高密度电法数据采集和资料处理

高密度电法数据采集和资料处理一、实验目的1.学习高密度电阻率法数据采集工作方法；2.深刻理解高密度电法的基本工作原理；3.了解数据处理的基本流程。二、高密度电法的勘探原理高密度电法的基本工作原理与常规电阻率法大体相同.它是以岩土体的电性差异为基础的一种电探方法,根据在施加电场作用下地层传导电流的分布规律,推断地下具有不同电阻率的地质体的赋存情况.高密度电阻率法的原理是地下介质间的导电性差异.和常规电阻率法一样它通过A、B电极向地下供电流I,然后在M、N极间测量电位差ΔV,从而可求得该点M、N之间的视电阻率值进行计算、分析,便可获得地层中的电阻率分布情况,从而可以划分地层,确定异常地层等.高密度电法数据采集系统由主机、多路电极转换器、电极系3部分组成。多路电极转换器通过电缆控制电极系各电极的供电与测量状态。主机通过通讯电缆、供电电缆向多路电极转换器发出工作指令、向电极供电并接收、存贮测量数据。数据采集结果自动存入主机,主机通过通讯软件把原始数据传输给计算机。计算机将数据转换成处理软件要求的数据格式,经相应处理模块进行畸变点剔除、地形校正等预处理后,做视电阻率等值线图。在等值线图上根据视电阻率的变化特征结合钻探、地质调查资料作地质解释,并绘制出物探成果解释图。三、实验内容及步骤（一）实验内容本实验在室外采用温纳装置做剖面观测。（二）仪器高密度电阻率勘探工作仪器包括测量系统和反演软件系统。测量系统包括WDJD-3多功能数字直流激电仪（测控主机）和WDZJ-3多路电极转换器。该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用。（三）装置形式采用的装置形式为：固定断面扫描装置α排列（温纳装置AMNB）见图1-1。测量时，AM=MN=NB为一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到一条剖面线；接着AM、MN、NB增大一个电极间距，A、B、M、N逐点同时向右移动，得到另一条剖面线；依此不断扫描下去，得到倒梯形断面，由于供电电极AB和MN均按一定比例增大，所以在反映深部信息是有比较好的效果。图1-1α排列（温纳装置AMNB）装置（四）各项检查检查项目包括：主机电源电压，转换电极控制器开关，转换电极控制器电源电压，主机各接线柱之间的绝缘电阻，转换电极控制器各接线柱之间的绝缘电阻，32芯物探电缆完整性，干电池箱的电压等。在每次都要测量60根电极的接地电阻。（五）参数设置主要是设置高密度电法数据采集系统主机的工作参数，主要由以下几个方面：断面号每个排列都需要设置，每个中段从1开始，以步长1逐渐增加。转置类型α排列滚动总数1电极数60点距1mMN间距1m滚动号1供电时间1（测量延时50ms）（六）测点观测首先是在测量段布设32芯物探电缆两根，在电缆接线头处打下电极，待60根电极连接好之后，首先进行接地电阻检查，以防止有漏接电极或者检出接地电阻过大的电极。待接地电阻检查好后，进行测量。测量主机自动完成α排列方式的测量，并自动记录数据。待一个排列测量结束之后，向前挪动电极和该段的电缆，完成下一个排列的测量。结论：密度电阻率法主要有如下优点(1)电极布设是一次完成,测量过程中无须更换电极,可以防止因电极设置而引起的故障和干扰.(2能有效的进行多种电极排列方式的参数测定,可以获得较丰富的关于地电结构的信息.3数据的采集和收录实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快,而且可避免人工操作引起的误差和错误.(4)可以实现资料的现场实时处理或脱机处理,可以根据需要自动绘制和打印各种成果图件,大大提高了电阻率法的智能化程度.(5)与传统的电阻率法相比,成本低、效率高,信息量丰富,解释能力方面显著提高.但是,高密度电法是一种较新的物探方法,需要通过实践应用和总结归纳对该方法进一步完善.一、实验目的1.掌握DUK-2型高密度电法测量系统的工作模式和操作方法。2.学会高密度电阻率法数据采集和处理的方法二、实验内容本实验是在水槽中或野外采用温纳装置在高（低）阻地质体上做剖面观测，实验工作如图3-1所示。电极个数为60，间隔系数为1~16，极距的大小根据实验条件设计。模型应放置在剖面的中部，电极入水深度约2~3mm。图3－1高密度测点分布示意图三、实验步骤1.工作前做好各项准备工作（如仪器电源检查，多路电极转换器与主机连接，电极与供电线连接和模型布设等），如图3-2所示。2.根据仪器操作要求按菜单依次选定：仪器类型、工作模式、装置形式、电极距、存储序号、最小间隔系数、最大间隔系数、温施间隔层数、供电时间等。3.进行接地电阻的检测，完成后复位。4.仪器进入测量状态，在测量过程中仪器自动存储视电阻率值，测量完毕后显示数据总数。图3－2野外工作中导线敷设5.高密度电法资料处理主要由五部分组成。分别为：（1）数据传输系统：该系统利用传输软件（程序名HDCOMUS）将DUK—2机内数据传入计算机。（2）原始数据前期处理系统：该系统主要包括原始数据的突跳点剔除、地形改正和数据连接等（3）常规处理系统：该系统主要包括数据的圆滑滤波和电测深点的提取解释。（4）原始数据的正反演处理系统：该系统负责对原始数据的正反演。采用的方法一般是左迪反演、有限元方法和最小二乘法等。（5）数据成图系统：该系统负责对数据进行网格化并形成二维及三维彩色图。系统整体上分为两大模块。根据以上CRT系统模块和CRTMapper系统模块提示选择点击模块图标，并按菜单提示完成操作。下面以常用的二维地电断面图为例简述操作过程:1.将主机（CUK—2）的信号口与计算机上的RS232接口用信号线相连接。2.在计算机进入Q—basic状态，启动CDNUS传输程序。3.按程序提示（如传输数据数？测量方法？传输接口？波特率等？）输入相关参数将数据传入计算机。4.点击CRT图标，启动CRT系统模块。5.点击突跳点剔除菜单，进行自动或手动的突跳点剔除。6.将以上数据网格化并利用成图系统显示视电阻率图形。7.将原始数据进行反演。8.将反演后的数据网格化并成图。这样便得到了原始和反演后的视电阻率彩色二维地电断面图。四、实验要求1.每个实验组完成一整条剖面的观测、记录和草图绘制。2.进行数据处理。3.定性分析各种装置在异常体上的等拟断面图的特征4.编写实验报告。