При интерпретации данных георадара, когда целью является понимание геологической структуры, часто требуется количественная оценка наклона (обычно называемого «падением») границ раздела. Необработанные разрезы георадара не являются «истинным» представлением геометрии георадара; упрощенные оценки падения приведут к ошибочным значениям падения, если поведение георадарной волны не учитывается в расчетах. Ниже приводится краткое изложение очень высокого уровня, основанное на упрощенных предположениях; эта тема может стать намного более сложной.
Данные георадара обычно отображаются в изображениях поперечного сечения с горизонтальной осью положения и вертикальной осью времени (Рисунок 1). Время (t) часто преобразуется в глубину (z), зная скорость волны (v) в уравнении:
z = vt2
где t — время двухстороннего распространения волны георадара в недрах.
Необработанное отображение поперечного сечения георадара - это быстрый и удобный способ оценить целевые глубины, но его не следует рассматривать как «истинное» изображение георадара.
Нормальным выражением для расчета падения или уклона является изменение глубины Δz в зависимости от горизонтального расстояния Δxвдоль профиля и выражается как:
θ = загар-1 ( ΔzΔx )
Наклон чаще всего выражается как угол падения, θ, который представляет собой угол, под которым граница раздела встречается с поверхностью земли (рис. 2а). Если глубины на поперечном сечении георадара и это выражение используются для расчета угла наклона, значение будет неверным. Причина в том, что глубины, показанные на простом поперечном сечении георадара, не совпадают с траекториями сигнальных лучей в геологической среде.
Эти основные концепции изложены ниже на Рисунке 2.
На рис. 2а показаны пути луча сигнала георадара. Часто предполагается, что передатчик и приемник георадара совпадают, что является очень хорошим приближением для большинства съемок на отражение. Сигналы георадара проходят по прямым путям к интерфейсу и отражаются обратно в систему георадара. Для георадара показаны два пути луча в положениях A и B на поверхности; сигналы GPR отражаются от наклонной поверхности раздела в точках A 'и B'. Длины лучевых путей A-A 'и B-B' равны L1 и L2.
Стандартное поперечное сечение георадара отображает отраженный сигнал непосредственно под положением георадара на поверхности (рис. 2b). Фактически, сигналы распространяются наклонно или
невертикальный путь к целевой точке отражения на наклонной поверхности. В поперечном сечении георадара ответ для пути A-A 'появляется в момент времени 2L1 / v а для B-B 'во время 2L1 / v, где v - скорость сигнала георадара в исследуемой среде.
Пунктирная черная линия на рисунке 2c показывает отображаемый горизонт отражения. При использовании простого преобразования времени в глубину рисунок 2c не изменяет геометрию изображения GPR.
В поперечном сечении георадара наклонная граница раздела имеет наклон (наклон) θGPR, который связан с истинным падением границы раздела фаз θ следующим образом
загарθGPR = Склон = ΔzΔx = (L2 - L1)Δx = грехθ
Истинное падение можно легко вычислить как:
θ = грех-1 (загар θ GPR)
θ = грех-1 ( ΔzΔx )
Например, используя данные георадара на рисунке 1:
θ = 28 степени
Следует отметить две важные вещи:
- В простом поперечном сечении, погружение георадара, θGPR , всегда будет меньше истинного падения.
- Угол падения изображения георадара может находиться в пределах θ и ± 45 градусов, тогда как реальный наклон может составлять от θ и ± 90 градусов.
В качестве альтернативы, опытные пользователи могут применить обработку миграции для преобразования разреза георадара обратно в разрез с истинной геометрией. По мере того как миграция перемещается, наблюдаемые «ответы» возвращаются к их «истинному» местоположению, измерение падения на мигрированном участке должно дать правильное падение. Следовательно, миграция - это еще один способ получить истинную оценку падения.
Это обсуждение представляет собой очень простой взгляд на эти концепции. В действительности мир трехмерен, и нет уверенности в том, что поперечное сечение георадара выровнено с самым крутым уклоном (это будет обнаружено с помощью поперечного сечения георадара, собранного перпендикулярно простиранию структуры). Если требуется полная оценка геометрии, необходимо будет получать данные георадара в двух ортогональных направлениях. Это гарантирует, что ориентация удара может быть установлена и использована для анализа. Эти подробности выходят за рамки данной статьи.
Данные песчаных дюн на рисунках 1 и 3 любезно предоставлены Тоддом Томпсоном, Геологическая служба Индианы.
