短时傅里叶变换在GPR数据解释中的应用

doi:10.11720/wtyht.2016.6.27

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小波变换、经验模态分解、奇异值分解是提高探地雷达数据信噪比、突出深部异常的有效手段。笔者提出一种快速的短时傅里叶变换技术，对探地雷达噪声信号进行解译，利用雷达发射信号与噪声信号的频谱差异提高雷达数据的信噪比；并以数值算例进行验证，分别从单道波信号的频率能量差异，主频等值分布差异等方面详细分析了该方法与小波变换、经验模态分解方法的优势。结果表明，短时傅里叶分析技术能实现探地雷达数据的快速解译，为探地雷数据的反演成像提供更精确的约束条件。

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Abstract：

Wavelet transform,empirical mode decomposition and singular value decomposition are effective means to highlight the deep anomaly and improve the signal-to-noise ratio of ground penetrating radar (GPR) data.This paper proposes a fast short-time Fourier transform technique for interpreting ground penetrating radar (GPR) noise signal.The frequency spectrum differences between transmit signal and noise signal are used to improve signal-to-noise ratio of radar data.It is verified by using a numerical example.The method and the wavelet transform as well as the advantage of empirical mode decomposition method are analyzed in detail respectively from single signal frequency energy difference,frequency equivalent distribution difference,and other aspects.The results show that the short time Fourier analysis technology can achieve rapid interpretation of GPR data and,for the ground penetrating radar data inversion imaging,it can provide more precise constraints.

收稿日期: 2016-03-14 出版日期: 2016-12-10

P631

基金资助:

国家自然科学基金项目（41374118）

通讯作者: 吴铠均(1993-),女,中南大学地球科学与信息物理学院研究生在读,从事地球物理勘探工作。E-mail:540416481@qq.com

作者简介: 戴前伟(1968-),男,工学博士、教授,博士生导师,学科专业:地球探测与信息技术。长期从事电磁法勘探理论及应用和工程、环境及灾害地球物理勘探的基础理论及实践的教学和科研工作

引用本文:

戴前伟, 吴铠均, 张彬. 短时傅里叶变换在GPR数据解释中的应用[J]. 物探与化探, 2016, 40(6): 1227-1231.
DAI Qian-Wei, WU Kai-Jun, ZHANG Bin. A study of application of short-time Fourier transform to GPR data interpretation. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016, 40(6): 1227-1231.

链接本文:

https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2016.6.27 或 https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2016/V40/I6/1227

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