Seismic Unix 在地质雷达数据处理中的应用

韩晓飞单波董斌史双双

(1.山西省地震灾害研究所，山西太原 030002； 2.西北电力设计院，陕西西安 710032)

·计算机技术及应用·

韩晓飞1单波2董斌1史双双1

(1.山西省地震灾害研究所，山西太原 030002； 2.西北电力设计院，陕西西安 710032)

对地质雷达进行了介绍，分析了Seismic Unix在地质雷达数据处理中的应用程序，指出Seismic Unix含有丰富的数据处理功能，可自主添加相关代码，增加软件的使用范围，在实际数据的应用中效果良好，可满足工程需要。

地质雷达，Seismic Unix，数据处理

0 引言

地质雷达(Ground Penetmting Radar)是用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律的一种地球物理方法[1]。随着地质雷达技术的发展，国民经济建设的需求，在各项工程施工过程中，越来越需要地质雷达的参与，利用其无损、便捷、快速等一系列优点进行工程勘察和工程检测，另外随着人类生存环境逐渐变得恶劣，地质灾害频发，地质雷达在地质灾害评价中的应用也具有广阔前景[2-4]。

目前对雷达数据的处理一般使用购进仪器时自带的软件或者另外购买的商业软件，处理效果一般情况下可以满足工程需要，但是由于商业软件采用的都是固化的模块，实现过程是不可见的，用户也难以完成软件设计之外的工作，而Seismic Unix软件开发应用相对较为成熟，在普通的课程教学和工程应用中都可以满足需要，通过对SU自带数据的处理和工程实例的处理分析，可以看出该软件具备较好的应用市场和前景，通过解译分析满足用户需求。

1 Seismic Unix说明

Seismic Unix缩写为SU，表示CWP/SU:Seismic Unix,为美国科罗拉多矿业学院开发的处理程序软件，部分以斯坦福大学勘探项目为基础，虽然名字为Seismic Unix，但是既可以作为地震数据处理的平台，也可以作为其他数据资料处理的环境，例如地质雷达数据。

由于Seismic Unix从最初就是以开源为目的，所以众多科研人员都加入了研发行列，逐渐扩充软件，随着不断更新和完善，目前逐渐趋于成熟，成为Unix系统下常用的处理工具。该软件可对输入数据进行转换和增益显示、数据编辑、变换和滤波、偏移处理及其他处理。

2 实例应用

通过选取典型剖面，我们对上述不同处理方法进行针对性应用。

2.1 对自带数据处理

当在SU的命令行中敲入suplane |suxwigb，便会出现一副图像，suplane为SU自带的数据，如果我们将其分层，设置分层时间和各层速度，利用命令suttoz，可以得到变换到深度域的数据，再利用设置深度信息，命令suztot，我们可以得到反变换回来的时间数据，当参数选取不合适时，反变换回来的数据会有一定误差。

在原始数据中，存在三个交错的同相轴，如果希望对同相轴进行分离，可以采用Radon变换，变换后数据见图1a)，可以看到原本在T—x域交叉的数据，在Tau—p域被分离开来，通过剔除对应的目标数据，再反变换到T—x域，即可以得到分离后的数据，见图1b)，可以看到倾度较大的一条同相轴已经较好的被剔除。

2.2 实际数据1

本次数据来源于湖南山区，为进行岩溶探测所采集数据。探测采用的仪器主机为美国GSSI公司生产的SIR-20型地质雷达，天线采用40 MHz的低频组合天线，根据设计要求和现场地质情况，最后选择以下采集参数以满足探测精度和深度要求：

时窗：450 ns；每秒扫描线：32根；每根扫描线采样数：1 024个；天线间距：3 m；叠加次数：16次。

由于采集时经过一条架空线路，所以造成了明显的弧形干扰，数据见图2。可以看到数据200 ns附近存在明显双曲线弧形绕射，而且下部信息较弱，需要进行资料处理，以增强下部信息和消除弧形干扰。

对数据增益进行调节，得到图3，可以看到通过数据处理，剖面下部信息得到明显加强，突出了有效信息。

利用SU下的FK偏移，选取合适的偏移参数，可以得到偏移后剖面，见图4。可以看到弧形干扰基本被有效压制，由于偏移是对整个剖面做的，所以不可避免产生一些虚假异常，但是对整体基本影响不大。

2.3 实际数据2

该数据采集环境与使用仪器同实例1。

由于采集过程中，经过一个长条状干扰体，所以在数据下部形成明显的条带状干扰，振幅能量较大，相对抑制了有效反射波形，图像见图5。数据采用地层电磁波速度为0.1 m/ns，数据变换到深度域见图6，可以看到相关深度信息。数据变换到FK域数据见图7，可以看到能量振幅最大区域为干扰同相轴数据对应区域，数据变换到Tau—p域数据见图8，在图像左部，与干扰同相轴时间位置一致对应几个振幅明显的能量区域，这些就是干扰同相轴在Tau—p与变换得到的区域，将这些能量团剔除然后反变换到T—x域便得到滤除条带状同相轴干扰的数据，为数据的进一步处理做准备。

3 结语

Seismic Unix在实例中的应用效果较为明显，可以满足工作需要。SU的特点是较为灵活，可以自己编写代码，添加到程序中去，扩展程序功能，如果公布到网络中，能获得大家认可，可以集中到软件的下一个版本，实现开源共享。另外SU是免费的，相对昂贵的商业软件，使用经济方便，能够为工程节省开支。

[1] 李大心.探地雷达方法与应用[M].北京：地质出版社，1994.

[2] 郭彬彬，赵卫华，王红才，等.千灵山岩质边坡地质雷达探测及稳定性分析[J].地质力学学报，2013，19(1)：104-110.

[3] 王春辉，查恩来，田运涛，等.低频地质雷达新技术在滑坡勘查中的试验研究[J].地球物理学进展，2013，28(2)：1057-1063.

[4] John W. Stockwell, Jack K. Cohen.Seismic Unix地震数据处理系统——SU 3.3处理操作系统指南[M].张邵红，林昌荣，译.北京:石油工业出版社,2007.

The application of the ground penetmting radar data processing about Seismic Unix

Han Xiaofei1Shan Bo2Dong Bin1Shi Shuangshuang1

(1.EarthquakeAdministrationofShanxiProvince,Taiyuan030002,China; 2.NWEPDI,Xi’an710032,China)

The paper introduces the geological radar, analyzes the application procedure of Seismic Unix in the geological radar data processing, and points out it has profound data processing functions by adding related codes and adding the use scope of software with better effect in the data application, so it meets the engineering demands.

geological radar, Seismic Unix, data processing

2015-04-20

韩晓飞(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)19-0256-03

TP319