CN110823962B - 一种滑坡体的三维成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了滑坡体的三维成像方法及系统。其中该方法包括利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，得到滑坡体的粗略深度及粗略分布范围；在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析，并融合生成二维电阻率图像；将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示，为滑坡体的治理提供准确的数据信息。
Description
技术领域
本公开属于滑坡体领域，尤其涉及一种滑坡体的三维成像方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前对滑坡体勘测往往只采用一种方法，这样得到的勘探数据不准确，进而得到的三维成像图也不精准，影响后期灾害治理；而且发明人还发现，现有的滑坡体勘测数据大多采用人工数据采集的方式，这样可能会造成数据误差与数据信息丢失等情况，同样影响三维成像图的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提供一种滑坡体的三维成像方法及系统，其能够提高三维成像的精确性，为后期灾害治理提供准确的数据保障。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开的第一方面提供一种滑坡体的三维成像方法，其包括：
利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
本公开的第二方面提供一种滑坡体的三维成像系统，其包括：
滑坡体粗略探测模块，其用于利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
电阻率值数据集获取模块，其用于在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
二维电阻率图像生成模块，其用于从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
三维切片展示模块，其用于将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
本公开的有益效果是：
本公开利用半航空瞬变电磁方法得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围，在滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围的基础上，利用瞬变电磁法和高密度电阻率法得到相应电阻率值数据，进而分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像，最后将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示，提高了滑坡体的三维成像准确性，减少了人工数据采集中形成的数据误差与数据信息丢失等情况，用来勘探泥石流滑坡，为后期灾害治理提供了准确可靠的先验条件。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例提供的一种滑坡体的三维成像方法流程图；
图2是本公开实施例提供的一种滑坡体的三维成像系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种滑坡体的三维成像方法，包括：
S101：利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
半航空瞬变电磁方法，是航空电磁法的一种新型设计方案，采用地面发射、空中接收的工作方式，发射源可以是回线源、也可以是电性源，可以是单个源、也可以是多个源，通过在地面布设规模大、强度高且相对稳定的发射源来激励瞬变电磁场，在空中实现响应二次涡流场的信号接收，经过处理与解译，实现对施测区地电信息的探查目的。
S102：在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method，简称TEM)是时间域电磁勘探方法的一种，传统的地面瞬变电磁法通过以大定源或磁偶极源等激励方式作为瞬变电磁的发射源向待测区域发射一次场电磁波信号，通过对带有被测区域地电信息的二次场信号的接收、处理和解译，可实现描述被测区域地质电性结构的目标。
瞬变电磁法具有对低阻异常构造反应灵敏、能够同时高效的进行剖面测量和测深测量、接收到的是不含一次场的影响的纯二次场响应，而半航空瞬变电磁兼具地面瞬变电磁法勘探深度大和航空瞬变电磁法工作效率高的综合优势，可以对滑坡体的大致范围进行描述。
高密度电阻率法(multi-electrode resistivity method)是一种阵列勘探方法，它以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律。野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于观测剖面的各测点上,然后利用程控电极转换装置和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集,当将测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种图示结果。
高密度电法所采用的仪器为高密度电法仪，其在电极布置上较常规电法更加便捷，能够一次性完成电极的布设，这种技术优势很好的减轻了由于电极布设带来了电极干扰，能够在测量过程中获得更加准确的数据；在使用中能够进行多种电极排列方式的测量，这对于同时使用多种电极测量的技术有优化作用，能够获得丰富的地电结构状态的地质信息，且在数据准确性上也有较高的保证；它使用中能够以自动化模式完成测量数据的采集与收录，以数据储存提高数据利用率，并且在数据采集上速度较快。这种模式较好的减少了人工数据采集中形成的数据误差与数据信息丢失等情况；高密度电法对于数据的处理也具有一定的便捷性，能够在采集到数据的同时进行现场实时处理，也能够进行脱机处理，这不仅是在电阻率法基础上进行了很好的优化，还很好的引入了智能化模式，提高技术的智能化水平。
S103：从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
采取高密度电阻率法进行地质勘测，获得数据电阻率值，由于瞬变电磁探测深度较深，对粗略地层分界反映较好，而高密度电法对浅层其测线长度1/4深度内的地质体有很好的辨识能力，由于获得的数据均为电阻率值，提取电阻率原始数据时，浅层采用高密度电法数据进行成像，深部采用瞬变电磁数据进行成像分析，最终融合成为二维图像。
S104：将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
作为一种实施方式，对滑坡体的拐点处或坡脚处的预设位置点处进行钻孔取样，将取样的样品图像与已知电阻率值的图像进行比对，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据。
在具体实施中，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
通过钻孔可以更直观的验证所运用物探手段的合理正确性，同时可以运用所打的孔进行井地井间电阻率CT法的补充验证。
电阻率CT法是近年来比较热门的物探方法，其分辨率较高，成像清晰，可实现精细化探测，作为最优的解释。
具体地，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值之前，还包括对孔位进行清洗。
作为另一种实施方式，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
具体地，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值之前，还包括对孔位进行清洗。
本实施例利用半航空瞬变电磁方法得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围，在滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围的基础上，利用瞬变电磁法和高密度电阻率法得到相应电阻率值数据，进而分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像，最后将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示，提高了滑坡体的三维成像准确性，减少了人工数据采集中形成的数据误差与数据信息丢失等情况，用来勘探泥石流滑坡，为后期灾害治理提供了准确可靠的先验条件。
本实施例所运用的物探方法合理，优劣互补，可以对大型滑坡体做准确的预测，效率高，无资源浪费。由于本实施例采用多种物探方法，异常体在横向和纵向平面内均有很强的成像体现，通过二维数据横向延伸，便可以在三位平面内通过视电阻率的不同确定异常体(滑坡土体)的位置、规模，提出治理措施，开展治理工作。
实施例2
如图2所示，本实施例的一种滑坡体的三维成像系统，其包括：
(1)滑坡体粗略探测模块，其用于利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
(2)电阻率值数据集获取模块，其用于在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
(3)二维电阻率图像生成模块，其用于从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
(4)三维切片展示模块，其用于将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
作为一种实施方式，所述滑坡体的三维成像系统还包括：
电阻率值数据修正模块，其用于对滑坡体的拐点处或坡脚处的预设位置点处进行钻孔取样，将取样的样品图像与已知电阻率值的图像进行比对，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据。
具体地，在所述电阻率值数据修正模块中，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
作为另一种实施方式，在所述电阻率值数据修正模块中，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
本实施例利用半航空瞬变电磁方法得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围，在滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围的基础上，利用瞬变电磁法和高密度电阻率法得到相应电阻率值数据，进而分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像，最后将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示，提高了滑坡体的三维成像准确性，减少了人工数据采集中形成的数据误差与数据信息丢失等情况，用来勘探泥石流滑坡，为后期灾害治理提供了准确可靠的先验条件。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种滑坡体的三维成像方法，其特征在于，包括：
利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
通过半航空瞬变电磁法得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围，在滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围的基础上，利用瞬变电磁法和高密度电阻率法得到相应电阻率值数据；
从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
2.如权利要求1所述的滑坡体的三维成像方法，其特征在于，对滑坡体的拐点处或坡脚处的预设位置点处进行钻孔取样，将取样的样品图像与已知电阻率值的图像进行比对，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据。
3.如权利要求2所述的滑坡体的三维成像方法，其特征在于，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
4.如权利要求3所述的滑坡体的三维成像方法，其特征在于，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值之前，还包括对孔位进行清洗。
5.如权利要求2所述的滑坡体的三维成像方法，其特征在于，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
6.如权利要求5所述的滑坡体的三维成像方法，其特征在于，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值之前，还包括对孔位进行清洗。
7.一种滑坡体的三维成像系统，其特征在于，包括：
滑坡体粗略探测模块，其用于利用半航空瞬变电磁方法对滑坡体进行探测，获得地下介质的电阻率值，得到滑坡体的粗略深度及滑坡体的粗略分布范围；
电阻率值数据集获取模块，其用于在滑坡体的粗略分布范围内，将滑坡体的粗略深度划分成若干个阶梯深度，在不同阶梯深度处采用不同测线，沿着测线分别进行瞬变电磁点位和高密度电法点位布设，对应采用瞬变电磁法和高密度电阻率法进行地质勘测，从而获得第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集；
二维电阻率图像生成模块，其用于从第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中分别筛选出超过测线长度1/4深度地质体和不超过测线长度1/4深度地质体对应的电阻率值数据进行成像分析并融合生成二维电阻率图像；
三维切片展示模块，其用于将获得的二维图像在相应坐标系内进行三维切片成果展示。
8.如权利要求7所述的滑坡体的三维成像系统，其特征在于，所述滑坡体的三维成像系统还包括：
电阻率值数据修正模块，其用于对滑坡体的拐点处或坡脚处的预设位置点处进行钻孔取样，将取样的样品图像与已知电阻率值的图像进行比对，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据。
9.如权利要求8所述的滑坡体的三维成像系统，其特征在于，在所述电阻率值数据修正模块中，采用井间电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
10.如权利要求8所述的滑坡体的三维成像系统，其特征在于，在所述电阻率值数据修正模块中，采用井地电阻率CT法来获取钻孔取样处的电阻率值，修正相应处置对应的第一电阻率值数据集和第二电阻率值数据集中的数据，再进行二维电阻率反演成像。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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