專利名稱：探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)探測(cè)及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)八十年代，探地雷達(dá)被引入到鐵路路基檢測(cè)中，迅速在世界各國(guó)開展了 相關(guān)的試驗(yàn)和研究，并取得了一定進(jìn)展。雖然隨著探地雷達(dá)硬件不斷更新發(fā)展，其采樣速 度、適時(shí)顯示技術(shù)、探測(cè)深度和精度方面都有不同程度地提高。 然而幾乎所有的探地雷達(dá)配套系統(tǒng)軟件只能提供數(shù)據(jù)采集及簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理功 能，這一方面既限制了探地雷達(dá)的使用范圍(只能局限于專業(yè)人員)，另一方面其最終成果 的表現(xiàn)也無(wú)法讓現(xiàn)場(chǎng)的施工人員輕易理解。其成果解釋始終處于傳統(tǒng)的物探資料解釋的束 縛之下，即先打印雷達(dá)時(shí)間剖面圖一由專業(yè)人員對(duì)雷達(dá)剖面進(jìn)行解釋一從圖上量測(cè)界面 分層和病害位置一繪制解釋成果圖。這對(duì)解釋人員的地球物理專業(yè)知識(shí)及計(jì)算機(jī)水平提出 了更高的要求，在很大程度上限制了探地雷達(dá)在鐵路路基檢測(cè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與推廣。
因此，有必要開發(fā)一種適用于鐵路路基和軌道交通路基檢測(cè)的探地雷達(dá)后處理方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種具有多種功能 的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法。 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，該方法RAILGPRl.O的界面開發(fā)環(huán)境選擇的 是Visual 0++2005，計(jì)算核心語(yǔ)言采用的是區(qū)11^8 7. l，通過前臺(tái)的VC調(diào)用MATLAB引擎， 使用MATLAB在后臺(tái)計(jì)算；該方法包括
(1)程序操作一般步驟
①數(shù)據(jù)單項(xiàng)處理 探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法RAILGPR1. 0數(shù)據(jù)處理的主要作用是去除雜波和提高雷達(dá) 剖面分辨率；雜波可以分為兩種，一種是由探地雷達(dá)硬件本身及其工作方式帶來(lái)的，是固定 不變的，另一種是由檢測(cè)時(shí)介質(zhì)性質(zhì)和周邊環(huán)境造成的，是隨外界條件不同而不同的；因 此，可以將探地雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理歸為三大類，一類是預(yù)處理，用來(lái)去除固有噪聲；一類是噪 聲和干擾的去除，根據(jù)外界雜波種類而定；一類是分辨率的提高，用來(lái)增強(qiáng)有效信號(hào)；
②自動(dòng)化批處理 數(shù)據(jù)處理是一個(gè)相互穿叉的過程，對(duì)一組數(shù)據(jù)的處理順序和往返次數(shù)應(yīng)視具體情 況而定，對(duì)于大批量的數(shù)據(jù)，先進(jìn)行樣組處理過程試驗(yàn)，確定處理方法和流程后再做自動(dòng)化 批處理； ③路基病害反演 判別路基結(jié)構(gòu)是否發(fā)生病害，反演出路基層面圖和路基病害位置和類型；
(2)程序設(shè)計(jì) 利用Visual 0++2005新建一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為1^0^，項(xiàng)目類型為多文檔；在整
個(gè)項(xiàng)目中，包含28個(gè)類，各類均有分工。 所述的28個(gè)類，各類的分工如下 1) CBXTFrame :"波形堆積圖"的子框架； 2)CHDTFrame :"灰度堆積圖"的子框架； 3) CCSTFrame :"彩色堆積圖"的子框架； 4)CMainFrame :程序的主框架； 5) CJMSBFrame :"層面識(shí)別"的子框架； 6)CBHSBFrame :"病害識(shí)別"的子框架； 7) CAboutDlg :顯示"關(guān)于"的對(duì)話框； 8) CBCSZDlg :顯示"標(biāo)尺設(shè)置"的對(duì)話框； 9) CCYDZLDlg :顯示"采樣點(diǎn)整理"的對(duì)話框； 10) CGTLBDlg :顯示"高通濾波"的對(duì)話框； 11) CJMSZDlg :顯示"層面設(shè)置"的對(duì)話框； 12) CKLBHDlg :顯示"KL變換"的對(duì)話框； 13) CRMCHFDlg :顯示"RMC雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框； 14)CSIRHFDlg :顯示"SIR雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框； 15) CSJWLXLDlg :顯示"神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練"的對(duì)話框； 16) CXCGZYXDlg :顯示"消除軌枕影響"的對(duì)話框； 17) CXCZOBDlg :顯示"消除直耦波"的對(duì)話框； 18) CYWXBQZDlg :顯示"小波去噪"的對(duì)話框； 19) CDataProDlg :顯示"數(shù)據(jù)批處理"的對(duì)話框； 20)CBXTView :"波形堆積圖"的視圖； 21)CHDTView :"灰度堆積圖"的視圖； 22)CCSTView :"彩色堆積圖"的視圖； 23)CJMSBView :"層面識(shí)別"的視圖； 24)CBHSBView :"病害識(shí)別"的視圖； 25)CYView :"Y坐標(biāo)"的視圖； 26)CMSDITemplate :文檔視圖關(guān)聯(lián)類； 27)CRWGPRA卯應(yīng)用程序類； 28) CRWGPRDoc :文檔類。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) (1).讀取顯示功能 兼容SIR和REMAC兩種雷達(dá)數(shù)據(jù)格式，能同時(shí)讀入多個(gè)文件，能以三種方式(波形 堆積圖、灰度堆積圖、彩色堆積圖)顯示雷達(dá)數(shù)據(jù)，能任意放大和縮小圖形。 (2).數(shù)據(jù)處理功能 能根據(jù)不同的雷達(dá)原始波形選擇不同的參數(shù)進(jìn)行波形處理，也可任意設(shè)置數(shù)據(jù)處 理的順序和參數(shù)并自動(dòng)保存，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量化處理。
(3).自動(dòng)解釋功能 根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境選擇不同的病害類庫(kù)，得到不同的判決規(guī)則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解 釋，能夠自動(dòng)跟蹤層面位置，并畫出路基病害分布圖。


圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理的分類示意圖；
圖2為本發(fā)明路基病害的反演示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說明。 如圖1、圖2所示，一種探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，該方法RAILGPR1.0的界面開發(fā) 環(huán)境選擇的是Visual 0++2005，計(jì)算核心語(yǔ)言采用的是區(qū)11^8 7. 1，通過前臺(tái)的VC調(diào)用 MATLAB引擎，使用MATLAB在后臺(tái)計(jì)算。
1.程序操作一般步驟
a.數(shù)據(jù)單項(xiàng)處理 探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法RAILGPR1. 0數(shù)據(jù)處理的主要作用是去除雜波和提高雷達(dá) 剖面分辨率；雜波可以分為兩種，一種是由探地雷達(dá)硬件本身及其工作方式帶來(lái)的，是固定 不變的，另一種是由檢測(cè)時(shí)介質(zhì)性質(zhì)和周邊環(huán)境造成的，是隨外界條件不同而不同的；因 此，可以將探地雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理歸為三大類，如圖1所示， 一類是預(yù)處理，用來(lái)去除固有噪 聲；一類是噪聲和干擾的去除，根據(jù)外界雜波種類而定；一類是分辨率的提高，用來(lái)增強(qiáng)有 效信號(hào)； b.自動(dòng)化批處理 數(shù)據(jù)處理是一個(gè)相互穿叉的過程，對(duì)一組數(shù)據(jù)的處理順序和往返次數(shù)應(yīng)視具體情 況而定，對(duì)于大批量的數(shù)據(jù)，先進(jìn)行樣組處理過程試驗(yàn)，確定處理方法和流程后再做自動(dòng)化 批處理； c.路基病害反演 判別路基結(jié)構(gòu)是否發(fā)生病害，反演出路基層面圖和路基病害位置和類型，反演過
程如圖2所示； 2.程序設(shè)計(jì) 利用Visual C++2005新建一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為RWGPR，項(xiàng)目類型為多文檔；在整
個(gè)項(xiàng)目中，包含以下28個(gè)類，如圖3所示，各類的分工如下 1) CBXTFrame :"波形堆積圖"的子框架； 2)CHDTFrame :"灰度堆積圖"的子框架； 3) CCSTFrame :"彩色堆積圖"的子框架； 4)CMainFrame :程序的主框架； 5) CJMSBFrame :"層面識(shí)別"的子框架；6)CBHSBFrame :"病害識(shí)別"的子框架； 7) CAboutDlg :顯示"關(guān)于"的對(duì)話框； 8) CBCSZDlg :顯示"標(biāo)尺設(shè)置"的對(duì)話框；
9) CCYDZLDlg :顯示"采樣點(diǎn)整理"的對(duì)話框； 10) CGTLBDlg :顯示"高通濾波"的對(duì)話框； ll)CJMSZDlg :顯示"層面設(shè)置"的對(duì)話框； 12) CKLBHDlg :顯示"KL變換"的對(duì)話框； 13) CRMCHFDlg :顯示"RMC雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框； 14)CSIRHFDlg :顯示"SIR雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框； 15) CSJWLXLDlg :顯示"神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練"的對(duì)話框； 16) CXCGZYXDlg :顯示"消除軌枕影響"的對(duì)話框； 17) CXCZOBDlg :顯示"消除直耦波"的對(duì)話框； 18) CYWXBQZDlg :顯示"小波去噪"的對(duì)話框； 19) CDataProDlg :顯示"數(shù)據(jù)批處理"的對(duì)話框； 20)CBXTView :"波形堆積圖"的視圖； 21)CHDTView :"灰度堆積圖"的視圖； 22)CCSTView :"彩色堆積圖"的視圖； 23)CJMSBView :"層面識(shí)別"的視圖； 24)CBHSBView :"病害識(shí)別"的視圖； 25)CYView :"Y坐標(biāo)"的視圖； 26)CMSDITemplate :文檔視圖關(guān)聯(lián)類； 27)CRWGPRA卯應(yīng)用程序類； 28) CRWGPRDoc :文檔類。
權(quán)利要求
探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，該方法RAILGPR1.0的界面開發(fā)環(huán)境選擇的是Visual C++2005，計(jì)算核心語(yǔ)言采用的是MATLAB 7.1，通過前臺(tái)的VC調(diào)用MATLAB引擎，使用MATLAB在后臺(tái)計(jì)算；該方法包括(1)程序操作一般步驟①數(shù)據(jù)單項(xiàng)處理探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法RAILGPR1.0數(shù)據(jù)處理的主要作用是去除雜波和提高雷達(dá)剖面分辨率；雜波可以分為兩種，一種是由探地雷達(dá)硬件本身及其工作方式帶來(lái)的，是固定不變的，另一種是由檢測(cè)時(shí)介質(zhì)性質(zhì)和周邊環(huán)境造成的，是隨外界條件不同而不同的；因此，可以將探地雷達(dá)的數(shù)據(jù)處理歸為三大類，一類是預(yù)處理，用來(lái)去除固有噪聲；一類是噪聲和干擾的去除，根據(jù)外界雜波種類而定；一類是分辨率的提高，用來(lái)增強(qiáng)有效信號(hào)；②自動(dòng)化批處理數(shù)據(jù)處理是一個(gè)相互穿叉的過程，對(duì)一組數(shù)據(jù)的處理順序和往返次數(shù)應(yīng)視具體情況而定，對(duì)于大批量的數(shù)據(jù)，先進(jìn)行樣組處理過程試驗(yàn)，確定處理方法和流程后再做自動(dòng)化批處理；③路基病害反演判別路基結(jié)構(gòu)是否發(fā)生病害，反演出路基層面圖和路基病害位置和類型；(2)程序設(shè)計(jì)利用Visual C++2005新建一個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為RWGPR，項(xiàng)目類型為多文檔；在整個(gè)項(xiàng)目中，包含28個(gè)類，各類均有分工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述的28個(gè)類，各類的 分工如下1) CBXTFrame :"波形堆積圖"的子框架；2) CHDTFrame :"灰度堆積圖"的子框架；3) CCSTFrame :"彩色堆積圖"的子框架；4) CMainFrame :程序的主框架；5) CJMSBFrame :"層面識(shí)別"的子框架；6) CBHSBFrame :"病害識(shí)別"的子框架；7) CAboutDlg :顯示"關(guān)于"的對(duì)話框；8) CBCSZDlg :顯示"標(biāo)尺設(shè)置"的對(duì)話框；9) CCYDZLDlg :顯示"采樣點(diǎn)整理"的對(duì)話框；10) CGTLBDlg :顯示"高通濾波"的對(duì)話框；11) CJMSZDlg :顯示"層面設(shè)置"的對(duì)話框；12) CKLBHDlg :顯示"KL變換"的對(duì)話框；13) CRMCHFDlg :顯示"RMC雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框；14) CSIRHFDlg :顯示"SIR雷達(dá)頭文件"的對(duì)話框；15) CSJWLXLDlg :顯示"神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練"的對(duì)話框；16) CXCGZYXDlg :顯示"消除軌枕影響"的對(duì)話框；17) CXCZ0BDlg :顯示"消除直耦波"的對(duì)話框；18) CYWXBQZDlg :顯示"小波去噪"的對(duì)話框；19) CDataProDlg :顯示"數(shù)據(jù)批處理"的對(duì)話框；20) CBXTView :"波形堆積圖"的視圖；21) CHDTView :"灰度堆積圖"的視圖；22) CCSTView :"彩色堆積圖"的視圖；23) CJMSBView :"層面識(shí)別"的視圖；24) CBHSBView :"病害識(shí)別"的視圖；25) CYView :"Y坐標(biāo)"的視圖;26) CMSDITemplate :文檔視圖關(guān)聯(lián)類；27) CRWGPRApp :應(yīng)用程序類；28) CRWGPRDoc :文檔類。
全文摘要
本發(fā)明涉及探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，該方法RAILGPR1.0的界面開發(fā)環(huán)境選擇的是Visual C++2005，計(jì)算核心語(yǔ)言采用的是MATLAB 7.1，通過前臺(tái)的VC調(diào)用MATLAB引擎，使用MATLAB在后臺(tái)計(jì)算。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有讀取顯示功能、數(shù)據(jù)處理功能、自動(dòng)解釋功能等多種功能。
文檔編號(hào)G01V3/38GK101738642SQ20081020245
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者凌保林, 葉培旭, 廖立堅(jiān), 楊新安 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)