具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

地球表面的任何地方和时刻即使在无地震之时都处在一种微弱的振动状态下，振幅很小(位移约为10^-5～10^-3cm)，地球表面的这种连续的微弱振动就称为微动。微动信号属于天然源信号，其来源于两个方面：一是来源于人类的日常活动，包括各种机械振动，道路交通等，这些活动产生的信号频率大于1HZ，属于高频信号源，通常，类微动信号被称为常时微动或地脉动；二是来源于各种自然现象，包括海浪对海岸的撞击、河水的流动、风、雨、气压的变化等，这些现象产生的信号频率小于1HZ，属于低频信号源，这类微动被称为长波微动。

微动没有特定的震源，振动波来自观测点的四面八方，是一种由体波(P波和S波)和面波(瑞利波和拉夫波)组成的复杂振动，其中面波的能量占信号总能量的70％以上，携带有大量的地球物理信息。微动信号的振幅和形态随时空变化而发生变化，但在一定时空范围内具有统计稳定性，可用时间和空间上的平稳随机过程描述。利用上述理论进行勘探的方法称为微动(microtremor)勘探，或称为被动源面波(PassiveSeurfaceWave)勘探，也可称为环境振动(AmbientVibratinom)勘探。微动勘探理论上是以平稳随机过程理论为依据，从微动信号中提取面波(Rayleigh波)的频散曲线，通过对频散曲线进行反演，获得地下介质的横波速度结构。

考虑到当前的微动勘探方式还存在数据采集耗时长、勘探效率低，不同测点常受到不同时间震源差异性的影响，导致勘探结果准确性降低的问题，本发明实施例提供了一种微动勘探方法、装置及电子设备，可以提高勘探效率，并提升勘探结果的准确性。其中，该技术可以应用于各类利用微动勘探进行地质任务探测的应用场景中。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种微动勘探方法进行详细介绍。

实施例一

参见图1，所示为一种微动勘探方法的流程示意图，由图1可见，该方法包括下述步骤：

步骤102：基于预先布设的微动观测装置采集目标测线的原始微动数据；其中，该微动观测装置按预设道间距布设检波器，且布设的采集道数远大于单个测点的基本道数，该基本道数为满足预设探测深度要求的道数。

预先在工区的目标测线上布设检波器，其中，根据工区的勘探设计要求确定道间距，通常可以取1米道间距。为了满足工区勘探的深度要求，需要预先确定出单个测点的基本道数，例如，可以通过施工前的试验来确定合适的基本道数，使得基于该基本道数采集到的微动数据可以反演得到预设勘探深度的地质情况。

在其中一种可能的实施方式中，可以通过下述公式确定该基本道数：

D＝K×(N-1)×R (1)

其中，D为预设探测深度，单位为米；N为该基本道数；R为该预设道间距，单位为米；K为常系数，表示该预设探测深度与观测台阵之间的倍数，通常取值3～7。常系数K基于工区的地质情况进行确定，例如，如果是沿海地区，因潮汐产生较强微动信号，则K取值可以偏大；相比之下，对于内陆地区(青藏等地)，K取值则相对偏小。

假设当前工区为山东沿海某地某城市道路，工程要求探查道路30米以内的地层情况，并且，需要区分出直径1米左右的异常体(如空洞、凹陷等等)，测点间距为1米，且要求微动勘探的道间距为1米。此时，假设常系数K取值为6，则可以基于上述公式(1)推测出单个测点的基本道数N为6道。

按照通常的微动勘探方式，如果基本道数为6道，则一次布设6道采集一个测点的微动数据，然后移动采集道进行下一个测点的数据采集，如此往复，直至采集完整条测线上的测点。而在本实施例中，不同于常规的这种数据采集方式，而是通过一次性布设远大于单个测点的采集道数，例如，上述例子中，可以布设采集道数为24道或者其他远大于6的采集道数，并基于这种超常规道数同时采集目标测线的原始微动数据。

在其中一种可能的实施方式中，如图2所示为一种微动观测装置的布置示意图，图2示出的方式中，该微动观测装置包括主机21、检波器22、大线23，其中，每个检波器22通过连接线24连接到大线23上，大线23连接到主机21，从而可以将各个检波器22检测到的微动信号传输到主机21上。这里，该微动观测装置中的主机21可以采用主流的观测主机，例如WD-1智能微动勘探仪；并且，检波器22是以超常规道数的方式布设，各个检波器22设置在拖拽带25上，拖拽带25通过绳索固定在机动车26上，当需要挪动检波器22到新的测点位置时，可以通过该机动车26带动拖拽带25，以移动检波器22。在其他可能的实施方式中，该机动车26可以是电动车、小型汽车，或者还可以通过非机动车或其他动力带动拖拽带25。

步骤104：基于该基本道数，从上述原始微动数据中确定多个连续测点的微动数据，得到该多个连续测点中每个测点对应的微动数据。

通过步骤S102中超常规道数布设检波器的方式，一次性布设检波器，可以采集到多个连续测点的微动数据，这里，从采集到的原始微动数据中通过抽道集的方式将各个测点的微动数据提取出来，具体的，可以以该工区的基本道数为滑动窗口，以检波器布设区间的第一端点作为该滑动窗口的起点，按预设步长移动该滑动窗口，抽取每个该滑动窗口对应的道集数据，直至该滑动窗口移动到该检波器布设区间的第二端点为止，得到多个道集数据；其中，该滑动窗口的中间点对应为当前测点，该滑动窗口对应的道集数据为该当前测点的微动数据。这样，即提取到多个连续测点的每个测点对应的微动数据。

为了更清楚理解上述抽道集的过程，这里通过实例展示。如图3所示，为一种通过抽道集的方式提取测点微动数据的示意图，图3示出的方式中，基本道数为10道，一次性布设的采集道数为24道(远大于基本道数)，测点间距为1米，道间距为1米。当一次性采集上述24道的数据后，可以通过抽道集的方式，提取出15个测点的微动数据。具体方式为：

以基本道数10道为滑动窗口，以检波器布设区间的第一端点(图中标号为1)作为该滑动窗口的起点，按预设步长移动该滑动窗口，抽取每个该滑动窗口对应的道集数据，直至该滑动窗口移动到该检波器布设区间的第二端点(图中标号为24)为止，得到多个道集数据。其中，第一个滑动窗口对应为1至10道(为一个道集数据)、第二个滑动窗口对应为2-11道，依次类推，得到15个道集数据，每个道集数据对应一个测点的数据。这里，1至10道这一道集数据对应的测点位置为图中标号5和标号6的中间位置，在实际操作中，通常是预先设定测线中的测点位置，进而倒推出检波器的布设位置，从而可以以上述超常规道数的方式布设检波器，以实现数据的快速采集。

在其他可能的实施方式中，上述步长的取值通常为一个道间距，也可以取值为多个道间距。并且，上述采集道数的布设通常取值为24的正整数倍，例如取24道、48道、96道等等。

步骤106：根据该多个连续测点中每个测点对应的微动数据，确定该多个连续测点所在区间的地质勘探成果。

在其中一种可能的实施方式中，可以通过下述步骤11-12确定该多个连续测点所在区间的地质勘探成果：

(11)根据该多个连续测点中每个测点对应的微动数据，提取每个该测点的频散曲线。

该频散曲线可以是速度-深度域曲线。

(12)根据提取到的该频散曲线，反演得到该多个连续测点所在区间的地质剖面图。

为了现场及时判断采集数据的质量，在其中一种方式中，还在该微动观测装置的预设显示终端显示该地质剖面图。例如，如果采用WD-1智能微动勘探仪，则可以在该勘探仪的显示界面上呈现上述反演处理得到的地质剖面图，以便于现场工作人员直观判断采集数据的质量情况，决定是否重新采集数据，或者，是否要调整采集参数重采，这种方式可以进一步提高微动勘探的效率，提高数据采集的质量。

在上述步骤S102至S106介绍的微动勘探方式中，通过一次性布设远大于单个测点基本道数的采集道数，以超常规道数的方式布设检波器，从而一次性采集到多个测点的微动数据，并通过抽道的方式提取出多个测点中每个测点对应的微动数据，从而提高了勘探效率；另一方面，由于提取出的多个测点的微动数据的采集时间一致，因而可以保证各个测点的微动数据来源于相同震源，且受到的干扰也较为一致，从而减小了不同测点采集的微动数据之间的背景场差异，进而提升反演结果对地下地层的横向分辨率，提升勘探结果的准确性。

在实际操作中，基于施工条件，如果单条测线的测点数目不是太多的情况下，可以一次性布设覆盖整条测线的检波器，实现剖面式勘探。通过这种超常规道数采集的方式，一次性同时采集整条测线上各个测点的微动数据，并通过抽道集的方式，将各个测点的微动数据分离出来，以进行后期提取频散曲线和反演等处理，这种方式可以极大提高微动勘探效率，并且，由于各测点的微动数据是同一时间采集的，可以降低不同时间震源差异对地层差异性的影响，提高地层的横向分辨率。

在其中一个实施例中，以城市地面道路塌陷的情形为例，在塌陷区的旁侧按照上图2中所示车载方式进行观测装置的布设，布设完毕后再进行微动数据采集；将采集好的数据进行抽道集处理，获得多个微动数据；再对各个微动数据提取频散曲线；最后将各频散连接成如图4所示的地质剖面图。

本发明实施例提供的微动勘探方法，基于预先布设的微动观测装置采集目标测线的原始微动数据；其中，该微动观测装置按预设道间距布设检波器，且布设的采集道数远大于单个测点的基本道数，该基本道数为满足预设探测深度要求的道数；基于该基本道数，从上述原始微动数据中确定多个连续测点的微动数据，得到该多个连续测点中每个测点对应的微动数据；根据该多个连续测点中每个测点对应的微动数据，确定该多个连续测点所在区间的地质勘探成果。该方式提高了微动勘探的效率，提升了微动勘探反演结果对地下地层的横向分辨率，提升勘探结果的准确性。

实施例二

对应于图1中所示的微动勘探方法，本发明实施例还提供了一种微动勘探装置，如图5所示为本发明实施例提供的一种微动勘探装置的结构示意图，由图5可见，该装置包括依次连接的原始微动数据采集模块51、测点微动数据确定模块52和地质勘探成果确定模块53；其中，各个模块的功能如下：

原始微动数据采集模块51，用于基于预先布设的微动观测装置采集目标测线的原始微动数据；其中，该微动观测装置按预设道间距布设检波器，且布设的采集道数远大于单个测点的基本道数，该基本道数为满足预设探测深度要求的道数；

测点微动数据确定模块52，用于基于该基本道数，从该原始微动数据中确定多个连续测点的微动数据，得到该多个连续测点中每个测点对应的微动数据；

地质勘探成果确定模块53，用于根据该多个连续测点中每个测点对应的微动数据，确定该多个连续测点所在区间的地质勘探成果。

本发明实施例提供的微动勘探装置，通过一次性布设远大于单个测点基本道数的采集道数，以超常规道数的方式布设检波器，从而一次性采集到多个测点的微动数据，并通过抽道的方式提取出多个测点中每个测点对应的微动数据，从而提高了勘探效率；另一方面，由于提取出的多个测点的微动数据的采集时间一致，因而可以保证各个测点的微动数据来源于相同震源，且受到的干扰也较为一致，从而减小了不同测点采集的微动数据之间的背景场差异，进而提升反演结果对地下地层的横向分辨率，提升勘探结果的准确性。

在其中一种可能的实施方式中，上述测点微动数据确定模块52还用于：以该基本道数为滑动窗口，以检波器布设区间的第一端点作为该滑动窗口的起点，按预设步长移动该滑动窗口，抽取每个该滑动窗口对应的道集数据，直至该滑动窗口移动到该检波器布设区间的第二端点为止，得到多个道集数据；其中，该滑动窗口的中间点对应为当前测点，该滑动窗口对应的道集数据为该当前测点的微动数据。

在另一种可能的实施方式中，上述步长的取值为一个或多个道间距。

在另一种可能的实施方式中，上述采集道数为24道的正整数倍。

在另一种可能的实施方式中，上述基本道数根据下述公式确定：D＝K×(N-1)×R，其中，D为该预设探测深度，N为该基本道数，R为该预设道间距，K为常系数，表示该预设探测深度与观测台阵之间的倍数。

在另一种可能的实施方式中，上述地质勘探成果确定模块53还用于：根据该多个连续测点中每个测点对应的微动数据，提取每个该测点的频散曲线；根据提取到的该频散曲线，反演得到该多个连续测点所在区间的地质剖面图。

在另一种可能的实施方式中，该频散曲线为速度-深度域曲线。

在另一种可能的实施方式中，该装置还包括显示模块，用于在该微动观测装置的预设显示终端显示该地质剖面图。

本发明实施例提供的微动勘探装置，其实现原理及产生的技术效果和前述微动勘探方法实施例相同，为简要描述，微动勘探装置的实施例部分未提及之处，可参考前述微动勘探方法实施例中相应内容。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，为该电子设备的结构示意图，其中，该电子设备包括处理器61和存储器62，该存储器62存储有能够被该处理器61执行的机器可执行指令，该处理器61执行该机器可执行指令以实现上述微动勘探方法。

在图6示出的实施方式中，该电子设备还包括总线63和通信接口64，其中，处理器61、通信接口64和存储器62通过总线连接。

其中，存储器62可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口64(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器61可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器61中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器61可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器61读取存储器62中的信息，结合其硬件完成前述实施例的微动勘探方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，该机器可执行指令促使处理器实现上述微动勘探方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的微动勘探方法、微动勘探装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的微动勘探方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。