Сравнение ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ с программным
обеспечением от других производителей
Сходство
В программном комплексе ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ реализован полный набор опций обработки данных, который должен присутствовать в каждом программном обеспечении для обработки георадиолокационной информации. Это различные виды фильтраций и другие стандартные опции цифровой обработки сигналов, управление геометрией георадарного профиля, работа с пользовательскими границами слоёв и т.д. – словом всё то, с чем привык работать геофизик-интерпретатор.
Отличия
Основное
отличие программного комплекса ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ от программного обеспечения для
обработки георадиолокационных данных других производителей - это реализация
алгоритма автоматизированного анализа поля обратного рассеяния BSEF (Back-Scattering
Electromagnetic Field). Анализ BSEF обеспечивает высокую информативность результатов обработки
георадарных данных и низкий уровень влияния человеческого фактора на конечный
результат обработки. Наличии режима пакетной обработки
данных и автоматизация действий пользователей обеспечивает хорошую скорость
обработки больших объемов георадиолокационной информации. Алгоритмы
и методы, реализованные в программном комплексе ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ, предоставляют
больше возможностей для изучения сложно построенных геологических сред и
получения полезной информации от малоконтрастных и зашумленных георадиолокационных
профилей. ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ включает в себя следующие инструменты,
специально разработанные для этого программного комплекса:
✓
Автоматизированный анализ электромагнитного поля обратного рассеяния BSEF (Back-Scattering Electromagnetic Field). Реализует переход от представления данных о подповерхностной среде в виде совокупности амплитуд отражённых сигналов в форме радарограммы к характеристикам этой среды в виде разреза атрибута. Такое представление делает более понятным результат обработки георадарных данных и самим геофизикам, и специалистам в смежных областях. Например, геологам или инженерам-проектировщикам. Анализ BSEF хорошо работает в зонах сильного зашумления сигналов, расположенных в нижней части георадарного профиля, что позволяет увеличить глубинность георадарного исследования. Наряду с этим, анализ BSEF позволяет получить информацию о строении исследуемой подповерхностной среды даже в условиях плавного изменения её электрофизических характеристик, т.е. в условиях отсутствия видимых границ между слоями на радарограмме.
✓
Метод B-Detector (Boundaries Detector). Данный метод предназначен для обнаружения границ раздела сред на волновой картине георадарного профиля, подавления помех и повышения вертикального разрешения георадарных данных. При помощи B-Detector пользователь управляет частотой и шириной спектра сигналов, тем самым меняя их длительность и степень детализации на радарограмме. В результате обработки методом B-Detector георадарный профиль, полученный низкочастотной антенной, выглядит так, как будто бы частота антенны георадара во время записи профиля была в заданное число раз выше. Разрешение сигналов на этом профиле также в разы выше. Также, при необходимости, можно и наоборот, понижать центральную частоту сигналов радарограммы.
✓
Метод разложения радарограммы на компоненты. Это не вейвлет разложение сигналов, хотя оно тоже реализовано в ГЕОРАДАР-ЭКСПЕРТ. Данный метод преобразовывает матрицу сигналов георадарного профиля в набор матриц, каждая из которых содержит определённый тип отражённых волн. Пользователь отбрасывает матрицы с волнами, которые он определил в качестве помех, после чего суммирует оставшиеся уровни разложения, тем самым, исключая эти волны-помехи из совокупности сигналов георадарного профиля. Таким образом, можно убрать все дифрагированные отражения, в том числе и воздушные, отставив на радарограмме только протяжённые границы слоёв дорожной одежды, например. Или наоборот, убрать все протяжённые границы, оставив одни дифрагированные отражения для уверенного обнаружения арматуры в железобетонной конструкции, к примеру.
✓
Модуль пространственной фильтрации. Служит для удаления осей синфазностей сигналов в заданном диапазоне углов наклона этих осей. Эффективно удаляет воздушные отражения или отражения от улов подземных строительных конструкций. Подобные отражения маскируют полезные сигналы и мешают прослеживать форму объектов.
✓
Вейвлет-декомпозиция сигналов георадиолокационного профиля. Это преобразование напоминает оконное преобразование Фурье, только преобразование Фурье раскладывает сигнал на составляющие в виде синусов и косинусов, а при вейвлет-декомпозиции используются функции, напоминающие излученный георадаром зондирующий импульс – т. н. вейвлеты. Применяется для повышения вертикального разрешения радарограммы.
✓
Модуль статистического анализа. Данный
модуль предназначен для обобщения результатов георадарного профилирования и
наглядного представления изменчивости георадиолокационной информации. При
помощи результатов статистического анализа, представленных в виде таблиц и
графиков, можно устанавливать взаимосвязь между физико-механическими
характеристиками исследуемой среды (например, грунтов или строительных
конструкций) и различными статистическими показателями, формируя, таким
образом, совокупность признаков, которую можно применять в дальнейшем для
оценки состояния аналогичных объектов. Источником статистических данных
являются георадиолокационные профили, разрезы атрибутов и сечения 3D сборки
этих разрезов. Если на георадиолокационный профиль, разрез атрибута или сечение
3D сборки пользователь нанёс границы слоёв, то статистические показатели
рассчитываются внутри каждого слоя, по границе каждого слоя и для источника
статистики в целом, без учёта разделения на слои. Использование модуля статистического анализа поднимает
качество результата георадарного исследования на новый, более высокий уровень.
✓
Кластерный анализ. Кластерный анализ атрибутов для экспресс-оценки строения подповерхностной среды в заданном приближении. Степень приближения определяется значением количества кластеров. Результат кластерного анализа представляет собой разрез в виде комбинации блоков различной формы (кластеров). Внутри кластера значения атрибута одинаковы. Посредством кластеров производится разделение разреза на характерные области, каждая из которых обладает своими особенностями. Данный анализ удобно использовать для грубого экспресс-анализа строения подповерхностной среды.
✓
Модуль дефектоскопии строительных конструкций. Дефектоскопия бетонных и железобетонных строительных конструкций основана на выявлении областей разреза с аномальными отклонениями значений атрибута Q-factor. Результаты дефектоскопии сохраняются в виде разреза с выделенными зонами нарушений, и дефектной ведомости в формате электронных таблиц MS Excel, в которой для каждого георадиолокационного профиля дана количественная и качественная оценка состояния объекта, в ходе исследования которого получен тот или иной профиль.