一種地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)，特別是指得同時且長時間連續(xù)進(jìn)行采集至少兩種地質(zhì)探測技術(shù)的數(shù)據(jù)，并將前述至少兩種地質(zhì)探測技術(shù)的數(shù)據(jù)混合為一個混合信號輸出的地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地電探查(Geo-electricalSurvey)是地球物理探勘(GeophysicalProspecting)技術(shù)中調(diào)查地下電阻率(Electrical Resistivity)或相關(guān)電性構(gòu)造的一支，其中包含有有源(Active Source)的地電阻影像掃描(Electrical ResistivityTomography,簡稱ERT)法與無源(Passive Source)的自然電位(Self-Potential,簡稱SP)法。此謂有源與無源，是指探查過程中是否以人工方式提供信號源之意。因此無源的SP法接收的是自然界地面以下地球本體就存在的電壓差，而有源的ERT法則是在地表向地面下通入電流，另行制造出一人工電場，并據(jù)此收集地表各處因該人工電場而反應(yīng)出的人造場電壓差數(shù)據(jù)。
[0003]目前既有的電探儀器，在收集有源的ERT數(shù)據(jù)與無源的SP數(shù)據(jù)皆獨(dú)立行之，不能做到同時采集兩類探查技術(shù)的數(shù)據(jù)。再者，現(xiàn)有的儀器所提供的電壓差數(shù)據(jù)，也都為短時間數(shù)小時內(nèi)的單次施測結(jié)果，尚未提供長時間達(dá)數(shù)天的連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供了一種地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)，得同時且長時間的利用兩種地質(zhì)探測方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，并將根據(jù)兩種地質(zhì)探測方法所收集的數(shù)據(jù)信號混合為一個混合信號輸出，再將混合信號分離成一有源的地質(zhì)探測信號以及一無源的地質(zhì)探測信號，藉以供一使用者于后續(xù)進(jìn)行分析。本發(fā)明的地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)包含有一數(shù)據(jù)探測模塊、一信號分解模塊、一有源信號處理模塊以及一無源信號處理模塊。
[0005]數(shù)據(jù)探測模塊用以接收一使用者的輸入指令，并利用一有源的地質(zhì)探測方法以及一無源的地質(zhì)探測方法于一預(yù)定時間范圍內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)的探測與收集，并輸出一混合了前述兩種數(shù)據(jù)的混合信號。其中數(shù)據(jù)探測模塊得為定置在一探測地點(diǎn)以進(jìn)行長時間連續(xù)探測，并由使用者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)于遠(yuǎn)端進(jìn)行控制以及隨時監(jiān)測。信號分解模塊將混合信號依照地質(zhì)探測方法將混合信號分解成一有源的地質(zhì)探測信號以及一無源的地質(zhì)探測信號，以供使用者分別于一有源信號處理模塊以及一無源信號處理模塊來進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)分析。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明因為提供了有源的地質(zhì)探測方法，與無源的地質(zhì)探測方法的數(shù)據(jù)采集的同時性，得以具體地提高了野外現(xiàn)場所調(diào)查數(shù)據(jù)的數(shù)量，可以有效率且同時地?fù)碛袃煞N數(shù)據(jù)的約束，提高電性模型的可信度。此外，本發(fā)明并可通過長時間的觀測，以了解地表下的電阻率構(gòu)造變化，密集地監(jiān)視地表下目標(biāo)物物理狀態(tài)(如含水量、污染物濃度等)的連續(xù)改變。
【附圖說明】
[0007]圖1繪制了根據(jù)本案的一具體實施例的功能方框圖。
[0008]圖2繪制了根據(jù)本案的一具體實施例的數(shù)據(jù)探測模塊與信號分解模塊的細(xì)節(jié)功能方框圖。
[0009]圖3繪制了根據(jù)本案的一具體實施例的地質(zhì)探測裝置的細(xì)節(jié)功能方框圖。
[0010]圖4A繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于兩日內(nèi)所收集的混合信號示意圖。
[0011]圖4B繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于兩日內(nèi)所收集的混合信號分解成僅有有源的地質(zhì)探測信號(ERT)的示意圖。
[0012]圖4C繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于兩日內(nèi)所收集的混合信號分解成僅有無源的地質(zhì)探測信號(SP)的示意圖。
[0013]圖5A繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于220秒內(nèi)所收集的混合信號示意圖。
[0014]圖5B繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于220秒內(nèi)所收集的混合信號分解成僅有有源的地質(zhì)探測信號(ERT)的示意圖。
[0015]圖5C繪制了根據(jù)本案的一具體實施例于220秒內(nèi)所收集的混合信號分解成僅有無源的地質(zhì)探測信號(SP)的示意圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]1?地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)
[0018]10?數(shù)據(jù)探測模塊101?參數(shù)設(shè)定裝置
[0019]102?地質(zhì)探測裝置1021?有源地質(zhì)數(shù)據(jù)探勘器
[0020]1022?無源地質(zhì)數(shù)據(jù)探勘器 12?信號分解模塊
[0021]121?信號格式轉(zhuǎn)換整理裝置 14?有源信號處理模塊
[0022]16?無源信號處理模塊
[0023]S0?參數(shù)指令S1?參數(shù)控制信號
[0024]S2?混合信號S3?有源的地質(zhì)探測信號
[0025]S4?無源的地質(zhì)探測信號
【具體實施方式】
[0026]以下將詳述本發(fā)明的較佳具體實施例，藉以充分說明本發(fā)明的特征、精神及優(yōu)點(diǎn)。
[0027]首先請參閱圖1，圖1繪制了根據(jù)本案的一具體實施例的功能方框圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)1，其包含:一數(shù)據(jù)探測模塊10、一信號分解模塊
12、一有源信號處理模塊14以及一無源信號處理模塊16。
[0028]其中，數(shù)據(jù)探測模塊10自一使用者接收一輸入指令S0，在一預(yù)定時間內(nèi)同時進(jìn)行一有源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)以及一無源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)的探測收集，并輸出包含了前述兩種地質(zhì)數(shù)據(jù)的一混合信號S2。其中，有源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)包含一地電阻影像掃描(Electrical Resistivity Tomography, ERT)數(shù)據(jù)；無源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)包含一自然電位(Self-Potential, SP)數(shù)據(jù)；其中，混合信號S2的頻率范圍為0至1000赫茲以內(nèi)。此處所指的有源與無源，是以探測過程中是否以人工方式提供信號源來判別，以人工方式提供的信號源被稱為有源；而以非人工，亦即天然提供的信號源被稱為無源。
[0029]數(shù)據(jù)探測模塊10得為定置在一探測地點(diǎn)以進(jìn)行長時間連續(xù)探測，并由該使用者經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)于遠(yuǎn)端進(jìn)行控制以及隨時監(jiān)測。而在定置地點(diǎn)設(shè)置數(shù)據(jù)探測模塊10之前，需在定置地點(diǎn)先進(jìn)行用于數(shù)據(jù)探測模塊10的測線位置規(guī)劃與非極化電極埋設(shè)工作，包括焊接隔離線及電極防水包覆等作業(yè)。
[0030]信號分離模塊12用以接收混合信號S2，并將混合信號S2分解成一有源的地質(zhì)探測信號S3以及一無源的地質(zhì)探測信號S4。其中于本實施例中，有源的地質(zhì)探測信號S3包含一地電阻影像掃描(Electrical Resistivity Tomography, ERT)信號；無源的地質(zhì)探測信號S4包含一自然電位(Self-Potential，SP)信號。有源信號處理模塊14以及無源信號處理模塊16分別接收有源的地質(zhì)探測信號S3以及無源的地質(zhì)探測信號S4，以進(jìn)行信號處理。
[0031]數(shù)據(jù)探測模塊10用以連接并輸出混合信號S2至信號分解模塊12，有源信號處理模塊14以及無源信號處理模塊16分別連接于信號分解模塊12，并分別接收有源的地質(zhì)探測信號S3以及無源的地質(zhì)探測信號S4，藉以形成本發(fā)明地質(zhì)數(shù)據(jù)探測系統(tǒng)1。
[0032]接著請參閱圖2，圖2繪制了根據(jù)本案的一具體實施例的數(shù)據(jù)探測模塊與信號分解模塊的細(xì)節(jié)功能方框圖。
[0033]于本實施例中，數(shù)據(jù)探測模塊10包含一參數(shù)設(shè)定裝置101以及一地質(zhì)探測裝置102。參數(shù)設(shè)定裝置101接收使用者所輸入的一參數(shù)指令S0，并根據(jù)使用者所輸入的參數(shù)指令so以輸出有一相對應(yīng)的參數(shù)控制信號S1，地質(zhì)探測裝置102連接參數(shù)設(shè)定裝置101，用以根據(jù)參數(shù)設(shè)定裝置101輸出的參數(shù)控制信號S1，以同時收集該有源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)，以及該無源的地質(zhì)探測數(shù)據(jù)后輸出該混合信號S2。其中，參數(shù)設(shè)定裝置101根據(jù)參數(shù)指令S0所設(shè)定的參數(shù)包含地質(zhì)探測裝置102的電極放電排列順序、電極放電時間序列排程、混合信號S2的壓縮方式以及回傳至該使用者的時間排程。
[0034]請繼續(xù)參閱圖2，于本實施例中，信號分解模塊12包含一信號格式轉(zhuǎn)換整理裝置121，混合信號S2輸入信號分解模塊12之后，通過信號格式轉(zhuǎn)換整理裝置121，將混合信號S2分解成有源的地質(zhì)探測信號S3以及無源的地質(zhì)探測信號S4。其中，由于有源的地質(zhì)信號S3中輸入的信號源波形以及其測量出來的信號波形系為已知，信號格式轉(zhuǎn)換整理裝置121通過將混合信號S2中屬于已知輸入輸出的有源的地質(zhì)探測信號S3，自混合信號S2中分離，而原來的混合信號S2中將剩下輸入