一种识别地下污染物区域方法，设备及可读存储介质技术

本发明专利技术提供一种识别地下污染物区域方法，设备及可读存储介质，使用探地雷达对地下预设区域进行探测；对剖面进行振幅恢复；通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数；通过对反射系数进行有限带宽积分获得估计波阻抗值；通过全局约束计算全局阻抗值；计算介电常数和含水率，生成三维切片图，通过时间切片观察深度切片上的异常介电常数；基于异常介电常数划分异常区域带。实现了在不对地层造成破坏的前提下，找出污染物的所在位置，避免对地层结构造成破坏，还达到处理污染物污染环境问题的目的。

A method, equipment and readable storage medium for identifying underground pollutant area

【技术实现步骤摘要】
一种识别地下污染物区域方法，设备及可读存储介质
本专利技术涉及雷达数据处理领域，具体涉及一种识别地下污染物区域方法，设备及可读存储介质。
技术介绍
地下水是人类赖以生存的宝贵资源，用水安全的保证是人类健康的前提，但是，由于人类发达的工业建设，给人类带来便利和进步的同时，也对生态环境造成的很多严重的破坏，地下水污染的防治如今成为人类共同面对的问题。对地下水检测工作不宜采用打井取样检测方法，不仅造价昂贵还破坏了地层结构。目前探地雷达(GroundPenetratingRadar:GPR)作为一个成熟的地球物理探测工具，可以用于实时监测地下水的活动，和对轻非水相污染物(Lightnon-aqueousphaseliquids,LNAPL)的检测。人们对探地雷达探测的能力提出更高的要求，并希望得到水文地质方面的物性参数，对地下水和污染情况做出定量的解释分析。地下介质的物性参数对GPR的探测影响很大，电磁波在不同的地下介质中传播，它的传播速度和振幅大小会发生改变，影响电磁波传播的物性参数是介质的介电常数和电导率，它们分别影响波的速度和振幅。轻非水相流体的电导率范围一般是在0～0.02S/m，相对介电常数范围在1.8～3之间，它属于低损耗介质所以适合高频电磁波探测。GPR作为一种新的无损检测技术，有着效率高、信噪比高和分辨率高等优势，因此GPR非常适用于对LNAPLs污染的检测和监测。如何实现基于GPR来进行对地下水污污染物区域进行有效的测量是当前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供一种识别地下污染物区域方法，其特征在于，包括：S1：使用探地雷达对地下预设区域进行探测；S2：对剖面进行振幅恢复；S3：通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；S4：通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数；S5：通过对反射系数进行有限带宽积分获得估计波阻抗值；S6：通过全局约束计算全局阻抗值；S7：计算介电常数和含水率，生成三维切片图，通过时间切片观察深度切片上的异常介电常数；基于异常介电常数划分异常区域带。本专利技术还提供一种实现识别地下污染物区域方法的设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及识别地下污染物区域方法；处理器，用于执行所述计算机程序及识别地下污染物区域方法，以实现识别地下污染物区域方法的步骤。本专利技术还提供一种具有识别地下污染物区域方法的可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行以实现识别地下污染物区域方法的步骤。从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术使用探地雷达对地下预设区域进行探测；对剖面进行振幅恢复；通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；以及相应过程，计算介电常数和含水率，生成三维切片图，通过时间切片观察深度切片上的异常介电常数；基于异常介电常数划分异常区域带。实现了在不对地层造成破坏的前提下，找出污染物的所在位置，避免对地层结构造成破坏，还达到处理污染物污染环境问题的目的。最大限度的降低了成本输出，缩短了检测时间和扩大了探测范围，还可进行全天候的实时监测，以满足城市发展造成的环境污染问题的探测要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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为识别地下污染物区域方法流程图；图2为识别地下污染物区域方法实施例流程图。具体实施方式本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。本专利技术提供一种识别地下污染物区域方法，如图1和图2所示，包括：S1：使用探地雷达对地下预设区域进行探测；步骤一中准备探地雷达剖面数据，并进行基本的数据预处理操作，包括指数增益、预测反褶积、带通滤波等。对采集后的数据进行处理，这里是对采集的GPR剖面进行数据编辑。剔除坏道，统一每条剖面的道间距和道数，统一时间采样点和采样间隔。去除仪器造成的干扰，去直流漂移。文件的重命名等。若剖面多，数据的整理编辑可方便后续的批量处理。S2：对剖面进行振幅恢复；GPR电磁波在地层衰减快，若不对信号振幅进行恢复，就得不到深层的地层反射信息，增益的方法有很多，如线性增益，手动增益等，本专利技术采用的是指数增益，并以求得的地层衰减因子作为增益系数，能更好的还原原始信号的振幅值，因为波阻抗反演对信号振幅幅值真实度要求高，一般的线性增益会使振幅失真，不满足要求。S3：通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；在接收到的雷达信号，其中包括由层间的多次反射形成的多次波，在一次波形成后，以固定时间间隔出现，可以用预测反褶积消除由多次反射造成的震荡效应。为了得到期望的接收信号为尖脉冲，对信号做脉冲反褶积来压缩子波，进而提高信号的纵向分辨率。S4：通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数；GPR信号可以看作是反射系数与雷达子波的卷积得到，本专利技术通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数。S5：通过对反射系数进行有限带宽积分获得估计波阻抗值；S6：通过全局约束计算全局阻抗值；本专利技术基于全局约束计算全局阻抗值。由振幅幅值反演出的波阻抗值，会由于一些不确定因素造成阻抗幅值范围误差，一般会结合环境水文资料，如钻井资料。通过井口数据，可以得到一个点的深度波阻抗值，这就是真实的阻抗值，在地层成层行连续的环境下，就可通过井的数据最计算的波阻抗进行有效约束，井的数量越多，约束的效果越好。S7：计算介电常数和含水率，生成三维切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种识别地下污染物区域方法，其特征在于，包括：/nS1：使用探地雷达对地下预设区域进行探测；/nS2：对剖面进行振幅恢复；/nS3：通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；/nS4：通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数；/nS5：通过对反射系数进行有限带宽积分获得估计波阻抗值；/nS6：通过全局约束计算全局阻抗值；/nS7：计算介电常数和含水率，生成三维切片图，通过时间切片观察深度切片上的异常介电常数；基于异常介电常数划分异常区域带。/n

【技术特征摘要】
1.一种识别地下污染物区域方法，其特征在于，包括：
S1：使用探地雷达对地下预设区域进行探测；
S2：对剖面进行振幅恢复；
S3：通过脉冲反褶积对探测信号做压缩子波处理；
S4：通过基于L1范数的稀疏反褶积法来求得地层的反射系数；
S5：通过对反射系数进行有限带宽积分获得估计波阻抗值；
S6：通过全局约束计算全局阻抗值；
S7：计算介电常数和含水率，生成三维切片图，通过时间切片观察深度切片上的异常介电常数；基于异常介电常数划分异常区域带。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤S2还包括：
对剖面进行振幅恢复采用的是指数增益，并以求得的地层衰减因子作为增益系数，能更好的还原原始信号的振幅值。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
步骤S7还包括：
三维切片图采用MATLAB的slice函数画切片图。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：佘松盛，姚春强，
申请(专利权)人：山东超越数控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37