高密度电法测量系统的数据处理方法研究
High-density electrical measurement system data processing method
梁维天
摘要：该文通过对高密度电法测量系统所采集的数据使用多种数据处理软件进行分析处理，总结出一种可以比较直观、全面的数据处理方法，使工程地质资料更具准确性，为下一步的工作提供可靠依据。
Ａbstract ：The article on electrical measurement system with high-density data collected using a variety of data processing software for analysis and processing,Can be summed up a more intuitive, comprehensive data processing method.The engineering geological data more accurate.To provide a reliable basis for the next step.
关键词：高密度电法；采空区； 数据处理；
Ｋey words：High-density electrical； Gob ； Data Processing；
1 引言
随着地球物理学科的飞速发展，越来越多的地球物理勘探方法被广泛地使用，高密度直流电法测量系统便是应运而生的一种比较前沿的探测方法，高密度直流电法测量系统采用多路转换器来完成各种跑极方式，大大节省了人力物力。所采集的数据也可以较大限度地减少外界各种因素的干扰，但是在数据处理方面，虽然可以用来处理数据的软件较多。但是都不能直观全面的反映工程事实，该文便是通过矿山采空区的数据实际处理分析来总结一条较全面的处理方法，从而方便工作成果的分析研究。
2 数据的采集
2.1 工程地质事实
工作区位于辽宁省海城市城郊，该地区由于附近矿山采矿坑道的横向开采，造成地下可能存在威胁居民生命财产安全的采空区。于是采用高密度直流电法测量系统来探明这些采空区，把可能造成的损失降到最低点。
2.2 数据的采集方式
测量采用温纳四极模式，电极采用120道，电极间距1.5米，测线总长180米，最大隔离系数为32。通过正确的布线和测量操作采集到2256个测点数据，通过数据传输系统存储为dat 格式备用，完成数据采集。
3 数据处理
3.1 数据的初步处理
把存储的dat 格式数据打开为txt 格式，见图1 ，对数据整体做预处理，对数据的缺失部分以及布线时存在明显干扰因素的测点位置进行适当的数据调整，排除浅层地质对数据的影响，方便成图。
图1 dat数据打开为txt 格式图示
3.2 成图与反演过程
使用李晓晴高密度数据处理软件的转化系统把dat 格式数据转化为李晓晴专用格式。使用李晓晴软件打开，如图2。存在的地形偏差，使用高精度GPS 系统测量。使用李晓晴软件进行地形改正，并进行成果反演，如图3。
图2 李晓晴软件数据成图
图3 成果反演图示
3.3 等值线图的绘制
虽然使用李晓晴处理软件所成图件可以反映出地质构造的基本情况，但是所成图像显示阶段差值不直观，所以我们需要借助等值线图来分析数据中视电阻率的梯度变化，并结合李晓晴软件所成反演彩图来做最终分析总结。下面介绍具体过程。
3.3.1 数据的转化
当我们要绘制等值线图时，dat 格式已经不能进行处理，于是我们借助李晓晴软件把dat 数据格式转化为xyz 格式，见图4，这种格式可以减少在使用sufer 软件导入数据时数据的偏离度。
图4 转化为xyz 格式数据图示
3.3.2 绘制等值线
打开sufer 数据处理软件，导入xyz 格式数据。地图一项中单击绘制等值线图，并新建一张贴图，用于显示视电阻率数据，在属性栏中调节标注内容及数据显示内容，以及比例尺。见图5。这时等值线已经基本绘制成型。
图5 调节图像属性图示
3.3.3 图形的改正
虽然等值线图已大致完成，但存在的问题是线条有一定的错位，效果不理想，并且要进行局部的修改很不方便。于是考虑把图件导入mapgis 处理软件来进行局部修改，这时我们就要借助dxf 格式来进行数据转化，去除张贴图中的边框与标尺，调节数据显示格式，并注意转化为dxf 格式的输出内容，输出dxf 格式数据，见图6。
图6 转化dxf 格式时输出内容图示
打开mapgis 处理软件，格式转化系统，导入dxf 格式数据，另存点线区文件，使用mapgis 处理软件新建工程，导入点线区文件，见图7。
图7 另存点线文件图示
这时我们便可以使用mapgis 处理软件对等值线图进行局部的修改，完成等值线的绘制，见图8。
图8 完成的等值线图
4 结论
通过对高密度测量系统所采集的数据的实际处理过程，如前文所述使用李晓晴软件、sufer 处理软件、mapgis 处理软件来绘制反演彩图、等值线图，并通过反演彩图结合等值线图所反映的各地层视电阻率的范围梯度来对地质工程事实进行客观分析，从图3成果反演图的颜色异常区结合图8等值线图中明显的数据梯度变化区以及少量的钻探验证能够比较全面准确地判断地质构造如采空区的具体位置，增强了地质工程资料的可信度与说服力。
5 参考资料
１、中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021－2002，中国建筑工业出版社，2002 北京。
２、工程与环境物探，北京：地质出版社，陈仲候、王兴泰、杜世汉编，1993年9月 ３、AutoCAD2008中文版应用教程，北京：机械工业出版社，孙士保主编，2007年9月 ４、汤洪志，刘庆成，龚育龄. 高密度电阻率法二维成像技术及其在工程勘查中的应用. 工程勘察，2003(5)，62～64.
５、 郭秀军、王兴泰，用高密度电阻率法进行空洞探测的几个问题，物探与化探，Vol.25 No.4， 306～311，2001.8。
高密度电法测量系统的数据处理方法研究
High-density electrical measurement system data processing method
梁维天
摘要：该文通过对高密度电法测量系统所采集的数据使用多种数据处理软件进行分析处理，总结出一种可以比较直观、全面的数据处理方法，使工程地质资料更具准确性，为下一步的工作提供可靠依据。
Ａbstract ：The article on electrical measurement system with high-density data collected using a variety of data processing software for analysis and processing,Can be summed up a more intuitive, comprehensive data processing method.The engineering geological data more accurate.To provide a reliable basis for the next step.
关键词：高密度电法；采空区； 数据处理；
Ｋey words：High-density electrical； Gob ； Data Processing；
1 引言
随着地球物理学科的飞速发展，越来越多的地球物理勘探方法被广泛地使用，高密度直流电法测量系统便是应运而生的一种比较前沿的探测方法，高密度直流电法测量系统采用多路转换器来完成各种跑极方式，大大节省了人力物力。所采集的数据也可以较大限度地减少外界各种因素的干扰，但是在数据处理方面，虽然可以用来处理数据的软件较多。但是都不能直观全面的反映工程事实，该文便是通过矿山采空区的数据实际处理分析来总结一条较全面的处理方法，从而方便工作成果的分析研究。
2 数据的采集
2.1 工程地质事实
工作区位于辽宁省海城市城郊，该地区由于附近矿山采矿坑道的横向开采，造成地下可能存在威胁居民生命财产安全的采空区。于是采用高密度直流电法测量系统来探明这些采空区，把可能造成的损失降到最低点。
2.2 数据的采集方式
测量采用温纳四极模式，电极采用120道，电极间距1.5米，测线总长180米，最大隔离系数为32。通过正确的布线和测量操作采集到2256个测点数据，通过数据传输系统存储为dat 格式备用，完成数据采集。
3 数据处理
3.1 数据的初步处理
把存储的dat 格式数据打开为txt 格式，见图1 ，对数据整体做预处理，对数据的缺失部分以及布线时存在明显干扰因素的测点位置进行适当的数据调整，排除浅层地质对数据的影响，方便成图。
图1 dat数据打开为txt 格式图示
3.2 成图与反演过程
使用李晓晴高密度数据处理软件的转化系统把dat 格式数据转化为李晓晴专用格式。使用李晓晴软件打开，如图2。存在的地形偏差，使用高精度GPS 系统测量。使用李晓晴软件进行地形改正，并进行成果反演，如图3。
图2 李晓晴软件数据成图
图3 成果反演图示
3.3 等值线图的绘制
虽然使用李晓晴处理软件所成图件可以反映出地质构造的基本情况，但是所成图像显示阶段差值不直观，所以我们需要借助等值线图来分析数据中视电阻率的梯度变化，并结合李晓晴软件所成反演彩图来做最终分析总结。下面介绍具体过程。
3.3.1 数据的转化
当我们要绘制等值线图时，dat 格式已经不能进行处理，于是我们借助李晓晴软件把dat 数据格式转化为xyz 格式，见图4，这种格式可以减少在使用sufer 软件导入数据时数据的偏离度。
图4 转化为xyz 格式数据图示
3.3.2 绘制等值线
打开sufer 数据处理软件，导入xyz 格式数据。地图一项中单击绘制等值线图，并新建一张贴图，用于显示视电阻率数据，在属性栏中调节标注内容及数据显示内容，以及比例尺。见图5。这时等值线已经基本绘制成型。
图5 调节图像属性图示
3.3.3 图形的改正
虽然等值线图已大致完成，但存在的问题是线条有一定的错位，效果不理想，并且要进行局部的修改很不方便。于是考虑把图件导入mapgis 处理软件来进行局部修改，这时我们就要借助dxf 格式来进行数据转化，去除张贴图中的边框与标尺，调节数据显示格式，并注意转化为dxf 格式的输出内容，输出dxf 格式数据，见图6。
图6 转化dxf 格式时输出内容图示
打开mapgis 处理软件，格式转化系统，导入dxf 格式数据，另存点线区文件，使用mapgis 处理软件新建工程，导入点线区文件，见图7。
图7 另存点线文件图示
这时我们便可以使用mapgis 处理软件对等值线图进行局部的修改，完成等值线的绘制，见图8。
图8 完成的等值线图
4 结论
通过对高密度测量系统所采集的数据的实际处理过程，如前文所述使用李晓晴软件、sufer 处理软件、mapgis 处理软件来绘制反演彩图、等值线图，并通过反演彩图结合等值线图所反映的各地层视电阻率的范围梯度来对地质工程事实进行客观分析，从图3成果反演图的颜色异常区结合图8等值线图中明显的数据梯度变化区以及少量的钻探验证能够比较全面准确地判断地质构造如采空区的具体位置，增强了地质工程资料的可信度与说服力。
5 参考资料
１、中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021－2002，中国建筑工业出版社，2002 北京。
２、工程与环境物探，北京：地质出版社，陈仲候、王兴泰、杜世汉编，1993年9月 ３、AutoCAD2008中文版应用教程，北京：机械工业出版社，孙士保主编，2007年9月 ４、汤洪志，刘庆成，龚育龄. 高密度电阻率法二维成像技术及其在工程勘查中的应用. 工程勘察，2003(5)，62～64.
５、 郭秀军、王兴泰，用高密度电阻率法进行空洞探测的几个问题，物探与化探，Vol.25 No.4， 306～311，2001.8。