[发明专利]基于探地雷达的活动断裂浅地表层空间分布探测方法

说明书

本发明涉及一种基于探地雷达的活动断裂浅地表层空间分布探测方法，属地质勘察领域，主要包括如下步骤：活动断裂经过区域的初选；探地雷达测线布置及现场数据采集方法；探地雷达图像的处理方法和图像异常区域提取及识别方法；探地雷达图像三维重建和切片分析方法。本发明克服现有活动断裂浅层空间结构探测方法如探槽、电法仪和磁法仪等数据采集效率低、分辨率差和破坏地表环境等缺点，可大面积连续实现对复杂环境下活动断裂的探测，方法实现简单，探测效率、精度高，结果直观。

技术邻域

本发明涉及地质勘察的技术领域，具体涉及一种基于探地雷达的活动断裂浅地表层空间分布探测方法。

背景技术

活动断裂带经过的区域基本处于现代地壳运动不稳定的差异活动带上，很容易发育为多种地质灾害，如地震、滑坡、泥石流等，将直接危及人民生命财产以及城市建设和重大工程安全。断裂发生过程代表地震从孕震到发震的过程，世界上已有记录的地震资料显示，7.0级以上的强震基本都发生在大型活动断裂带上，因此，深入开展断裂展布与活动性方面的研究甚为重要，不仅可以全面了解区域内地震活动规律特征及其发生条件，还可为未来大地震危险性评价及重大工程选址等提供科学的地质依据。

活动断裂露地表或隐伏地下，由于沉积、风化等自然动力及人类生产与生活活动影响，地貌形态已经发生一定程度上的退化，而断裂地下部分受周围环境和人类活动影响较小，最大程度上保留了区域内已发生的地震事件。传统地质调查方法较难快速精确获取断裂活动性研究所需的关键参数。探槽虽然可以将断裂的古地震事件直观反映出来，为活动断裂的地震复发间周期提供参考，但探槽地点的合理选择及开挖过程仍耗费大量人力、财力，且检查频度较低，对地表环境破坏不可恢复。近几年来，尽管一些地球物理方法(地震波勘探技术、电法仪和磁法仪等)已开始应用于断裂地下形态分布的探测，但上述方法不同程度上存在设备成本昂贵、采集效率低、探测精度低和对地表环境影响的因素，对断裂地下形态分布探测适用性有限。

发明内容

针对现有活动断裂浅层空间结构探测方法采集效率低、探测精度低、对地表影响较大的技术问题，本发明提出一种基于探地雷达的活动断裂浅地表层空间分布探测方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于探地雷达的活动断裂浅地表层空间分布探测方法，其步骤如下：

(1)活动断裂经过区域的初选：通过活动断层在遥感影像上的线性标志和垂直错动标志，从宏观上确定出活动断裂分布区域；通过实地地质踏勘和与地震活动相关的地貌标志，初步确定出活动断裂可能分布区域及大致走向；

(2)探地雷达测线布置及现场数据采集：在步骤(1)获取的活动断裂可能分布区域内布设探地雷达测线，使探地雷达测线与活动断裂走向垂直；首先选择低中心频率的探地雷达天线沿测线采集数据，然后选择高中心频率的探地雷达天线沿侧线采集数据，数据采集同时利用探地雷达天线上的GPS天线实时记录探地雷达天线的位置信息，然后生成探地雷达测线图；

(3)探地雷达图像处理：包括探地雷达图像处理-探地雷达图像异常区域提取-探地雷达异常区域识别；

31)探地雷达图像处理为对步骤二(2)中采集到的不同频率的探地雷达图像依次进行解震荡滤波、去除地面波、自动增益、背景滤波、带通滤波、图像平滑和地形校正处理；

32)探地雷达图像上的异常特征主要是通过振幅的变化表现出来，为减少人工判读带来的主观性影响，利用探地雷达图像振幅统计的区域提取方法将探地雷达图像上的异常区域自动提取出来；

33)根据步骤32)提取探地雷达图像异常区域的基础上，采用相干法对探地雷达二维剖面进行处理，根据相干系数进一步确定断层存在的区域；