CN111142165A - 一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法 - Google Patents

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CN111142165A CN201911317399.5A CN201911317399A CN111142165A CN 111142165 A CN111142165 A CN 111142165A CN 201911317399 A CN201911317399 A CN 201911317399A CN 111142165 A CN111142165 A CN 111142165A
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Abstract

本发明涉及水位检测装置技术领域，尤其涉及一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其包括如下步骤：首先，对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据；对断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面；结合断面地形数据对探地雷达的时间剖面进行处理并经过时间‑深度转换后，得到水位埋深数据。本发明可以实现在少井或无井地区不用挖掘来揭露地下水位，利用探地雷达就可以快速准确的测量到地下含水层的水位信息，同时还能结合地形数据来减少探测的误差。

Description

一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法
技术领域
本发明涉及水位检测装置技术领域，尤其涉及一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法。
背景技术
水位调查是从事地下水调查的一项基础工作，水位信息也是分析与地下水有关的很多问题的一个基础资料。传统的水位调查，大多依赖于各种各样的水井，采用水位计进行调查。但在广大的西北地区，地广人稀，水井数量较少，往往获取不到足够的水位信息为生产施工服务；另外，在重要的厂房、分水岭地区，水井缺少，无法正常获取水位信息，为流域划分、地下水污染分析等问题的解决带来极大困难。
为了解决上述问题，在本领域内，采用非常规方法获取水位信息就成了技术长期的焦点。前人采用了高密度进行水位测量，通过低阻分布，圈定水位。但低阻异常往往呈带状分布，不同地区分带厚度不一，造成水位信息误差较大，且在以土质为主的地区，往往失效，而野外施工较为复杂。所以试验采用轻便、快捷的探地雷达方法探测水位就成为本领域水位测量的一个重要方向。探地雷达是利用高频电磁波脉冲对地下目标进行探测的一类方法，探测目标包括：地下水位、基岩面、黄土孔洞等，该探测方法是一种用于确定地下目标空间位置的广谱(1MHz-1GHz)电磁技术，在水文、工程、环境、生态等领域也得到广泛的应用，其应用范围还在继续扩大。
探地雷达水位探测前人也做了相关的尝试，主要问题由两个：①是地层信息的干扰无法将水位信息完整提取出来；②深部信号往往较弱，很难恢复，进而无法提取埋深较大的潜水水位；③不考虑地形起伏，往往只按地形水平的情况进行处理与水位解释，这与实际水位误差较大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，旨在解决少井地区与无井地区的在不破坏地形的前提下，如何结合当地的地形条件来无损获取水位的难题。
(二)技术方案
为了达到上述的目的，本发明提供一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，包括：
S1、对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据；
S2、对所述断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面；
S3、结合所述断面地形数据对所述探地雷达的时间剖面进行处理并经过时间-深度转换后，得到水位埋深数据。
优选地，步骤S2之前，还包括：
F21、在工作区中选取N口井作为工作井，在所述工作井中选取M口井作为试验井来进行速度标定工作，得出在水位以上的地层的雷达初测速度，其中M和N为正整数，且0＜M＜N；
F22、将N-M口井作为验证井进行速度验证工作，得出在水位以上的地层的雷达再测速度；
F23、将所述雷达再测速度与所述雷达初测速度进行比较，得到误差值，若所述误差值在预设的误差精度之内，则所述雷达初测速度即为在工作区中水位探测的雷达的标定速度；若所述误差值在所述预设的误差精度之外，则扩大试验井的数目M，返回步骤F21。
优选地，步骤S1包括：
S11、将设于所述断面两端的竹竿调至垂直方向，同时利用水平调节装置将连接竹竿一端的皮尺调至水平方向；
S12、按照预设的地形测点的间距来布设地形探测线；
S13、测量每个所述地形测点上的皮尺与地面的距离，得出多个离地高度；
S14、将多个所述离地高度通过地形换算公式计算出断面地形数据。
优选地，所述断面为：长度在20-30米之间，最高点与最低点的差值不超过2米。
优选地，步骤S2包括：
S21、按照预设的雷达测点的间距来布设雷达探测线；
S22、在每个所述雷达测点向所述雷达探测线正下方发送探测电磁波，探测到含水层后产生反射电磁波，接收所述反射电磁波；
S23、记录接收所述反射电磁波的反射时间，得出探地雷达的时间剖面。
优选地，步骤S2所采用的方法为：
采用连续测量为主，单点测量为辅的方法；所述单点测量的叠加次数在256—1024之间，所述雷达测点间距在10-20厘米之间。
优选地，步骤S3包括：
S31、对所述探地雷达的时间剖面去除初至波与背景场，得到经初次处理的探地雷达的时间剖面；
S32、对所述经初次处理的探地雷达的时间剖面进行振幅恢复，得到经再次处理的探地雷达的时间剖面；
S33、判断所述经再次处理的探地雷达的时间剖面的水位震相是否为连续的水平方向的强反射轴，若是则进入步骤S34；若否，则返回步骤S32；
S34、在所述经再次处理的探地雷达的时间剖面上叠加所述断面地形数据，得到探地雷达的地形叠加剖面；
S35、判断所述探地雷达的地形叠加剖面中的地形是否水平；
S36、若地形是水平，依据所述雷达的标定速度对所述探地雷达的地形叠加剖面进行修饰性处理再通过时间-深度转换，得出水位埋深数据；
S37、若地形不是水平，对所述探地雷达的地形叠加剖面的水位同相轴进行拉平，得出探地雷达的补偿时间剖面；
S38、依据所述雷达的标定速度对所述探地雷达的补偿时间剖面进行所述修饰性处理再通过时间-深度转换，得出水位埋深数据。
优选地，步骤S32包括：
S321、对所述经初次处理的探地雷达的时间剖面进行宽频滤波、振幅能量衰减反补偿以及窄频滤波，得出经再次处理的探地雷达的时间剖面；
其中，进行所述宽频滤波时，选取频率窗口的宽度为天线主频的1/4—2倍；
进行所述振幅能量衰减反补偿时，选择所述振幅能量衰减反补偿的指数形式，指数在1.0-1.5之间；
进行所述窄频滤波时，选取频率窗口的宽度为天线主频的0.8-1.5倍。
优选地，步骤S34包括：
S341、将所述断面地形数据转化为走时并通过走时转换公式换算，得出地形校正量；
S342、将所述地形校正量叠加在所述经再次处理的探地雷达的时间剖面上，得出未经处理的探地雷达的叠加剖面；
S343、对所述未经处理的探地雷达的叠加剖面进行相干性与反褶积滤波的操作，得出探地雷达的地形叠加剖面。
优选地，修饰性处理包括：
S381、通过希尔伯特变换提取出瞬时振幅比；
S382、对所述瞬时振幅比进行去除负振幅以及线性增强的操作。
(三)有益效果
本发明的有益效果为：本发明所提供的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，首先，对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据；对断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面；对探地雷达的时间剖面进行处理，结合断面地形数据得出水位埋深数据。本发明在少井地区或无井地区采用探地雷达对地下含水层的水位进行探测的优点是不需要挖掘就能揭露含水层的水位，通过对接收的反射电磁波进行数据分析，就能得出探地雷达的时间剖面。由于地层成分复杂，包含各类介质，探地雷达发射的探测电磁波在地下传播时会历经衰减、反射、折射、绕射以及散射，所以需要对探地雷达的时间剖面进行处理。不考虑地形起伏，往往只按地形水平的情况进行处理与分析，这与实际水位误差较大，而结合断面地形数据就能得出精确的水位埋深数据。
附图说明
图1为本发明一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的具体流程图；
图2为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2之前的具体流程图；
图3a为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S1的具体流程图；
图3b为应用图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S1的具体示意图；
图4a为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2的具体流程图；
图4b为应用图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2的具体示意图；
图5为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3的具体流程图；
图6为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的步骤S32的具体流程图；
图7为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的步骤S34的具体流程图；
图8为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的步骤S38的具体流程图；
图9为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的数据处理流程图；
图10为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的经初次处理的探地雷达的时间剖面；
图11为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的经再次处理的探地雷达的时间剖面；
图12为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的探地雷达的地形叠加剖面；
图13为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的探地雷达的探地雷达的补偿时间剖面；
图14为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的探地雷达的通过希尔伯特变换提取出探地雷达的补偿时间剖面的瞬时振幅比；
图15为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的探地雷达的水位埋深数据。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的具体流程图，如图1所示，一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，包括：
S1、对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据。
在需要获取地下水位的工作区中选取一个长度在20-30米之间的断面，且断面的地形最大高差不超过2米，特别的是，为了得到更好的测量结果，断面地形的最大高差可限制在1.5米之内。断面选择为光地或浅草地。采用地形测量装置对断面进行地形测量，获取断面地形数据。
接着，图3a为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S1的具体流程图，如图3a所示，步骤S1包括：
S11、将设于断面两端的竹竿调至垂直方向，同时利用水平调节装置将连接竹竿一端的皮尺调至水平方向。
S12、按照预设的地形测点的间距来布设地形探测线。
S13、从地形探测线的测线头开始，到测线尾结束，测量每个地形测点的皮尺与地面的距离，得出多个离地高度。
S14、将多个离地高度通过地形换算公式计算出断面地形数据。
而且，图3b为应用图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S1的具体示意图，如图3b所示，在选择的断面上布设“工”型尺，即在断面两头树立两个竖直的竹竿，在标尺的顶端为一根连接竹竿的皮尺，长度为30m，地形测点的间距控制在0.5m-2m之间。每到新的地形测点均要先使用水平尺进行水平调节工作，再采用直立标尺测量皮尺与地面的离地高度并予以记录，并将所有离地高度进行处理计算，通过地形换算公式得到断面地形数据。直立标尺有一水平调节装置，每次测量均要通过调节水平泡将直立标尺调整直立后再行读数。地形换算公式如下：L地形＝Lmax－Li；L地形为断面地形数据，Li为离地高度，Lmax为离地高度的最大值。
由于，图2为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2之前的具体流程图，如图2所示，步骤S2之前，还包括：
F21、在工作区或者其他与工作区水质与地层大致相当的地区中选取N口井作为工作井，这N口井彼此之间都处在不同类型的地形上，所以每口井都具有代表性。在工作井中选取M口井作为试验井来进行已知深度的目标层的速度标定工作，得到在水位以上的地层的雷达初测速度，其中M和N为正整数，0＜M＜N。流程如下：先用水位计测量出试验井的水位准确埋深Di，再在井旁做30米的探地雷达的时间剖面，经过数据处理得到水位同相轴(一条不受地形影响的连续强反射轴)，读取其走时T。采用时间-深度转换公式，反算速度Vi，计算公式为：Vi＝2×Di/T,Vi即为该试验井的水位以上的地层的雷达初测速度；再根据平均速度原理确定雷达的标定速度V0，计算公式如下：
Figure BDA0002326216660000081
F22、将N-M口井作为验证井进行速度验证工作，得出在水位以上的地层的雷达再测速度。
F23、将雷达再测速度与雷达初测速度Vi进行比较，得到误差值，若误差值在预设的误差精度之内，则雷达初测速度Vi即为在工作区中水位探测的雷达的标定速度v0；若误差值在预设的误差精度之外，则扩大试验井的数目M，返回步骤F21。预设的误差精度控制在20cm以内，即为100MHz天线的半个波长。
S2、对断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面。
采用探地雷达对含水层的水位进行探测的优点是不需要挖掘来揭露含水层的水位，通过对接收的反射电磁波进行数据分析，就能得出探地雷达的时间剖面。
继而，图4a为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2的具体流程图，如图4a所示，步骤S2包括：
S21、按照预设的雷达测点间距来布设雷达探测线。
S22、从雷达探测线起点开始，在每个雷达测点向雷达探测线正下方发送探测电磁波，探测到含水层后产生反射电磁波，接收反射电磁波。
S23、记录下接收反射电磁波的反射时间，得出探地雷达的时间剖面，探地雷达的时间剖面沿着地形探测线。
并且，图4b为应用图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S2的具体示意图，如图4b左侧所示，探地雷达按照一定雷达测点间距沿着雷达探测线从测线头到测线尾移动并采集数据，从而得到探地雷达的时间剖面，如图4b右侧所示即为探地雷达的时间剖面。步骤S2所采用的方法是采用连续测量为主，单点测量为辅助。单点测量的叠加次数在256—1024之间，雷达测点间距为10cm-20cm之间。
S3、结合断面地形数据对探地雷达的时间剖面进行处理并经过时间-深度转换后，得到水位埋深数据。
由于地层成分复杂，包含各类介质，探地雷达发射的探测电磁波在地下传播时会历经衰减、反射、折射、绕射以及散射，所以需要对探地雷达的时间剖面进行处理。不考虑地形起伏，往往只按地形水平的情况进行处理与分析，这与实际水位误差较大，而结合断面地形数据以及雷达的标定速度v0来进行时间-深度转换，就能得出精确的水位埋深数据。
同时，图5为图1的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3的具体流程图，如图5所示,步骤S3包括：
S31、对探地雷达的时间剖面去除初至波与背景场，如图10所示，得到经初次处理的探地雷达的时间剖面,此时具体真相不清，去除初至波与消除背景场的影响能有效地压制浅层信号。
S32、对经初次处理的探地雷达的时间剖面进行振幅恢复，如图11所示，得出经再次处理的探地雷达的时间剖面。探地雷达接收的反射电磁波的振幅由于波前扩散和地层中的介质对电磁波的吸收，表现在探地雷达的时间剖面上就是在时间轴上逐渐衰减。为了还原真实的反射电磁波，需要对探地雷达的时间剖面进行振幅恢复。
进一步地，图6为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的步骤S32的具体流程图，如图6所示，步骤S32包括：
S321、对经初次处理的探地雷达的时间剖面进行宽频滤波、振幅能量衰减反补偿以及窄频滤波，得出经再次处理的探地雷达的时间剖面。
其中，宽频滤波，选取频率窗口的宽度为天线主频的1/4—2倍；特别地，宽频滤波选择宽频一维带通巴斯沃斯滤波可以达到更好的滤波效果。
窄频滤波，选取频率窗口的宽度为天线主频的0.8-1.5倍；特别的，窄频滤波选择窄频一维带通巴斯沃斯滤波可以达到更好的滤波效果，如图11所示，剖面反射震相相对清楚，初步可判定水位的震相。
振幅能量衰减反补偿选择指数形式，指数在1.0—1.5之间。
为了得到更多的反射电磁波的特征，探地雷达利用宽频带记录，因此需要进行宽频滤波；为了补偿反射电磁波衰减的部分信号，通过指数形式的振幅能量衰减反补偿来进行补偿。
S33、判断经再次处理的探地雷达的时间剖面水位震相是否为连续的水平方向的强反射轴，若是则进入步骤S34；若否，则返回步骤S32。
S34、在经再次处理的探地雷达的时间剖面上叠加断面地形数据，如图12所示，得到探地雷达的地形叠加剖面。地形校正是将断面地形数据转化为走时，叠加在经再次处理的探地雷达的时间剖面上，转换速度为雷达的标定速度v0，此时查看水位同相轴应该大致水平。
进一步地，图7为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的步骤S34的具体流程图，如图7所示，步骤S34包括：
S341、将断面地形数据转化为走时并通过走时转换公式换算，得出地形校正量。将断面地形数据转化为走时，走时转换先以经再次处理的探地雷达的时间剖面的最大高程为基点，将实测高程减去最大高程得到高差Dh，走时Th＝(2×Dh/V0)并取绝对值，从而得出整个经再次处理的探地雷达的时间剖面的地形校正量。
S342、将地形校正量叠加在经再次处理的探地雷达的时间剖面上，得出未经处理的探地雷达的叠加剖面。
S343、对未经处理的探地雷达的叠加剖面进行相干性与反褶积滤波的操作，得出探地雷达的地形叠加剖面。反褶积滤波是为了去除因电磁波在含水层与探地雷达之间来回反射而出现的噪声信号；相干性滤波主要用消除地表侧面反射所产生的斜向干扰噪音。
S35、判断探地雷达的地形叠加剖面中的地形是否水平。
S36、若地形是水平，依据雷达的标定速度v0对探地雷达的地形叠加剖面进行修饰性处理再通过时间-深度转换，得出水位埋深数据。
S37、若地形不是水平，对探地雷达的地形叠加剖面的水位同相轴进行拉平校正，如图13所示，得出探地雷达的补偿时间剖面。根据水位同相轴的微小起伏，进行拉平校正。
S38、依据雷达的标定速度v0对探地雷达的补偿时间剖面进行修饰性处理再通过时间-深度转换，如图15所示，得出水位埋深数据。
图8为图5的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的步骤S3中的修饰性处理的具体流程图如图8所示，修饰性处理包括：
S381、通过希尔伯特变换提取出瞬时振幅比。
S382、对瞬时振幅比进行去除负振幅以及线性增强的操作。
在噪声信号的频率与反射电磁波频率接近或重叠时，利用其他分析方法来分析，获得的结果与实际相差甚远。因此可以在步骤S36中通过希尔伯特变换提取出探地雷达的地形叠加剖面的瞬时振幅比。而如图14所示，同时在步骤S38中也通过希尔伯特变换提取出探地雷达的补偿时间剖面的瞬时振幅比。振幅比是反射电磁波强度的量度，当地层出现明显分界，在本实施例中即是出现含水层，瞬时振幅比就会出现明显变化。同时去除负振幅后，此时最强的正振幅即为水位反射轴。线性增强是选择0.5-2米窗口进行拉伸操作。时间-深度转换公式为：D＝(T0×V0)/2.0,其中，D为水位埋深，T0为1探地雷达技术的双程走时，V0为标定速度。
容易理解的是，图9为本发明的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法的数据处理流程图，如图9所示，处理流程如下：切除初至波→去除背景场→宽频一维带通巴斯沃斯滤波→振幅能量衰减反补偿→窄频一维带通巴斯沃斯滤波→判断经再次处理的探地雷达的时间剖面是否清晰(清晰则进入地形校正，不清晰返回)→地形校正→地形微补偿→希尔伯特变换与瞬时振幅比提取→去除负振幅→线性增强→查看水平强轴→时间-深度转换→读取水位与出图。在上述技术方案中，在长度在20-30米之间的断面上，含水层的水位以水平为主，倾角小于3度，且不受地形影响；由于地层含水与不含水差别较大，通过前期测试试验，沙地(鄂尔多斯盆地为例)ε水/ε非水的比值在15倍左右，泥质砂土(塔里木盆地为例)ε水/ε非水的比值在8.5倍左右，黄土(关中盆地)ε水/ε非水的比值在6倍左右，故而为水平强轴。
综上所述，本发明为一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，首先，对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据；对断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面；结合断面地形数据对探地雷达的时间剖面进行处理，经过时间-深度转换得出水位埋深数据。在对断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面之前，需要确定雷达的标定速度v0。
而对探地雷达的时间剖面的处理的第一步是进行去除初至波与消除地层的影响(去除背景场)。值得一提的是，本发明用于检测100米以内的水位埋深时效果较好；若埋深较浅如10米以内，可省略去除背景场的步骤。第二步是进行数据振幅恢复，主要步骤为：宽频一维带通巴斯沃斯滤波→振幅能量衰减反补偿→窄频一维带通巴斯沃斯滤波。数据振幅恢复完成后，即可判断经再次处理的探地雷达的时间剖面是否清晰，若清晰则进行步骤S34，若不够清晰，则返回步骤S32，直到清晰为止。完成数据振幅恢复以后，主要开展水位信号识别。如果地形水平，则依据雷达的标定速度v0对探地雷达的地形叠加剖面进行修饰性处理之后通过时间-深度转换，得出水位埋深数据；若地形不水平，则还需要进行地形微补偿与修饰性处理方可进行时间-深度转换，得出水位埋深数据。
以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，包括：
S1、对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据；
S2、对所述断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面；
S3、结合所述断面地形数据对所述探地雷达的时间剖面进行处理并经过时间-深度转换后，得到水位埋深数据。
2.如权利要求1所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，对所述断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面之前，还包括：
F21、在工作区中选取N口井作为工作井，在所述工作井中选取M口井作为试验井来进行速度标定工作，得出在水位以上的地层的雷达初测速度，其中M和N为正整数，且0＜M＜N；
F22、将N-M口井作为验证井进行速度验证工作，得出在水位以上的地层的雷达再测速度；
F23、将所述雷达再测速度与所述雷达初测速度进行比较，得到误差值，若所述误差值在预设的误差精度之内，则所述雷达初测速度即为在工作区中水位探测的雷达的标定速度；若所述误差值在所述预设的误差精度之外，则扩大试验井的数目M，返回步骤F21。
3.如权利要求1或2所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，对在工作区选取的断面进行地形测量，获取断面地形数据包括：
S11、将设于所述断面两端的竹竿调至垂直方向，同时利用水平调节装置将连接竹竿一端的皮尺调至水平方向；
S12、按照预设的地形测点的间距来布设地形探测线；
S13、测量每个所述地形测点上的皮尺与地面的距离，得出多个离地高度；
S14、将多个所述离地高度通过地形换算公式计算出断面地形数据。
4.如权利要求3所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，所述断面为：
长度在20-30米之间，最高点与最低点的差值不超过2米。
5.如权利要求1或2所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，对所述断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面包括：
S21、按照预设的雷达测点的间距来布设雷达探测线；
S22、在每个所述雷达测点向所述雷达探测线正下方发送探测电磁波，探测到含水层后产生反射电磁波，接收所述反射电磁波；
S23、记录接收所述反射电磁波的反射时间，得出探地雷达的时间剖面。
6.如权利要求5所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，对所述断面的含水层进行探测，得出探地雷达的时间剖面所采用的方法为：
采用连续测量为主，单点测量为辅的方法；所述单点测量的叠加次数在256—1024之间，所述雷达测点间距在10-20厘米之间。
7.如权利要求2所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，结合所述断面地形数据对所述探地雷达的时间剖面进行处理并经过时间-深度转换后，得到水位埋深数据包括：
S31、对所述探地雷达的时间剖面去除初至波与背景场，得到经初次处理的探地雷达的时间剖面；
S32、对所述经初次处理的探地雷达的时间剖面进行振幅恢复，得到经再次处理的探地雷达的时间剖面；
S33、判断所述经再次处理的探地雷达的时间剖面的水位震相是否为连续的水平方向的强反射轴，若是则进入步骤S34；若否，则返回步骤S32；
S34、在所述经再次处理的探地雷达的时间剖面上叠加所述断面地形数据，得到探地雷达的地形叠加剖面；
S35、判断所述探地雷达的地形叠加剖面中的地形是否水平；
S36、若地形是水平，依据所述雷达的标定速度对所述探地雷达的地形叠加剖面进行修饰性处理再通过时间-深度转换，得出水位埋深数据；
S37、若地形不是水平，对所述探地雷达的地形叠加剖面的水位同相轴进行拉平，得出探地雷达的补偿时间剖面；
S38、依据所述雷达的标定速度对所述探地雷达的补偿时间剖面进行所述修饰性处理再通过时间-深度转换，得出水位埋深数据。
8.如权利要求7所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，对所述经初次处理的探地雷达的时间剖面进行振幅恢复，得到经再次处理的探地雷达的时间剖面包括：
S321、对所述经初次处理的探地雷达的时间剖面进行宽频滤波、振幅能量衰减反补偿以及窄频滤波，得出经再次处理的探地雷达的时间剖面；
其中，进行所述宽频滤波时，选取频率窗口的宽度为天线主频的1/4—2倍；
进行所述振幅能量衰减反补偿时，选择所述振幅能量衰减反补偿的指数形式，指数在1.0-1.5之间；
进行所述窄频滤波时，选取频率窗口的宽度为天线主频的0.8-1.5倍。
9.如权利要求7所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，在所述经再次处理的探地雷达的时间剖面上叠加所述断面地形数据，得到探地雷达的地形叠加剖面包括：
S341、将所述断面地形数据转化为走时并通过走时转换公式换算，得出地形校正量；
S342、将所述地形校正量叠加在所述经再次处理的探地雷达的时间剖面上，得出未经处理的探地雷达的叠加剖面；
S343、对所述未经处理的探地雷达的叠加剖面进行相干性与反褶积滤波的操作，得出探地雷达的地形叠加剖面。
10.如权利要求7-9中任一项所述的一种利用探地雷达获取含水层的水位信息的方法，其特征在于，修饰性处理包括：
S381、通过希尔伯特变换提取出瞬时振幅比；
S382、对所述瞬时振幅比进行去除负振幅以及线性增强的操作。
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