图5.9 经色标设置后的剖面
增益处理 在图5.9中可以看出,部分振幅过小,使得某些某些界面难以辨认。进行手动增益,并将显示增益调整为2。处理后的剖面如5.10.
(a)手动增益曲线设置
(b)增益后的剖面 5.10 增益处理
滤波处理 对剖面进行频谱分析,在剖面中挑选了几道来分析其频率成分,如图5.11.
每个参考道的位置
Scan9的频谱 (主频在100MHz)
Scan30的频谱 (主频在20MHz)
Scan120的频谱 (主频在60MHz)
Scan235的频谱 (主频在71MHz)
图5.11 数据剖面频谱分析
Scan390的频谱 (主频在65MHz)
根据上图的频谱分析,可以看到该剖面的频谱有以下特点:
① 正常数据道的主频在100左右,而桥洞部位的几道的主频在20~70之间,可见
频率较低,原因应该是有水存在的原因; ② 在25ns~75ns这部分剖面中存在雪花现象,高频成分较多,应该是因为这座拱
桥顶部存在回填土,其中碎块较多,导致多次散射,折射,出现高频干扰。 根据以上特点对数据进行带通滤波,滤波长度为40~140,然后再进行水平IIR低通滤波(因子为6),结果如图5.12,可见高频减少,整个剖面的更加光滑,分辨率有所提高。
(a)FIR带通滤波
(b)IIR水平低通滤波
图5.12 滤波处理
反卷积处理 由于存在多次反射,模糊了深部信息,需要进行反卷积处理。如下图,可见,多次反射的情况明显减少了,更加突出了真实的层面。但是,不可避免的,多次反射的情况并没有完全解决,也不可能完全解决。
图5.13 反卷积处理后的剖面
希尔伯特变换 这次探测的目的主要是寻找到水的界面,根据已有的经验,判断水的主要依据有: ① 负反射; ② 反射较强; ③ 频率较低;
但是在该剖面中干扰较多,只根据已有的成果图5.12(b)和图5.13并不能充分判断水面的位置,还需要进行希尔伯特变换,如图5.14。观察希尔伯特变换的成果,可见,瞬时振幅图中在100ns位置振幅有一个突然变大的过程,这应该是水的反映;同时,瞬时相位在100ns附近也有一定的异常,瞬时频率在100ns附近的颜色较浅,表明频率较低。
(a)瞬时振幅
(b)瞬时相位
(c)瞬时频率
图5.14 希尔伯特变换