REFLEXW使用指南.docx

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REFLEXW使用指南

REFLEXW软件

使用指南

北京鑫衡运公司

一说明

本手册主要用来指导用户如何使用REFLEXW软件，它并不包括所有的细节。

如果需要了解全部细节，请参阅英文版手册。

二安装及打开软件

安装软件时，只需点击setup即可。

另外，必须安装软件狗的驱动程序CbnSetup.exe,安装时也是点击即可。

打开软件时，必须将软件狗插到并口上，然后从“开始”→“程序”→“REFLEX”→“REFLEXW”进入。

当显示出“Projectdirectory”菜单时，即可使用该软件。

（最好在桌面上建立快捷键）。

进入菜单后，建议选择菜单中的“newproject”,出现“enternameofthenewproject”。

输入任务名（如a1等），点击OK,进入“Reflex_win”主菜单。

点击“Modules”,选择各相关模块。

三输入和第一次显示GPR数据

下面介绍如何输入和显示GPR数据，我们用MALA公司的RAMAC/GPR数据做例子，用其它数据时仅需改变一些选项即可。

一、输入GPR数据

1.进入2D数据分析（2D-dataanalysis）

2.用选项File/Open/import（文件/打开/输入）进入import（输入）菜单，此时出现REFLEXWDataImport（数据输入）菜单（见右图）

3.输入下列参数：

inputformat（输入格式）：

RAMAC

outputformat（输出格式）：

16bitinteger（16位整数）

filenamespecification（指定文件名）：

originalname（原始名，举例）

选择X或Y作为剖面方向（ProfileDirection）及Y或X作为剖面常数（ProfileConstant）

选择道增量（traceincrement）和/或坐标（coordinates）是否从原始数据读出（从ControlOption）

4.点击选项ConverttoReflex，出现一个文件打开菜单，并在任务目录下出现子目录ASCII。

你可以从该输入路径或从任何其它路径选择RAMAC文件（RD3或RAD文件），任何情况下必须有RD3和RAD文件。

选择好需要的RAMAC文件后，文件转换成REFLEXW内置格式并保存在路径ROHDATA下。

用选项PrimaryFile（第一文件）激活的输入数据自动显示在第一窗口中

5.选择Exit退出

二、显示数据

1.当做完输入后,它将用标准绘图选项来显示数据,可以用选项Plot/Options（绘图/选项）来改变绘图选项,点击该选项出现PlotOptions菜单（见右图）

2.用于GPR数据的主要PlotOptions包括:

-Plotmode（绘图模式）

-PointmodeScale（点模式比例）

-EnergyDecay（能量衰减）

-AmplitudeScale（振幅比例）

Plotmode（绘图模式）:

缺省时使用Pointmode（点模式）

PointmodeScale（点模式比例）:

XYScaledPlot（XY比例绘图）:

数据完全显示在实际窗口中,两个比例选项Xscale和Yscale设为1。

该选项可用于小数据（几道）或将整个数据显示在主菜单中（可用Zoom选项），当不做Zooming（缩放）或数据很大时，显示分辨率非常差。

PixelPerSample（每样点像素）：

每个数据点的大小显示在给定的屏幕像素点中，只能在y方向用缩放或重新改变比例。

对大型数据该选项非常有用。

PixelPerTrace（每道像素）：

两道间的距离给定在屏幕的像素点中，根据实际窗口尺寸绘制每道的整个时间序列。

该选项不能用缩放，如该选项可以用在大型数据中（很多道）。

EnergyDecay（能量衰减）：

RAMAC/GPR数据是原始数据，它在时间方向没有任何增益，因此为了补偿能量随时间的衰减，在没有使用增益滤波时，可以点击该选项。

AmplitudeScale（振幅比例）：

该参数控制数据显示的对比度。

上图是上述参数显示的图象

注意：

通常数据必须进行滤波，主要滤波包括：

（Staticcorrection）静校正补偿直达波的时间延迟

（y-gain）y（时间）增益

（dewow）抽取平均道

四用REFLEXW滤波

下面介绍用REFLEXW进行滤波，它包括单滤波（第二章）和批处理（第三章）。

一、概述

1.滤波选项仅用于REFLEXW格式数据，它意味着其它格式数据（像RAMAC，GSSI，SEGY等）必须首先用打开File/import输入数据，输入数据保存在子目录rohdata中。

2.滤波后的数据用相同的文件名和由处理标签给定的扩展名保存在各文件下，如：

原始文件：

profile1.dat;滤波后的文件:

profile1.00t（处理标签设为0）。

滤波后的数据总是保存在子目录procdata中。

3.滤波可以用于单数据剖面或许多剖面（所谓的批处理）。

二、单数据文件滤波

下面详细介绍单数据剖面滤波，滤波顺序用以下选项：

抽取平均道（subtract-mean（dewow））

静校正（staticcorrection）

手动增益（y）（manualgain（y））

背景去除（backgroundremoval）

它基本是GPR数据的标准滤波顺序，关于各滤波的步骤的帮助信息，按F1在滤波菜单中看到。

1.进入模块二维数据分析（2D-dataanalysis）

2.用选项File/open/rawdata将数据文件载入

（load）到第一窗口,然后选择要处理的数据

文件。

3.选择的数据文件显示在第一窗口（用水平

分割Hor.Split），根据分割设置选项（见

选项Plot/options-选择垂直分割Ver.Split

或水平分割Hor.Split）,屏幕将分成垂直或水平的两个窗口（第一窗口和第二窗口）,如果两个选项都不选,屏幕将只有一个窗口。

4.用选项处理/1D滤波（Processing/1D-Filter）进行第一步处理

5.出现1D滤波窗口（1D-filterwindow），输入下列参数或选项：

-点击选项抽取平均道（subtract-mean（dewow））

-进入滤波参数时间窗口（timewindow）

-进入需要的处理标签（ProcessingLabel）

-开始（start）滤波

选则选项应用到举例道（applyonexampletrace），可以

控制输入滤波参数后的效果（滤波后的道filteredtrace和滤波后的频谱filteredspectrum），道数（tracenumber）用来决定要显示的道。

点击选项批处理（SequenceProc.），出现批处理菜单，我们将实际滤波步骤加到处理流程中。

6.滤波后的数据显示在第二窗口中,关闭（close）滤波窗口,必须进入选项File/ChangeSecondToPrimary（文件/将第二窗口改到第一窗口）,以便把滤波后的数据用做下一步处理。

7.用选项处理/静校正/切除（Processing/staticCorrection/muting）,进入第二步处理。

8.在静校正/切除窗口（StaticCorrection/muting）内选择静校正（static/correction）和子选项移动到负时间（movetonegativetimes）。

9.出现右图的列表，你可以在该表中手动输入校准值，也可以用鼠标左键从图像中输入该值。

选项保存（save）保存校准文件，并用于以后各步骤中。

10.输入想要的处理标签（Processinglabel），按start开始静校正。

注意：

处理标签必须与第一步不同，因为原始和处理后的数据文件文件名不能相同。

11.静校正后的数据显示在第二窗口，关闭（close）静校正窗口，使用选项File/ChangeSecondToPrimary，以便做下一步处理。

12.用选项处理/增益（Processing/Gain）做第三步处理。

13.在Gain窗口内选择手动增益（y）（manualgain（y）），出现一个列表用来输入增益值（类似于以前的静校准），同时有一个新窗口用来交互输入增益值。

14.输入想要的处理标签（Processinglabel），按start开始手动增益。

处理标签必须与以前文件不同。

15.手动增益处理的数据显示在第二窗口，为了做下一步处理，必须关闭（close）增益窗口进入选项File/ChangeSecondToPrimary。

16.用选项处理/2D滤波（Processing/2D-filter）进入最后滤波步骤。

17.在2D-filter窗口内选择背景去除（backgroundremoval），此时用整个数据范围决定滤波道（子选项整道wholeline），输入想要的处理标签（Processinglabel），按start开始手动增益。

处理标签必须与以前文件不同。

18.滤波已完成，你可以用选项File/ChangeSecondToPrimary，然后在plotoption菜单内关闭选项Hor.Split,这样只显示最终滤波后的数据。

整个处理流程用选项文件/处理流程（File/ProcessingFlow）显示。

实际文件的处理流程也可以用单独的文件保存，并用于以后的批处理中。

三、用相同的批处理对其它数据做滤波

批处理可以对选定的许多剖面自动做滤波处理。

使用时必须先定义批处理步骤，然后选择数据线，最后开始进行批处理。

1.根据单个文件的滤波定义批处理

为了该目的,当进入任何滤波菜单时，你必须点击选项批处理（SequenceProc.）。

打开批处理菜单（SequenceProcessingmenu），用选项加入实际处理（AddActualProc.）,这样可以把实际滤波步骤加到处理流程中。

AddActualproc必须在指定滤波参数后进行，事先要关闭实际滤波菜单。

做完所有的要滤波的步骤后，必须用选项保存批处理（SaveSequence）保存实际的批处理。

该处理顺序文件可以在任何时间用载入批处理（LoadSequence）来载入。

通常实际处理步骤在处理顺序的最后加入，但也可以在任何位置加入。

此时必须点击相应的处理步骤，然后用选项删除处理（DeleteProc）来移去该处理步骤。

2.开始批处理

可以在处理单个文件时进入批处理菜单，也可以用选项处理/批处理（Processing/SequenceProcessing）。

定义处理流程后，必须指定处理标签（ProcessingLabel），然后开始批处理。

点击选项StartActualLine将处理流程应用到实际原始文件中。

点击选项StartSeveralLines将处理流程应用到选定的许多文件中。

选项文件滤波（filefilter）来进入多文件选项的滤波，文件路径（filepath）指定要载入文件的路径。

点击选项显示数据（plotdata）可以瞬时显示原始和滤波后的数据，它可以直接控制给定的结果。

可以选择所谓的批模式或单处理模式（选项单处理SingleProcess），将各处理步骤加到原始文件中。

五、滤波详述

1．软件产生的子目录：

ASCII：

保存原始数据（如SEGY，RD3等）。

ROHDATA：

保存转换后的原始数据。

PROCDATA：

保存处理后的数据和时间切片。

1.11处理主菜单

1.11.1一维滤波（1D-Filter）

1.11.1.1平均值滤波（Meanfilter）

该滤波分别作用于每一道，它对选定的时间样点数做平均。

滤波参数平均范围（meanrange）是以样点形式决定窗口宽度，它是对各道的振幅值做平均。

如窗口宽度是4，做平均时计算前面的两个样点和后面的两个样点，对它们取平均后把平均值放在该点。

该平均值的效果类似于时域中的低通滤波。

它比低通滤波快得多，但没有低通滤波有效。

1.11.1.2中值滤波（Medianfilter）

该滤波分别作用于每一道，它对选定的时间样点数取中值。

滤波参数中值范围（medianrange）是以样点形式决定窗口宽度，它是对各道的振幅值取中值。

如窗口宽度是4，做中值时用前面的两个样点和后面的两个样点，取它们的中值放在该点。

中值滤波可以从数据中去除毛刺，选择的窗口越宽，中值滤波的低通效果越明显。

1.11.1.3带通滤波（Bandpassfrequency）

该滤波分别作用于每一道，它是在频域中对各道做带通滤波。

频带由设置的四个频率值指定，第一点定义低切频率（low-cutfrequency）,第二点是平台的开始（lowerplateau）。

低切频率和平台开始之间，滤波是余弦窗口。

第三点是平台结束（upperplateau），第四点是高切频率（highcutfrequency），它们之间的滤波也是余弦窗口。

低于低切和高于高切的频谱都设为0。

通过选择各点值，也可以近似实现低通或高通。

频率值可以手动设置，也可以从原始样点道的频谱中选取。

当噪声信号的频率范围与有效信号不同时，带通滤波可以抑制噪声。

滤波参数设置道时，建议它既包括噪声的主要部分，也包括信号的主要部分。

1.11.1.4巴特沃斯带通滤波（Bandpassbutterworth）

该滤波分别作用于每一道，它是在时域中用递归滤波进行带通滤波。

滤波带通过设置两个频率值指定，第一点决定低切频率（low-cutfrequency），第二点决定高切频率（highcutfrequency）。

低于低切和高于高切的频谱都设为0。

通过选择各点值，也可以近似实现低通或高通。

频率值可以手动设置，也可以从原始样点道的频谱中选取。

当噪声信号的频率范围与有效信号不同时，带通滤波可以抑制噪声。

滤波参数设置道时，建议它既包括噪声的主要部分，也包括信号的主要部分。

1.11.1.5滤波/时间相关（Filter/timedependent）

该滤波分别作用于每一道，它是在时域中用递归滤波进行与时间相关的带通滤波。

滤波带通过设置两个频率值对指定。

第一个频率值对时间开始有效，第二个频率值对时间结束有效。

每对的第一点决定低切频率（low-cutfrequency）,每对的第二点决定高切频率（highcutfrequency）。

低于低切和高于高切的频谱都设为0。

根据输入的各对值（线形插值），对每一时间值计算新的滤波边界。

使用这些计算的滤波边界进行巴特沃斯滤波。

例：

由于深部高频噪声较强，如果你想随时间增加而增大低通滤波：

设置第一滤波对导致大带宽（如f1=100MHz,f2=500MHz）.

设置第二滤波对导致小带宽（如f1=100MHz,f2=300MHz）.

使用这些值，浅部的高频部分保存下来，而深部的高频信号被滤掉。

与巴特沃斯带通滤波一致，频率值可以手动设置，也可以从原始样点道的频谱中选取。

1.11.1.6陷波/频率（Norchfilter/frequ.）

该滤波分别作用于每一道，它是在频域中对每一道进行陷波。

滤波带通过设置两个频率值指定。

第一点决定低通平台（lowerplateau），第二点是低切频率（low-cutfrequency）。

低频平台的终点和低切频率之间，滤波是余弦窗口。

第三点是高切频率（highcutfrequency），第四点是高频平台开始（upperplateau），它们之间的滤波也是余弦窗口。

切除频率之间的频谱都设为0。

频率值可以手动设置，也可以从原始样点道的频谱中选取。

陷波特别适用于抑制近似单频噪声。

处理时应选择包括很强噪声的道，这将易于设置滤波频带。

1.11.1.7反褶积（Deconvolution）

该滤波分别作用于每一道，该滤波允许对剖面应用反褶积，这就是所谓的毛刺反褶积，即它可以创立较高的带宽和较平滑的谱（根据毛刺的谱）。

该程序采用Levinson递归算子（Wiener滤波法），对每一道予先设定的样点数做相关计算，用做Levison算子的输入信号，来计算递归的反褶积滤波道。

然后滤波道褶积为原始道。

反褶积需要四个参数（自相关范围的开始和结束，滤波道长度，白噪声百分比）。

用自相关范围开始的指标（autocorr.start）和结束的指标（autocorr.end），可以控制反褶积效果。

当需要对深部信号进行反褶积时，自相关范围必须取大的时间范围，而小数值范围仅在需要将原始信号转换成一个毛刺时有效。

滤波道长度（filterlength）通常取小的数值，它必须小于或等于自相关范围。

为了稳定反褶积处理，必须把白噪声（noise（perc.））加到数据中。

输入参数噪声（百分比）决定白噪声。

数值太大会导致反褶积执行不充分，数值太小会产生稳定性问题。

1.11.1.8反褶积/成型

该统计反褶积是应用Toeplitz结构的线性方程中的Levinson递归算子。

它分别作用于每一道。

对每一道，对预定义的样点数做自相关，以及对输入和期望输出做自相关计算。

这些相关是输入Levinson算子，然后递归计算滤波道反褶积，然后该滤波道褶积成原始道。

根据希望选择输出的反褶积的目的，可以使用以下反褶积：

毛刺-反褶积

毛刺反褶积的目的是集中时域中的信号子波，或在频域的反褶积道中使频谱更宽和更平滑。

我们期望输出的是一个毛刺，即一个能量最集中的子波。

如果选择0延迟毛刺（0lagspike），能量集中在子波开始处；如果选择毛刺（spiking），则能量集中在右参数延迟（lag）定义的样点处。

实际上输入信号在混合相位处。

由于毛刺反褶积使振幅谱变平坦，反褶积会造成高频噪声，因此需要在反褶积后做带通滤波。

我们通过选择参数滤波谱（filterspectrum）来进行处理。

子波成型

子波成型的目的是形成输出信号的子波，即改善输出信号子波的最小相位特性。

输入信号子波的波形可以转换成自由选择的子波，如Richer子波。

反褶积类型零相位（zerophase）和最小相位（min.phase）可以将输入信号子波转换成零相位或最小相位子波。

实际上，两种方法相差很小，由于转换成最小相位子波需要较长的运算时间，我们一般选择零相位反褶积。

预测反褶积

预测反褶积的目的是抑制多次震荡或反射。

为了抑制多次震荡，根据多次震荡双程走时选择延迟；为了抑制多次反射，选择较小的延迟。

如果各道之间的信号波形变化很大，反褶积会降低反射的空间一致性，它是由于各道间自相关的强烈变化引起的。

为解决这一问题，采用参数平均自相关（meanauto）来计算反褶积滤波。

所有各道用相同反褶积滤波做反褶积，空间一致性也会保持。

反褶积需要三个参数（自相关范围的开始和结束，滤波道的长度），用自相关范围开始（autocorr.start）和（autocorr.end）可以控制反褶积的效果。

为了抑制多次震荡需要选择大的时间范围，当需要把原始信号转换成毛刺时需要小的范围。

滤波道长度（filterlength）通常很小，它必须小于或等于自相关范围。

延迟（lag）必须小于滤波长度。

参数autocorr.start,autocorr.end,filterlength和lag用实际时间尺寸给出。

1.11.1.9抽取平均道（subtract-mean）

该滤波分别作用于每一道，用它对每道的每个值做滑动平均计算，该滑动平均值从中心点中减去。

计算时必须输入滤波参数时间窗口（timewindow）值。

该滤波用于消除低频部分，因此窗口范围应设为大约一个主周期。

1.11.1.10去直流漂移（subtract-DC-shift）

该滤波分别作用于每一道，它是所谓的零平均，即去除时间常数漂移。

必须输入两个时间值（1.time和2.time），在该时间范围内对每道的各样点做平均，然后减去该平均值。

时间一在时间窗口的约三分之二处，时间二在离最后样点约5个样点处。

1.11.1.11互相关（crosscorrelation）

该选项用于计算指定时间道与剖面所有其它道的互相关。

通过选择由滤波参数给定的道/时间来做互相关，互相关道在参考道窗口中显示。

第一个滤波参数是开始参数（startref.time），第二个是结束参数（endref.time）,第三个参数给出开始距离范围（startref.distance），第四个是结束距离范围（endref.distance）。

它对选定道的选定时间范围进行自动平均。

如选定的道/时间范围可以是直达波范围。

互相关用于改善信噪比，它的另一作用是缩短原始波列（当环境干扰较大时）。

1.11.1.12样点重组（resampling）

该滤波用来在时间方向重组样点，它是在频率范围内进行。

滤波参数timeincr.在时间方向上决定新的采样间隔。

该滤波可以把用不同时间间隔采集的许多剖面变成等时间间隔，注意：

降低时间间隔并不能增加垂直分辨率。

1.11.1.13Walsh带通（Walshbandpass）

该滤波分别作用于每一道，你可以用Walsh变换对每一道进行带通滤波。

该变换是基于阶跃函数的标准系统而不是用于付立叶变换的正弦函数。

因此它更适用于渐变数据（如时间切片）。

滤波时要指定Walsh系数的低切（lowercutoff）和高切（uppercutoff），最大Walsh系数等于样点数的一半。

锥度可用于低切和高切系数（参数lowertaper和uppertaper）。

1.11.2增益（Gain）

1.11.2.1AGC增益（AGC-Gain）

该增益是用预先指定的窗口在y方向对信号振幅进行放大。

滤波参数窗口长度（windowlength）决定在给定方向的窗口尺寸，该程序首先计算每一道的整个时间范围的平均振幅，然后按比例对每个振幅值进行放大，在选定窗口内使平均振幅具有相同的值。

窗口尺寸决定放大效果，窗口尺寸只包含一个样点时，意味着每个样点的振幅都相同；窗口尺寸包含整道时表示没有放大。

小窗口尺寸使各点振幅较均衡，大窗口振幅变化大。

该选项是对信号的振幅放大。

1.11.2.2能量衰减（Energydecay）

该选项是根据平均振幅衰减曲线对y方向进行增益。

首先从所有现存的道中决定平均衰减曲线，然后对每一点的值用衰减曲线的值去除。

所有数据点都乘以一个比例因子（scalingfactor），你可以用以下方式选择比例因子：

如果文件格式是16位整数，那么所有振幅都在16数据位内；否则那些振幅自动限制在32000或-32000内。

与AGC增益类似，它是对信号的振幅进行放大。

1.11.2.3增益函数（Gainfunction）

该滤波是对个点数据分别乘以给定的函数g（y）或g（t）。

函数g（t）包括线性和指数部分：

g（t）=（1+a*t）*exp（b*t）其中a=a‘/脉宽

b=b’*v/8.69v=0.1m/ns或1.0m/ms,脉宽由主频得到.

必须输入两个滤波参数a‘（线性增益）和b’（指数增益），a‘没有单位，b’单位是dB/m。

另外必须输入开始时间（starttime）和最大增益（max.gain）。

数据乘以该函数是为了补偿衰减或散射造成的损失。

1.11.2.4Removeheadergain

该增益没用。