На получаемых c помощью георадаров «Грот» радарограммах, практически отсутствуют паразитные колебания — «звон» аппаратуры, характерный для георадаров других конструкций. По этой причине мы не пользуемся стандартными программами обработки георадарных сигналов, основная задача которых уменьшить величину «звона» и выделить на его фоне сигнал с помощью разного рода фильтраций.
Фильтрация
Основная задача фильтрации-это выделить более слабые сигналы на фоне сильных. С учетом большого динамического диапазона нашего прибора, такая возможность есть, но для этого необходимы дополнительные приемы визуализации полученных данных.
При использовании палитрового представления сигнала, которое кодирует амплитуду цветом, обычно используются 32 или 56 градаций. Возможности георадара модификации ГРОТ 12 позволяют проанализировать 1024 градации на одном ослаблении. Чтобы проанализировать все эти 1024 градации можно воспользоваться последовательным добавлением уровней в диапазонах, которые создают отраженный сигнал. В программе есть возможность просматривать волновую форму в палитровом представлении, что позволяет проследить отражения, которые не фигурируют в текущей палитре. В этом случае для их визуализации надо добавлять дополнительные уровни.
С учетом особенностей формирования поля возмущения от подповерхностных объектов на фоне распространяющегося поля излучения на поверхности нами созданы алгоритмы, позволяющие их учесть и отсечь, например волну прямого прохождения, которая на верхних временных задержках маскирует отраженную волну от неоднородностей или слоев грунта, расположенных вблизи к поверхности.
Применение разных фильтров и разных диапазонов в параметрах самих фильтров позволяют на первых порах не пропустить какие-то детали. После того как эти детали мы увидели, необходимо понять масштаб этих деталей, т.е. оценить при каких параметрах фильтра эффект стабильно проявляется и понять как влияют параметры фильтра.
Часто фильтрация используется для радарограмм с разным ослаблением, чтобы таким образом больше использовать динамический диапазон прибора.
Цветное 2D-изображение профиля состоит из сегментов. Сегменты выбираются в главном окне и в диалоге редактирования трассы как фильтр ASL.
Изначально профиль включает сегменты из наборов параметров ослабление. синхронизация. ограничение. Как правило, если измерения на трассе производились одиночными импульсами, то имеется один сегмент (например, 0.10.1). Если измерения производились сериями, то имеется несколько сегментов с разными ослаблениями (например, 0.10.1, 10.10.1 и 20.10.1).
В диалоге фильтров создаются новые сегменты, которые нумеруются последовательно целыми числами и заключаются в квадратные скобки: [1], [2] и т.д. Новый сегмент образуется путём применения фильтра к сегменту-источнику. Фильтры могут быть применены последовательно друг за другом.
Фильтр ASL *.*.* означает показ на 2D-профиле всех сегментов друг за другом.
Группа Сегмент содержит следующие поля:
Источник — сегмент, к которому применяется фильтр. При выборе сегмента в списке внизу перечисляются применённые фильтры, включая имя начального сегмента в цепочке.
Результат — сегмент, в который будет записан результат применения фильтра. В качестве результата может быть выбран уже существующий сегмент либо новый (помечается словом new).
Далее находится выпадающий список с названиями фильтров и их сокращёнными именами. При выборе фильтра ниже высвечивается редактируемый набор параметров для этого фильтра.
По кнопке производится (какой кнопке?) применение выбранного фильтра для сегмента-источника и помещение преобразованных данных в сегмент-результат.
В текущей версии программы реализованы следующие фильтры:
[SA] Сшивка по ослаблениям. Измерения, снятые в одной точке с разными ослаблениями, объединяются в одно: в тех местах, где происходит зашкал, данные дополняются на основе формы ослабленного сигнала. Сегмент-источник для этого фильтра не задаётся — используются исходные нефильтрованные измерения.
[AN] Осреднение. Производится осреднение по диапазону точек [i-n,i+n], где i — текущая точка на форме сигнала, а n — диапазон. В сокращённом обозначении параметр n добавляется в конец: ANn.
Фильтр предназначен для сглаживания малоамплитудных отражений от локальных неоднородностей, которые могут маскировать отражения на более поздних временных задержках вследствие ослабления сигнала.
[A-] Вычесть среднее. Вычитается среднее значение амплитуды сигнала.
Фильтр предназначен для выделения отражений от локальных неоднородностей, которые маскируются сигналом, например прямого прохождения на небольших временных задержках, где этот сигнал может быть в несколько раз больше (См. статью про луну). Этот фильтр позволяет также увидеть верхние слои.
[A=] Выделить среднее. Выделяется среднее значение амплитуды сигнала.
Эта операция очень удобна для сглаживания отражений от неоднородностей и позволяет лучше просматривать протяженные объекты и слои.
[WL] Вейвлет преобразование. Применение вейвлет преобразования. Задаются параметры: тип излучающего сигнала (0-3), параметры TDMin, Tau1, Tau2, Tau3, A2, A3. В сокращённом обозначении параметры добавляются в конец через точку с запятой. Пример: WL0:6;5;5;3;1.2;-0.5.
При включении флажка(показать), сигнал рисуется на графике волновой формы красным цветом. С помощью параметров TDMin, Tau1, Tau2, Tau3, A2, A3 его можно подобрать максимально близким к исходному импульсу.
Позволяет при задании исходного излученного импульса увеличить разрешающую способность по глубине. Не всегда хорошо работает, т.к. если на ранних временных задержках грунт сильно неоднороден, появляется ошибка.
[DN] Dumpingиспользуется для учета ослабления сигнала при распространении. Задаются параметры диапазона аналогично с AN и масштаб, характеризующий параметр ослабления
Позволяет проанализировать изменение ослабления сигнала на разных временных задержках. Хорошо срабатывает при квазислоистом разрезе с малым изменением мощности слоев по профилю. Также увеличивает разрешающую способность локализации аномалий
По кнопке Очистить производится очистка всех фильтров профиля.
По кнопке Справка выдаётся справочная информация по диалогу фильтров
Глубинность и точность исследований можно существенно повысить, применяя в ходе обработки полевого материала специализированные компьютерные алгоритмы распознавания полезных сигналов в области шумов радарограммы.
Визуализировать полученные данные можно не только в программах Grot12 и «GROT», но используя другие «внешние» программы, с помощью механизма импорта данных.
Решение обратной задачи реализовано в программе GROT в качестве дополнительного модуля.
В диалоге задаются параметры расчёта: количество точек дискретизации и минимальные и максимальные координаты габаритного куба по измерениям X,Y,Z.
Параметр MaxIter задаёт максимальное количество вычислительных итераций; значение -1 означает автоматическое количество (достижение заданной точности).
Параметр Eps задаёт точность расчётов в диапазоне от 1e-4 до 1e-10. Значение по умолчанию равно 1e-5.
Параметр Filter задаёт фильтры для расчётов. Параметры RelaxX, RelaxY, RelaxZ, Reg являются дополнительными настройками алгоритма расчёта. Рекомендуется эти значения выставить в -1.
Флажок Неравномерная сетка задаёт сгущение сетки дискретизации по z (ближе к поверхности земли).
Имя файла задаёт выходной файл для вывода 3D решения.
Кнопка Старт запускает процесс расчёта.
Флаг Continue означает продолжение расчётов по ранее насчитанным данным. Кнопка 3D Tecplot конвертирует расчитанные данные в dat-файл программы TecPlot. Создаётся файл с именем, указанным в поле Имя файла, но расширение файла заменятся на dat. Кнопка View 3D показывает результат решения в трёхмерном виде.
Это конец? А что это за окно без пояснения?