W poprzednich notatkach omówiliśmy kilka kroków dotyczących czyszczenia geometrii i ładowania surowych danych z układu GPR. W tej notatce zajmiemy się pewnymi niezbędnymi etapami przetwarzania przed interpretacją danych.
Surowe dane
Rysunek 1 poniżej przedstawia surowe dane z jednej części projektu. Dolny obraz przedstawia dane z nałożoną geometrią. Ten zbiór danych nie jest bynajmniej idealny. Po pierwsze, istnieją spore luki w danych. Po drugie, bardziej uderzające jest niespójne pokrycie, z różnymi orientacjami, wzorami gromadzenia i nakładającymi się danymi. Zastosowano pewne filtrowanie w postaci filtra usuwającego prąd stały i poziom progowy dla wyrównania w czasie zerowym. Zobaczymy teraz jak to będzie wyglądać po kilku prostych krokach.
Krok 1 – obróbka wstępna
Rysunek 2 przedstawia dostępne procedury przetwarzania wstępnego, z których trzy poniższe są najczęściej stosowane.
- Obciążenie anteny (500 śladów przy usuwaniu tła)
- Pasmo pasmowe (170 – 600 MHz)
- Korekcja amplitudy (korekcja dywergencji sferycznej bez parametrów)
Wartości domyślne dla każdej procedury są dobrze zdefiniowane, więc zazwyczaj nie ma potrzeby zmiany ustawień, wystarczy wybrać i uruchomić.
Efekt tych podstawowych procedur wstępnego przetwarzania pokazano poniżej na rysunku 3. W tym przypadku można pomyśleć, że można rozpocząć interpretację w tym miejscu. Jednak teraz widzimy tylko pojedynczy wycinek głębi, a głębsze mogą być znacznie bardziej rozmyte. Dlatego zalecamy kontynuację przetwarzania końcowego. 
W oryginalnych danych z ryc. 1 widoczne były cechy liniowe (stworzone przez człowieka), ale wstępnie przetworzone dane na ryc. 3 przedstawiają znaczną poprawę. Zniknęły paski danych, a większość funkcji jest bardziej widoczna.
Krok 2 – Regularyzacja/interpolacja
Do tego momentu używano jedynie procedur 1D i 2D.
Aby zastosować procedurę migracji 3D, musimy interpolować dane do zwykłych pojemników (których rozmiar (4 cm) został wybrany podczas ładowania danych). Na tym etapie luki uzupełnia się także poprzez interpolację danych z sąsiednich punktów.
Rysunek 4 przedstawia opcje procedury interpolacji, w tym maksymalną przerwę, którą oprogramowanie będzie próbowało wypełnić. Uzasadnieniem stosowania tego parametru jest to, że nie ma sensu próbować wypełniać znaczących luk jakimkolwiek algorytmem interpolacji, ponieważ nie zadziała, jeśli przerwa jest zbyt duża. Następnie mamy również opcję uśredniania wycinków, co może zaoszczędzić znaczną ilość miejsca na dysku. Rysunek 5 przedstawia wynik po interpolacji. Uwaga - ten etap jest zwykle najbardziej czasochłonną procedurą stosowaną w przypadku danych 3D.
Migracja i postprocessing
Migracja to proces, podczas którego anomalie hiperboliczne są zwijane w punkty przy pomocy znanej prędkości i wybranego algorytmu. Do wyboru jest kilka algorytmów matematycznych, każdy ma swoje zalety i wady. Jednak kluczem do radzenia sobie z danymi 3D-GPR jest zastosowanie prawdziwej migracji 3D po interpolacji. Alternatywą jest użycie migracji 2D, a następnie interpolacja migrowanych profili do objętości 3D, ale to podejście nie daje tak samo doskonałych wyników.
Stosując migrację, musimy wiedzieć, do jakiej prędkości. Zamiast zgadywać, możemy skorzystać z interaktywnego narzędzia, aby wybrać optymalną wartość, o czym będzie mowa w dalszej części osobnej notatki technicznej. Na razie przechodzimy bezpośrednio do etapu post-processingu.
Rysunek 6 przedstawia dostępne procedury przetwarzania końcowego, z których większość zostanie omówiona później w osobnej nocie technicznej. Na razie koncentrujemy się na powszechnie używanej obwiedni amplitudy.
Obwiednia amplitudy to proces stosowania transformacji Hilberta do danych. Mówiąc najprościej, powoduje to skuteczne przeniesienie ujemnych wartości danych na stronę dodatnią i narysowanie linii pomiędzy szczytami. Może to nieznacznie zmniejszyć rozdzielczość, ale jest to ogólnie akceptowalne ze względu na prostszą interpretację, która znajduje się poniżej.
Oczywiście w nowoczesnym oprogramowaniu użytkownik zawsze może przeskakiwać między różnymi etapami przetwarzania, aby skorzystać z wyższej rozdzielczości dostępnej w innych instancjach danych, chociaż jest to rzadko potrzebne.
Rysunek 7 przedstawia wpływ migracji i procedur przetwarzania końcowego na przykład danych roboczych. Po kilku prostych krokach przetwarzania mamy teraz dane, które są znacznie łatwiejsze do interpretacji. Ponownie, jest to tylko jeden wycinek głębokości, więc przewijanie całego zakresu głębokości ujawni wszystkie cele.
Na wynos
Nowoczesne i interaktywne oprogramowanie do przetwarzania sprawia, że dane Raptor 3D GPR są łatwe w zarządzaniu. Nie musisz być naukowcem; wystarczy postępować zgodnie z kilkoma prostymi wskazówkami, a uzyskane dane będą znacznie prostsze w interpretacji niż zwykłe dane GPR 2D, a niejasności znikną!
