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世界地质 2024, 43(1) 82-92 DOI: ISSN: 1004-5589 CN: 22-1111/P

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基础地质

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	探地雷达
	二维变分模态分解
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	反射波
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GPR 绕射波与反射波分离的变分模态分解方法研究

商耀达1 , 刘财1,2,3 , 徐杨杨1 , 鹿琪1,2,3

1. 吉林大学地球探测科学与技术学院, 长春 130026;

2. 自然资源部应用地球物理重点实验室, 长春 130026;

3. 海洋油气勘探国家工程研究中心, 长春 130026

摘要：针对传统绕射波与反射波分离方法易造成有效信号丢失的问题, 本文利用二维变分模态分解 (2D??VMD) 进行探地雷达 (GPR) 数据的绕射波与反射波分离? 对二维 GPR 数据进行 2D??VMD 分解后, 可得到包含从低频低波数到高频高波数的各阶模态分量及各阶模态分量的 F??K 谱? 通过分析绕射波与反射波在频率??波数域的差异, 分别重构绕射波与反射波对应的模态分量, 得到分离后的绕射波与反射波数据? 数值模拟与实测数据处理结果表明, 相比于传统方法, 该方法可以有效分离绕射波与反射波, 并且不损失任何有效信号?

关键词：探地雷达二维变分模态分解 F??K 谱绕射波反射波波场分离

Variational mode decomposition method of separating diffracted and reflected waves in GPR

SHANG Yaoda 1 , LIU Cai 1,2,3 , XU Yangyang 1 , LU Qi 1,2,3

1. College of Geo??Exploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China;

2. Key Laboratory of Applied Geophysics, Ministry of Natural Resources, Changchun 130026, China;

3. National Engineering Research Center of Offshore Oil and Gas Exploration, Changchun 130026, China

Abstract: Aiming at the challenge of effective signal loss in traditional methods of separated diffracted and re? flected waves, a method using two?dimensional variational mode decomposition (2D??VMD) to separate diffracted and reflected waves of ground penetrating radar (GPR) data is proposed. After decomposing two?dimensional GPR data using 2D ??VMD, intrinsic mode function (IMF) components and the F??K spectrum of each IMF can be ob? tained, which range from low?frequency and low?wave number to high?frequency and high?wave number. By analy? zing the differences between the diffracted wave and the reflected wave in the frequency?wavenumber domain, the IMF components corresponding to diffracted and reflected waves are reconstructed separately, and the separated dif? fracted and reflected wave data are obtained. The processing results of numerical simulation and measured data show that, compared with traditional methods, this method can effectively separate diffracted waves and reflected waves without losing any effective signals.

Keywords: GPR 2D??VMD F??K spectrum diffracted wave reflected wave wavefield separation

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