[发明专利]基于山区地形校正的大功率电测深方法及系统

摘要

本发明提供一种基于山区地形校正的大功率电测深方法及系统，包括：采用电测深校正模型确定与测量深度L对应的测深点D的坐标，即：测量电极M到测量电极N的连线为线段M‑N；定位到线段M‑N的中心为O点，以O点为起点向下作线段M‑N的垂线，该垂线的终点为D点，使线段O‑D的长度为测量深度L；D点即为测深点D。优点为：本发明提供的基于山区地形校正的大功率电测深方法及系统，克服了地形陡峭起伏对大功率电测深数据的不利影响，从而提高电测深测量结果的精度和可靠性，实现对起伏山地的地质分布进行准确测量，保证探测结果的准确性，可以更好的指导隧道等地下构筑物施工安全。

主权项

1.一种基于山区地形校正的大功率电测深方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在需要进行电测深测量的山区地形表面确定一条测线；该测线为沿山区地形表面地伏的测线；步骤2，在所述测线所在的剖面建立x‑y直角坐标系，其中，x轴代表距离测线起点的水平距离，y轴代表深度；从所述测线的起点开始，等间距布置n个电极，依次编号为第1号电极、第2号电极,…,第n号电极；其中，相邻电极的间距为l；步骤3，第1层剖面线的测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值的确定，采用以下方法：步骤3.1，第1层剖面线的第1个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值的确定方法为：使第1号电极、第2号电极、第3号电极和第4号电极形成一个测量单元，此时电极距a＝l，即：使第1号电极为供电电极A、使第2号电极为测量电极M、使第3号电极为测量电极N，使第4号电极为供电电极B；供电电极A、测量电极M、测量电极N和供电电极B的连线A‑M‑N‑B近似为一条直线；然后，采用电测深校正模型确定与测量深度L对应的测深点D的坐标D(x',y')，具体过程如下：步骤3.1.1，供电电极A、测量电极M、测量电极N和供电电极B的连线A‑M‑N‑B近似为一条直线；步骤3.1.2，获取供电电极A的坐标为A(x₁,y₁)、测量电极M的坐标为N(x₂,y₂)、测量电极N的坐标为N(x₃,y₃)、供电电极B的坐标为B(x₄,y₄)；测量深度L的值等于电极距a；步骤3.1.3，测量电极M到测量电极N的连线为线段M‑N；定位到线段M‑N的中心为O点，以O点为起点向下作线段M‑N的垂线，该垂线的终点为D点，使线段O‑D的长度为测量深度L；D点即为测深点D；步骤3.1.4，过测量电极M所在点向下作垂线，与过N点作的水平线相交于点V；设∠MNV为θ，则：步骤3.1.5，过O点向下作垂线，与过D点作的水平线相交于点W；则：∠DOW＝∠MNV＝θ；由于测量电极M的坐标M(x₂,y₂)、测量电极N的坐标N(x₃,y₃)，根据下式得到O点坐标为O(x,y)；步骤3.1.6，根据下式得到测深点D的坐标D(x',y')：x'＝x‑Lsinθy'＝y‑Lsinθ步骤3.1.7，再采用以下视电阻率计算公式计算到测深点D对应的视电阻率ρ_s的值：其中：K为装置系数，由电极距a算出；L_AM、L_AN、L_BM和L_BN分别代表供电电极A到测量电极M的距离、供电电极A到测量电极N的距离、供电电极B到测量电极M的距离、供电电极B到测量电极N的距离；ΔU_MN代表测量电极M和测量电极N间的电压；I代表供电电极A和供电电极B间电流强度I；由此得到测深点D的坐标D(x',y')，以及其对应的视电阻率ρ_s的值；步骤3.2，再向后移动一个电极位，使第2号电极、第3号电极、第4号电极和第5号电极形成一个测量单元，即：使第2号电极为供电电极A、使第3号电极为测量电极M、使第4号电极为测量电极N，使第5号电极为供电电极B；再采用与步骤3.1相同的方式，得到第1层剖面线的第2个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；如此不断后移，可得到第1层剖面线对应的所有测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；步骤4，第2层剖面线的测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值的确定，采用以下方法：步骤4.1，第2层剖面线的第1个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值的确定方法为：使第1号电极、第3号电极、第5号电极和第7号电极形成一个测量单元，此时电极距a＝2l；即：使第1号电极为供电电极A、使第3号电极为测量电极M、使第5号电极为测量电极N，使第7号电极为供电电极B；再采用与步骤3.1相同的方式，得到第2层剖面线的第1个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；步骤4.2，第2层剖面线的第2个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值的确定方法为：使第3号电极、第5号电极、第7号电极和第9号电极形成一个测量单元，此时电极距a＝2l；即：使第3号电极为供电电极A、使第5号电极为测量电极M、使第7号电极为测量电极N，使第9号电极为供电电极B；再采用与步骤3.1相同的方式，得到第2层剖面线的第2个测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；如此不断后移，可得到第2层剖面线对应的所有测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；依此类推，当电极距a＝3l时，得到第3层剖面线对应的所有测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；当电极距a＝4l时，得到第4层剖面线对应的所有测深点D的坐标以及对应的视电阻率ρ_s的值；如此不断循环，电极距达到设定值时，停止运行；由此得到测线所属剖面的多个深度不同的剖面线，每个剖面线均具有多个测深点D，每个测深点D均对应一个视电阻率ρ_s；步骤5，定义视电阻率ρ_s值与色彩的对应关系，以水平距离为x轴，以深度为y轴，建立x‑y直角坐标系；在x‑y直角坐标系中，根据测深点D的坐标，定位到测深点D的位置，在定位到的位置处绘制对应视电阻率ρ_s值所对应的色彩；由此得到测线所在剖面对应的视电阻率分布图；步骤6，通过分析所述视电阻率分布图，推断解释地下地质结构。