本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探
技術(shù)領(lǐng)域:
,尤其涉及一種物探儀及其剖面圖成像方法。
背景技術(shù):
:目前,物探技術(shù)研究應(yīng)用廣泛。例如,基于天然電磁場物探測量技術(shù)發(fā)展引人注目,尤其是其在抗干擾性能和數(shù)據(jù)的準確性方面所具有優(yōu)異特性愈發(fā)突出?,F(xiàn)有的物探儀大多具有輕便、快捷等特點,其主要實現(xiàn)的功能是數(shù)據(jù)的采集;采集之后的數(shù)據(jù)需通過第三方予以處理成圖。傳統(tǒng)的做法是使用天然電場選頻儀對大地不同頻率的電場信號進行采集,采集到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦再使用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件(如surfer、grapher軟件等)進行分析處理。其中數(shù)據(jù)處理需要很強的地質(zhì)專業(yè)知識,要會熟練使用電腦,數(shù)據(jù)處理分析大多都是有多年地質(zhì)勘探工作的地質(zhì)專家。并且當(dāng)采集到的點越多,原使數(shù)據(jù)會越來越龐大,人工處理數(shù)據(jù)工作量也會越來越大,從數(shù)據(jù)處理到成圖可能要花數(shù)天的時間。主流數(shù)據(jù)處理軟件大多都是國外進口,沒有中文界面,設(shè)置參數(shù)眾多,操作復(fù)雜。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明目的在于公開一種物探儀及其剖面圖成像方法,以實現(xiàn)物探儀對采集的數(shù)據(jù)進行快速的成圖處理,而擺脫第三方的諸多困擾。為達成上述目的,本發(fā)明公開一種物探儀的剖面圖成像方法,包括:獲取待測區(qū)域地質(zhì)深度與頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系;確定目標剖面圖中一組特定地質(zhì)深度值所一一對應(yīng)的頻率值;在用戶對任一測點進行采樣時,指示用戶依據(jù)該組特定地質(zhì)深度值所對應(yīng)的各頻率值逐一進行該測點相對應(yīng)電場值的采樣;根據(jù)不同測點、不同頻率所對應(yīng)的不同電場值對采樣數(shù)據(jù)進行插值處理;根據(jù)所有電場值中的最大值和最小值對采樣和插值的各電場值進行配色;根據(jù)采樣數(shù)據(jù)及其插值數(shù)據(jù)生成橫坐標為采樣點、縱坐標為地質(zhì)深度、不同顏色對應(yīng)不同電場值的目標剖面圖。與上述方法相對應(yīng)的,本發(fā)明還公開一種物探儀,包括:第一處理單元,用于獲取待測區(qū)域地質(zhì)深度與頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系,確定目標剖面圖中一組特定地質(zhì)深度值所一一對應(yīng)的頻率值,在用戶對任一測點進行采樣時,指示用戶依據(jù)該組特定地質(zhì)深度值所對應(yīng)的各頻率值逐一進行該測點相對應(yīng)電場值的采樣;第二處理單元,用于根據(jù)不同測點、不同頻率所對應(yīng)的不同電場值對采樣數(shù)據(jù)進行插值處理;第三處理單元,用于根據(jù)所有電場值中的最大值和最小值對采樣和插值的各電場值進行配色;第四處理單元,用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)及其插值數(shù)據(jù)生成橫坐標為采樣點、縱坐標為地質(zhì)深度、不同顏色對應(yīng)不同電場值的目標剖面圖?;谏鲜龇椒ㄅc系統(tǒng),在具體的數(shù)據(jù)采集處理過程中,可進一步基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時采集同一電極對的模擬信號值和數(shù)字信號值;獲取用戶在一段時間內(nèi),在同一頻率下針對同一測點電場的電壓值,所采集的至少兩個模擬信號值和至少兩個數(shù)字信號值;對同一測點的所有模擬信號值進行篩選,并計算有效點的模擬平均值;與此同時,對同一測點的所有數(shù)字信號值進行篩選,并計算有效點的數(shù)字平均值;判斷所述模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi),如果是,取所述模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點電場的電壓值;如果兩者的差值超過閾值,指示用戶采樣失敗。藉此,從多個維度確保了最終采集數(shù)據(jù)的精確性,極大提升了物探儀的整體性能。本發(fā)明具有以下有益效果:無需第三方即可實現(xiàn)物探儀對采集的數(shù)據(jù)進行快速的成圖處理,操作簡單,成圖快速,且所成的圖示直觀,方便用戶快速識圖。下面將參照附圖,對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖說明構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:圖1是本發(fā)明實施例公開的剖面圖成像方法流程圖;圖2為本發(fā)明實施例公開的剖面圖的界面操作示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明,但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。實施例一本實施例公開一種物探儀的剖面圖成像方法,如圖1所示,包括:步驟s1、獲取待測區(qū)域地質(zhì)深度與頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系。在該步驟中,地質(zhì)深度可為趨膚深度或探測深度。其中,趨膚深度h1與頻率f的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:p為電阻率.地質(zhì)深度為探測深度h2,探測深度與頻率f的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:步驟s2、確定目標剖面圖中一組特定地質(zhì)深度值所一一對應(yīng)的頻率值。本實施例中,可根據(jù)目標剖面圖中,測點與地質(zhì)深度的區(qū)間間隔所形成的網(wǎng)格大小合理確定一組頻率值。根據(jù)步驟s1中的轉(zhuǎn)換關(guān)系,結(jié)合用戶所探測的待測區(qū)域中的歷史地質(zhì)數(shù)據(jù)合理確定不同地質(zhì)深度的電阻率??蛇x的,當(dāng)用戶為國內(nèi)的用戶時,也可以結(jié)合國內(nèi)的各類地質(zhì)結(jié)構(gòu)綜合取平均值,并在平均值的基礎(chǔ)上根據(jù)實測數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的對比進行修正。步驟s3、在用戶對任一測點進行采樣時,指示用戶依據(jù)該組特定地質(zhì)深度值所對應(yīng)的各頻率值逐一進行該測點相對應(yīng)電場值的采樣。步驟s4、根據(jù)不同測點、不同頻率所對應(yīng)的不同電場值對采樣數(shù)據(jù)進行插值處理。在該步驟中,圖片是由無數(shù)個不同顏色的像素點組成的,像素點越稠密,圖片分辨率越高,細節(jié)越清晰?,F(xiàn)在專用的圖像傳感器上面已經(jīng)能集成上百甚至上千萬個感光元件,感光元件得到的數(shù)據(jù)直接交給處理器合成圖像輸出。但物探儀采集到的數(shù)據(jù)都是有限的,不可能直接采集輸出如此多的數(shù)據(jù),儀器采集到的數(shù)據(jù)直接成圖,畫面必定慘不忍睹,為了能生成可進行地質(zhì)分析的圖像,進行科學(xué)有效的差值運算是必須的。可選的,本實施例可通過雙線性內(nèi)插值運算方法進行插值運算。優(yōu)選地,由于物探儀采集到的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)也不適于直接成圖,直接成圖無法正確反映出地質(zhì)構(gòu)造情況。所以數(shù)據(jù)在處理前需要根據(jù)地層情況、測線情況進行數(shù)據(jù)重新排列。為此,本實施例細分的實現(xiàn)方案如下;構(gòu)造一個多維數(shù)組,把采集到的數(shù)據(jù)按x方向為不同測點數(shù)據(jù),y方向為相同測點不同頻率的數(shù)據(jù)排列。對于一個目標插值,設(shè)置坐標通過反向變換得到的浮點坐標為(i+u,j+v),其中i、j均為整數(shù),u、v為[0,1)區(qū)間的浮點數(shù),則目標插值f(i+u,j+v)可由原圖像中坐標為(i,j)、(i+1,j)、(i,j+1)、(i+1,j+1)所對應(yīng)的周圍四個像素的值決定,即:f(i+u,j+v)=(1-u)*(1-v)*f(i,j)+(1-u)*v*f(i,j+1)+u*(1-v)*f(i+1,j)+u*v*f(i+1,j+1),其中,f(i,j)表示(i,j)坐標處的值,以此類推,使數(shù)組變成一個稠密的矩陣。步驟s5、根據(jù)所有電場值中的最大值和最小值對采樣和插值的各電場值進行配色。可選的,相關(guān)的配色表參照表1。表1:最大值次大值……最小值顏色1顏色2……顏色n步驟s6、根據(jù)采樣數(shù)據(jù)及其插值數(shù)據(jù)生成橫坐標為依次線性排列的測點、縱坐標為地質(zhì)深度、不同顏色對應(yīng)不同電場值的目標剖面圖。在該步驟中,由于采集的點需要連線填充顏色,如果直接用直線連接,看起來的視覺體驗不是很好,在圖像處理領(lǐng)域里,這就是所謂的圖像噪聲過大。因此需要給所做圖像進行平滑處理,其中,圖像平滑是指用于突出圖像的寬大區(qū)域、低頻成分、主干部分或抑制圖像噪聲和干擾高頻成分,使圖像亮度平緩漸變,減小突變梯度,改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。優(yōu)選地,本實施例還可以對所生成的目標剖視圖進行伽瑪校正,以對圖像進行非線性色調(diào)編輯,檢出圖像信號中的深色部分和淺色部分,并使兩者比例增大,從而提高圖像對比度。優(yōu)選地,可參照圖2中物探儀的界面,本實施例還可以對生成的目標剖面圖進行圖像縮放及導(dǎo)出處理。進一步的,還可在物探儀的顯示屏上,設(shè)置特定的窗口以與目標剖面圖分屏顯示各測點的相應(yīng)采樣數(shù)據(jù)供用戶調(diào)閱。在具體的數(shù)據(jù)采集處理過程中,本實施例還可進一步做如下優(yōu)化:步驟s10、基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時采集同一電極對的模擬信號值和數(shù)字信號值。步驟s20、獲取用戶在一段時間內(nèi),在同一頻率下針對同一測點電場的電壓值,所采集的至少兩個模擬信號值和至少兩個數(shù)字信號值。步驟s30、對同一測點的所有模擬信號值進行篩選,并計算有效點的模擬平均值;與此同時,對同一測點的所有數(shù)字信號值進行篩選,并計算有效點的數(shù)字平均值。例如:假設(shè)時間段內(nèi)所采集的模擬信號值為1000個,對模擬信號值進行篩選的篩選算法可包括下述步驟s301至步驟s305。步驟s301,將采樣數(shù)組從小到大排列,將他們標記為p1,p2,……,p1000,然后計算最大差值kmax,其中,步驟s302,判斷kmax的值,如果kmax≤10%,說明此數(shù)組無無效值;如果再進行如下計算。步驟s303,增加一個數(shù)組k[n],1≤n≤999,其中,然后取出其中所有大于10%的k值中所對應(yīng)的n值,將n進行從小到大的排序。步驟s304,做判斷:如果n值都大于500,則取其中最小的n值,選取p1-pn作為有效點;如果n值都小于500,則取其中最大的n值,選取pn-p1000作為有效點;如果所有的n值既有大于500的也有小于500的,則取所有排序過的n中最接近500的2個點,假設(shè)為n1與n2,則取pn1-pn2為有效點。步驟s305,在篩選出的數(shù)組中有效點的數(shù)值做加權(quán)平均值處理,得到所述模擬平均值。相對應(yīng)的,又例如,假設(shè)時間段內(nèi)所采集的數(shù)字信號值為1000個,對數(shù)字信號值進行篩選的篩選算法可包括下述步驟s310至步驟s330。步驟s310,將數(shù)組排序為d1_d1000,首先創(chuàng)建一個新數(shù)組z[999],其中,zn=dn+1-dn,n∈(2,998)。步驟s320,假設(shè)其中某個點zm,有并且以及則取zm+1為有效點。數(shù)學(xué)中極大值與極小值的定義為:某個極小區(qū)間內(nèi),存在自變量取值x,且存在比其大與比其小的自變量,這些自變量所對應(yīng)的函數(shù)值均小于x對應(yīng)的函數(shù)值,那么此函數(shù)值稱為極大值;某個極小區(qū)間內(nèi),存在自變量取值x,且存在比其大與比其小的自變量,這些自變量所對應(yīng)的函數(shù)值均大于x對應(yīng)的函數(shù)值,那么此函數(shù)值稱為極小值。上述步驟s320本質(zhì)即判斷信號數(shù)組的波峰和波谷點,就可以用上述定義找出。根據(jù)上述定義,在波峰點處時,左邊的點和右邊的點均小于它,并且左邊第二個點和右邊第二個點也均小于左一和右一。因此將他們求差值可知,左一減去波峰點與波峰減去右一的乘積為負數(shù),左二減去左一與左一減去波峰的乘積為正數(shù),同時波峰減去右一與右一減去右二乘積為正數(shù).同理,波谷點也是這樣。步驟s330,再對有效點的絕對值取平均值后,再將得出來的平均值除以1.414后,取小數(shù)點后4位,得出所述數(shù)字平均值。步驟s40、判斷所述模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi),如果是,取所述模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點電場的電壓值;如果兩者的差值超過閾值,指示用戶采樣失敗。藉此,從多個維度確保了最終采集數(shù)據(jù)的精確性,極大提升了物探儀的整體性能。通常,模擬信號采集到的有效值等價于數(shù)字信號的波峰或者波谷的值的絕對值除以1.414。因此,由上述2個辦法得到的值理論上是相等的。但是,現(xiàn)實中,由于電子器件的差異,干擾的強弱,芯片采集電壓的誤差等,相對應(yīng)的兩個值是不可能絕對相等的。因此,在本實施例中,可默認只要者兩者相差低于25%(對應(yīng)上述步驟s40中的閾值),則將兩者的平均值認定為采集到的最終有效值。因此只需要將模擬信號得出的加權(quán)平均值(即步驟s30中的模擬平均值)與數(shù)字信號得出的有效值(即步驟s30中的數(shù)字平均值)做對比,在這將模擬信號值設(shè)為a,數(shù)字信號值設(shè)為d,計算表征模擬平均值與數(shù)字平均值的差值的比例系數(shù)c。具體計算公式如下:此外,為減少采集芯片的計算量,優(yōu)選地,本實施例中模擬信號采集的信號增益與數(shù)字信號采集的信號增益一致。藉此,基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時采集同一電極對的模擬信號值和數(shù)字信號值,消除了同一信號分開采集所導(dǎo)致的相位差;通過有效值的篩選,排除了元器件噪聲和采集芯片的誤讀等所產(chǎn)生的無效值,而且通過模擬平均值與數(shù)字平均值的差值對當(dāng)次采樣予以客觀考評,最終結(jié)果取有效采集的兩通道數(shù)據(jù)進行綜合,彌補了單通道采集所存在的缺陷,極大提升了物探儀的整體性能。實施例二與上述方法實施例相對應(yīng)的,本實施例公開一種物探儀,至少包括下述第一至第四處理單元。第一處理單元,用于獲取待測區(qū)域地質(zhì)深度與頻率的轉(zhuǎn)換關(guān)系,確定目標剖面圖中一組特定地質(zhì)深度值所一一對應(yīng)的頻率值,在用戶對任一測點進行采樣時,指示用戶依據(jù)該組特定地質(zhì)深度值所對應(yīng)的各頻率值逐一進行該測點相對應(yīng)電場值的采樣。第二處理單元,用于根據(jù)不同測點、不同頻率所對應(yīng)的不同電場值對采樣數(shù)據(jù)進行插值處理。第三處理單元,用于根據(jù)所有電場值中的最大值和最小值對采樣和插值的各電場值進行配色。第四處理單元,用于根據(jù)采樣數(shù)據(jù)及其插值數(shù)據(jù)生成橫坐標為依次線性排列的測點、縱坐標為地質(zhì)深度、不同顏色對應(yīng)不同電場值的目標剖面圖。本系統(tǒng)中,可選的,地質(zhì)深度為趨膚深度,趨膚深度h1與頻率f的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:其中,p為電阻率;或者地質(zhì)深度為探測深度h2,探測深度與頻率f的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:可選的,本實施例的物探儀還可以進一步包括下述第五至第八處理單元中的任意一種或任意組合。其中,第五處理單元,用于對生成的剖面圖進行平滑處理和伽瑪校正;第六處理單元,用于對生成的目標剖面圖進行圖像縮放及導(dǎo)出處理;第七處理單元,用于在所述物探儀的顯示屏上,與所述目標剖面圖分屏顯示各測點的相應(yīng)采樣數(shù)據(jù)供用戶調(diào)閱。第八處理單元,用于基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時采集同一電極對的模擬信號值和數(shù)字信號值;獲取用戶在一段時間內(nèi),在同一頻率下針對同一測點電場的電壓值,所采集的至少兩個模擬信號值和至少兩個數(shù)字信號值;對同一測點的所有模擬信號值進行篩選,并計算有效點的模擬平均值;與此同時,對同一測點的所有數(shù)字信號值進行篩選,并計算有效點的數(shù)字平均值;判斷所述模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi),如果是,取所述模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點電場的電壓值;如果兩者的差值超過閾值,指示用戶采樣失敗。第八單元的具體篩選算法參照實施例一,不做贅述。綜上,本發(fā)明公開的物探儀及其剖面圖成像方法,無需第三方即可實現(xiàn)物探儀對采集的數(shù)據(jù)進行快速的成圖處理,操作簡單,成圖快速,且所成的圖示直觀,方便用戶快速識圖。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12