号所对应的有效探测深度，并根据各目标子探测信号有效探测深度的最大值、最小值、中值或平均值等确定地震雷达的探测深度。考虑到所确定探测深度的准确性，优选的，可以根据各目标子探测信号所对应探测深度的最大值确定各目标子探测信号所对应的有效探测深度，并根据各目标子探测信号有效探测深度的平均值确定地震雷达的探测深度。此时，所述根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度，优选可以包括：根据所述地震雷达在探地介质中的传播速度计算各目标子探测信号的最大采样深度；基于各目标子探测信号最大采样深度的平均值确定所述地震雷达的探测深度。
本发明实施例三提供的探测深度的确定方法，根据各子探测信号的一致性函数值与其下一子探测信号的一致性函数值之间的比值确定目标子探测信号，并根据各目标子探测信号所对应的探测深度确定地震雷达的探测深度，不但可以减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，提高地震雷达探测深度确定过程的直观性与简捷性；还可以进一步提高所确定地震雷达探测深度的准确性与实用性，提高勘探人员的使用体验。
实施例四
本发明实施例四提供一种探测深度的确定装置。该装置可以由硬件和/或软件实现，一般可集成在能够用于确定地震雷达探测深度的设备中，可通过执行探测深度的确定方法确定地震雷达的探测深度。图4为本发明实施例四提供的一种探测深度的确定装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
信号获取模块401，用于获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
信号分段模块402，用于按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
深度确定模块403，用于计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。
本发明实施例四提供的探测深度的确定装置，通过信号获取模块获取至少两个检波器接收到的地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成的探测信号，通过信号分段模块按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，生成多个子探测信号，通过深度确定模块计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于各相似度参数确定地震雷达的探测深度。本实施例通过采用上述技术方案，基于探测信号之间的相速度确定地震雷达的探测深度，能够简化地震雷达探测深度的确定过程，减少确定地震雷达探测深度所需的时间和所耗费的人力与物力，提高确定探测雷达探测深度的效率，增大地震雷达探测深度确定方法的适用范围。
在上述方案中，所述深度确定模块403可以包括：信号确定单元，用于按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号；谱密度计算单元，用于计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度；函数值确定单元，用于根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值；深度确定单元，用于基于所述一致性函数值确定所述地震雷达的探测深度。
在上述方案中，所述函数值确定单元可以用于：通过如下公式计算各子探测信号的一致性函数值：
Figure BDA0001714383800000181
其中，Sx(ω)为当前子探测信号的第一自谱密度，Sy(ω)为下一子探测信号的第二自谱密度，Sxy(ω)为所述当前子探测信号和所述下一子探测信号的交叉谱密度。
在上述方案中，所述深度确定单元可以包括：信号排序子单元，用于按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序；比值计算子单元，用于按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与下一个相邻的子探测信号的一致性函数值之间的比值；目标信号确定子单元，用于响应于所述比值大于设定阈值的情况，将所述比值对应的子探测信号确定为所述子探测信号所属探测信号的目标子探测信号；深度确定子单元，用于根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度。
在上述方案中，所述深度确定子单元可以用于：根据所述地震雷达在探地介质中的传播速度计算各目标子探测信号的最大采样深度；基于各目标子探测信号最大采样深度的平均值确定所述地震雷达的探测深度。
在上述方案中，所述信号排序子单元可以用于：以输出各子探测信号的检波器的位置顺序为行方向、以子探测信号所属采样区段的起始时间由小到大为列方向构建一致性函数矩阵：
Figure BDA0001714383800000182
其中，Cn表示探测信号n的一致性函数值矩阵；cmn表示探测信号n在第m个采样区段的子探测信号与探测信号n+1在第m个采样区段的子探测信号之间的一致性函数值；
相应的，所述比值计算子单元可以用于：按照所述一致性函数矩阵的列方向依次计算每列中的各一致性函数值与下一个一致性函数值之间的比值。
本发明实施例四提供的探测深度的确定装置可执行本发明任意实施例提供的探测深度的确定方法，具备执行探测深度的确定方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的探测深度的确定方法。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器50和存储器51，还可以包括输入装置52和输出装置53；设备中处理器50的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器50为例；设备中的处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器51作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的探测深度的确定方法对应的程序指令/模块(例如，探测深度的确定装置中的信号获取模块401、信号分段模块402和深度确定模块403)。处理器50通过运行存储在存储器51中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的探测深度的确定方法。
存储器51可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器51可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器51可进一步包括相对于处理器50远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置52可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置53可包括显示屏等显示设备。
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种探测深度的确定方法，该方法包括：
获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的探测深度的确定方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述探测深度的确定装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种探测深度的确定方法，其特征在于，包括：
获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号；
计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度；
根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值；
按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序；
按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与对应下一子探测信号的一致性函数值之间的比值；
如果所述比值大于设定阈值，则将所述比值对应的子探测信号确定为所述子探测信号所属探测信号的目标子探测信号；
根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值，包括：
通过如下公式计算各子探测信号的一致性函数值：
Figure FDA0002310648690000021
其中，Sx(ω),为当前子探测信号的第一自谱密度，Sy(ω)为下一子探测信号的第二自谱密度，Sxy(ω)为所述当前子探测信号和所述下一子探测信号的交叉谱密度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度，包括：
根据所述地震雷达在探地介质中的传播速度计算各目标子探测信号的最大采样深度；
基于各目标子探测信号最大采样深度的平均值确定所述地震雷达的探测深度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序，包括：
以输出各子探测信号的检波器的位置顺序为行方向、以子探测信号所属采样区段的起始时间由小到大为列方向构建一致性函数矩阵：
Figure FDA0002310648690000022
其中，Cn表示探测信号n的一致性函数值矩阵；cmn表示探测信号n在第m个采样区段的子探测信号与探测信号n+1在第m个采样区段的子探测信号之间的一致性函数值；
相应的，所述按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与对应下一子探测信号的一致性函数值之间的比值，包括：
按照所述一致性函数矩阵的列方向依次计算每列中的各一致性函数值与下一个一致性函数值之间的比值。
5.一种探测深度的确定装置，其特征在于，包括：
信号获取模块，用于获取至少两个检波器接收到的探测信号，所述探测信号基于地下介质对地震雷达发射的地震波进行折射和反射生成；
信号分段模块，用于按照设定时间长度对每个探测信号进行分段，以生成多个子探测信号；
深度确定模块，用于计算每个子探测信号与同采样区段其他子探测信号之间的相似度参数，并基于所述相似度参数确定所述地震雷达的探测深度；
其中，所述深度确定模块包括：
信号确定单元，用于按照输出各子探测信号的检波器的位置顺序分别确定各采样区段中每个子探测信号的下一子探测信号；
谱密度计算单元，用于计算各子探测信号的第一自谱密度、各下一子探测信号的第二自谱密度以及各子探测信号与对应下一子探测信号的交叉普密度；
函数值确定单元，用于根据所述第一自谱密度、所述第二自谱密度和所述交叉普密度确定各子探测信号的一致性函数值；
深度确定单元，用于基于所述一致性函数值确定所述地震雷达的探测深度；
所述深度确定单元包括：
信号排序子单元，用于按照所属采样区段的起始时间由小到大的顺序分别对每个探测信号中的各子探测信号进行排序；
比值计算子单元，用于按照所述排序计算每个子探测信号的一致性函数值与对应下一子探测信号的一致性函数值之间的比值；
目标信号确定子单元，用于响应于所述比值大于设定阈值的情况，将所述比值对应的子探测信号确定为所述子探测信号所属探测信号的目标子探测信号；
深度确定子单元，用于根据各探测信号的目标子探测信号对应的探测深度范围确定所述地震雷达的探测深度。
6.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的探测深度的确定方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的探测深度的确定方法。
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