高密度电法堤坝探测空洞位置的自动确定方法

摘要

本发明涉及一种高密度电法堤坝探测空洞位置的自动确定方法。它利用采集的高密度电法勘探数据得到的高密度电法视电阻率断面图及显示视电阻率的视电阻率索引条信息，提取与堤坝空洞视电阻率相对应的视电阻率索引条灰度信息，寻找是否存在与堤坝空洞视电阻率索引条灰度信息相匹配的区域；判断堤坝是否存在空洞，并确定空洞位置。本发明可克服目前人工判断，既耗时又受人为因素影响的不足，简单、快速地自动确定堤坝是否存在空洞及其位置信息。

主权项

一种利用高密度电法探测堤坝空洞位置的自动确定方法，其特征在于操作步骤如下：(1)读取高密度电法实测数据并获取视电阻率断面图及其视电阻率索引条；(2)提取对应堤坝空洞视电阻率的索引条灰度信息；(3)判断堤坝是否存在空洞及确定堤坝空洞位置；步骤(1)的具体步骤如下：1)对两相邻数据断面重叠部分进行数据平均，并沿剖面方向作五点三次平滑；2)采用线性拟合方式进行数据插值，形成完整数据断面，克服实际工作中两相邻数据断面不完全衔接而形成数据空缺的不足；3)采用平滑滤波方法，剔除数据断面中的虚假点，克服因电极接触不良或其它干扰导致数据断面出现虚假点或突变点从而造成视电阻率断面图的虚假异常；4)采用视电阻率比值法，克服因地形起伏导致探测目标视电阻率异常以及形态与位置随地形发生畸变与位移的影响；5)采用视电阻率等级剖面图或视电阻率反演成像方法进行视电阻率断面成像；a)视电阻率等级剖面图法：在指定剖面内，利用步骤4)后的实测数据处理结果，根据视电阻率值的大小，将视电阻率值分成十七个不同等级；采用高密度电法工作时的观测装置，绘制视电阻率断面图；根据十七个不同等级的视电阻率值，绘制相应的视电阻率索引条；b)视电阻率反演成像法：将探测剖面区域视为由十七个不同等级且视电阻率值为常数的矩形块所构成，采用平滑限定条件下的最小二乘法，通过迭代非线性最优化方法，确定每一矩形块的视电阻率值；根据十七个不同等级的视电阻率值，绘制相应的视电阻率索引条；步骤(2)的具体步骤如下：1)对视电阻率断面图进行边缘检测，根据视电阻率索引条的矩形框应小于视电阻率断面图的矩形框，确定视电阻率索引条位置；2)根据视电阻率索引条位置，确定十七个不同等级视电阻率值的条形框；3)根据堤坝空洞视电阻率值的大小，利用所划分的十七个等级视电阻率值，确定与堤坝空洞视电阻率对应的条形框位置及其对应的索引条灰度信息；步骤(3)的具体步骤如下：1)对视电阻率断面图进行边缘检测，根据视电阻率断面图的矩形框应大于视电阻率索引条的矩形框，确定视电阻率断面图位置；2)利用步骤(2)提取的堤坝空洞视电阻率的索引条灰度信息，在视电阻率断面图中，寻求是否存在与该视电阻率的索引条灰度信息一致的区域；3)若存在上述区域，则将该区域确定为堤坝空洞区域，表明堤坝存在空洞；否则，堤坝无空洞；4)对堤坝空洞区域进行连通区域分析，确定每一连通区域的左、右、上、下边界范围，该边界范围为对应堤坝空洞的位置信息。