一种地质信息探测方法及相关设备

1.本说明书地质探测领域，更具体地说，本发明涉及一种地质信息探测方法及相关设备。


背景技术：

2.随着青藏高原周边地区的经济社会发展，这一区域的高寒、大埋深隧道工程越来越多，工程轴线上方区域多是冰川覆盖，植被稀少，地形复杂，人员和装备都难以接近，现有的勘察手段都很难实现，特别是物探技术都无法运用，严重制约了工程的进度和前期预算的准确性。


技术实现要素：

3.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
4.为了提出一种方便有效的地质探测方法，本发明提出一种地质信息探测方法，上述方法包括：
5.利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪；
6.通过中继无人机获取上述目标检波仪的实际位置并构建目标检测网络；
7.使用上述运输无人机向目标激发点投放气爆震源以使上述目标检波仪获取地震检测波，其中，上述地震检测波由上述气爆震源在上述目标区域激发出的；
8.基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置以获取上述目标检测区域的地质信息。
9.可选的，上述方法还包括：
10.获取上述目标检测区域的岩土试样信息；
11.根据上述岩土试样信息确定上述目标检波仪的第一理论间距；
12.上述利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪，包括：
13.基于上述第一理论间距利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪。
14.可选的，上述方法还包括：
15.获取上述目标检测区域的地形信息；
16.根据上述地形信息确定上述目标检波仪的第二理论间距；
17.上述利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪，包括：
18.基于上述第二理论间距利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪。
19.可选的，上述第二理论间距大于或等于20米且小于或等于100米。
20.可选的，上述通过中继无人机获取上述目标检波仪的实际位置并构建目标检测网络；
21.利用上述中继无人机向每个上述目标检波仪发送探测信号，以使每个上述目标检
波仪生成反馈信号；
22.上述中继无人机基于上述反馈信号确定每个上述目标检波仪的实际位置；
23.基于所有目标检波仪的实际位置构建目标检测网络。
24.可选的，上述方法还包括：
25.检测每个上述目标检波仪的接地信息；
26.将接地信息为未接地状态的目标检波仪确定为无效检波仪。
27.可选的，上述方法还包括：
28.基于上述目标检测网络确定上述目标激发点。
29.可选的，上述基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置以获取上述目标检测区域的地质信息，包括：
30.基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置；
31.上述目标检测装置利用反射波处理软件对地震检测波进行反演，获得上述目标检测区域的地震波剖面，并结合已有地质资料进行地质解译以获取上述目标检测区域的地质信息。
32.可选的，上述方法还包括：根据遥感影像、地形植被和区域地质资料及前期地勘资料，确定上述目标检测区域。
33.可选的，上述目标检波仪包括节点式全角单分量检测仪。
34.综上，本技术实施例提出的一种地质信息探测方法包括：利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪；通过中继无人机获取上述目标检波仪的实际位置并构建目标检测网络；使用上述运输无人机向目标激发点投放气爆震源以使上述目标检波仪获取地震检测波，其中，上述地震检测波由上述气爆震源在上述目标区域激发出的；基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置以获取上述目标检测区域的地质信息。本技术提出的地质信息测量方法，通过运输无人机将目标检波仪投放到预设地点，并通过中继无人机与目标检波仪建立通讯并构建目标检测网络，在运输无人机投放的气爆震源的作用下，目标检波仪将收集到的目标检测区域的地震检测波发送给中继无人机，并由中继无人传输给地面的目标检测装置，井目标检测装置分析获取目标检测区域的地质信息。本方法可以克服地形复杂、环境苛刻的限制，能够实现远程遥控的方式获取目标检测区域的地质信息，该方法简便、快捷并且检测成本较低，可以应用于复杂环境中的地质信息检测工作中，具有很高的工程实现价值。
35.本发明的地质信息探测方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
36.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
37.图1为本技术实施例提供的一种地质信息探测方法流程示意图；
38.图2为本技术实施例提供的一种地质信息探测方法示意图；
39.图3为本技术实施例提供的另一种地质信息探测方法示意图；
40.图4为本技术实施例提供的再一种地质信息探测方法示意图。
具体实施方式
41.本技术提出的地质信息测量方法，通过运输无人机将目标检波仪投放到预设地点，并通过中继无人机与目标检波仪建立通讯并构建目标检测网络，在运输无人机投放的气爆震源的作用下，目标检波仪将收集到的目标检测区域的地震检测波发送给中继无人机，并由中继无人传输给地面的目标检测装置，井目标检测装置分析获取目标检测区域的地质信息。本方法可以克服地形复杂、环境苛刻的限制，能够实现远程遥控的方式获取目标检测区域的地质信息，该方法简便、快捷并且检测成本较低，可以应用于复杂环境中的地质信息检测工作中，具有很高的工程实现价值。
42.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
43.请参阅图1，为本技术实施例提供的一种地质信息探测方法流程示意图，具体可以包括：
44.s110、利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪；
45.示例性的，如图2所示，为在雪山环境下挖掘隧道的场景，在开挖前需要对目标检测区域，即雪山中的地质特点做出测量，但传统的通过打测量孔，并安装检测传感器的方法，并不能满足雪山环形下的工作需求，人员很难到达检测地点，无疑增加了检测的艰难性，影响施工的进度。
46.本技术实施例提供的方法，通过运输无人机向目标检测区域按预设的间隔投放多个目标检波仪，如图3所示，无人机1为投放目标检波仪的运输无人机。运输无人机自身可以携带有能够抓取目标检波仪的机械结构，在运输无人机到达指定的位置后，控制其机械结构打开，目标检波仪依靠重力向下运动，插入目标检测区域的岩土中。
47.s120、通过中继无人机获取上述目标检波仪的实际位置并构建目标检测网络；
48.示例性的，如图3所示，中继无人机是能够与目标检波仪和地面端的检测装置能够进行通讯的无人机，在目标检波仪下落的过程中，可能会收到气流的影响，导致目标检波仪并不能精准地到达其指定的地点，此时如果仍以目标位置作为目标检波仪的实际位置，会造成测量误差，影响测量结果。本技术实施例提出的方法，在投放目标检波仪后，通过中继无人机与目标检波仪进行通讯，获取目标检波仪的实际位置，并根据目标检波仪的实际位置构建目标检测网络。
49.s130、使用上述运输无人机向目标激发点投放气爆震源以使上述目标检波仪获取地震检测波，其中，上述地震检测波由上述气爆震源在上述目标区域激发出的；
50.示例性的，如图3所述，运输无人机向目标激发点投放气爆震源，目标区域的岩土会在气爆震源的激励下形成地震检测波，分布在目标区域中不同位置的目标检波仪，会接收到不同气爆震源激发的地震检测波，地震检测波经过特殊的处理便能够反应目标检测区域的地质信息。
51.s140、基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置以获取上述目标检测区域的地质信息。
52.示例性的，目标检波仪将获取的地震检测波发送给中继无人机，中继无人机将收到的地震检测波传输给地面的目标测量装置，目标测量装置将地震检测波经过响应的处理与分析，便可回去该目标检测去对应的地质信息。
53.综上，本技术提出的地质信息测量方法，通过运输无人机将目标检波仪投放到预设地点，并通过中继无人机与目标检波仪建立通讯并构建目标检测网络，在运输无人机投放的气爆震源的作用下，目标检波仪将收集到的目标检测区域的地震检测波发送给中继无人机，并由中继无人传输给地面的目标检测装置，井目标检测装置分析获取目标检测区域的地质信息。本方法可以克服地形复杂、环境苛刻的限制，能够实现远程遥控的方式获取目标检测区域的地质信息，该方法简便、快捷并且检测成本较低，可以应用于复杂环境中的地质信息检测工作中，具有很高的工程实现价值。
54.在一些示例中，上述方法还包括：
55.获取上述目标检测区域的岩土试样信息；
56.根据上述岩土试样信息确定上述目标检波仪的第一理论间距；
57.上述利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪，包括：
58.基于上述第一理论间距利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪。
59.示例性的，在运用运输无人机投放目标检波仪之前，可以选取容易测量的地段获取目标检测区域的岩土试样信息，初步获取目标检测区域的岩土特性，并根据预先获取的岩土特性，对目标检波仪的理论间距做出估算得到第一理论检测间距，并控制运输无人机按照第一理论间距向目标检测区域投放目标检波仪。
60.综上，本技术实施例提出的岩土信息测量方法，在采用运输无人机投放目标检波仪前，根据预先获取的岩土试样信息，估计目标检波仪的第一理论间距，可以避免投放距离过于稀疏而使测量结果精度降低，并避免投放距离过于稠密造成成本浪费。
61.在一些示例中，上述方法还包括：
62.获取上述目标检测区域的地形信息；
63.根据上述地形信息确定上述目标检波仪的第二理论间距；
64.上述利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪，包括：
65.基于上述第二理论间距利用运输无人机向目标检测区域投放多个目标检波仪。
66.示例性的，不同的目标检测区域的地形信息也会影响检测的结果，如果地形比较陡峭，需要对减小目标检波仪之间的距离，来充分表征地质厚度方向的特征。如果地形比较平坦，可以适当增大目标检波仪之间的距离，减少目标检波仪的投放数量。
67.综上，本技术实施例提出的岩土信息测量方法，在采用运输无人机投放目标检波仪前，根据预先地形信息，估计目标检波仪的第而理论间距，可以避免投放距离过于稀疏而使测量结果精度降低，并避免投放距离过于稠密造成成本浪费。
68.在一些示例中，上述第二理论间距大于或等于20米且小于或等于100米。
69.示例性的，鉴于高寒地区容易发生大型堆积层滑坡、岩石滑坡、破碎岩石滑坡、硬岩倾倒式崩塌、滑移式崩塌、暴雨型泥石流、冰湖溃决型泥石流、坍塌、碎屑流和热融滑塌等地址灾害。结合测量经验将检波仪之间的间距控制在20米至100米比较适合。
70.在一些示例中，上述通过中继无人机获取上述目标检波仪的实际位置并构建目标检测网络；
71.利用上述中继无人机向每个上述目标检波仪发送探测信号，以使每个上述目标检波仪生成反馈信号；
72.上述中继无人机基于上述反馈信号确定每个上述目标检波仪的实际位置；
73.基于所有目标检波仪的实际位置构建目标检测网络。
74.示例性的，在利用中继无人机构建目标检测网络的过程是通过中继无人机发送探测信号，目标检波仪在收到探测信号后会生成反馈信号，反馈信号包括目标检波仪的实际位置信息，其中，实际位置信息包括经纬度信息和海拔信息，中继无人机基于各个目标检波仪反馈的实际位置构建目标检测网络。
75.在一些示例中，上述方法还包括：
76.检测每个上述目标检波仪的接地信息；
77.将接地信息为未接地状态的目标检波仪确定为无效检波仪。
78.示例性的，在运输无人机投放目标检波仪后，可以通过中继无人机与目标无人机建立通讯连接，来获取目标检波仪的接地信息，目标检波仪设置有接地检测装置，在与地面接触良好的状态下，反馈接地良好信息，如果目标检波仪没有接地，或接地性较差的情况下，反馈未接地信息。将未接地信息对应的目标检波仪确定为无效检波仪，不将其测量的结果用于确定地质信息。
79.综上，本实施例提出的地质信息测量方法，检测目标检波仪的接地信息，并将未良好接地的目标检测仪收取到信号去除，避免无效地震检测波对地质信息测量结果造成影响。
80.在一些示例中，上述方法还包括：
81.基于上述目标检测网络确定上述目标激发点。
82.示例性的，在构建目标检测网络后，根据目标检波仪之间的实际距离，和单位距离内的目标检波仪的数量，以及气爆震源的威力，确定合理的目标激发点。
83.在一些示例中，上述基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置以获取上述目标检测区域的地质信息，包括：
84.基于上述中继无人机将上述地震检测波发往目标检测装置；
85.上述目标检测装置利用反射波处理软件对地震检测波进行反演，获得上述目标检测区域的地震波剖面，并结合已有地质资料进行地质解译以获取上述目标检测区域的地质信息。
86.示例性的，中继无人机将目标检波仪收集到的地震检测波发往目标检测装置，目标检测装置根据不同目标检波仪收集到的地震检测波进行推算反演，并结合地震勘探得到的地质资料进行地质解译从而获取目标检测区域的地质信息，用于隧道挖掘的指导资料。
87.在一些示例中，上述方法还包括：根据遥感影像、地形植被和区域地质资料及前期
地勘资料，确定上述目标检测区域。
88.示例性的，根据遥感影像、地形植被和区域地质资料及前期地勘资料，可以很好地估计当前区域的初步地质特点，能够初步判断该区域是否可能会发生地质灾害，初步判断地质的稳固性。如果经过前期的分析，此部分的地质较稳定，则不对其进行检测。如果发生地质灾害的危险程度较高，则将此区域作为目标检测区域，采用上述实施例介绍的方法对其进行地质信息测量。
89.遥感地质信息是指利用遥感仪器，在不直接接触地质体的情况下，从卫星或飞机上远距离探测地质体所得到的各种与成矿有关的地质信息，它主要包括反映地质体空间形态和分布特征的信息，反映地质体在电磁波不同波段上的光谱特征信息和地质体对电磁波的反射或辐射能力随时间变化的信息等。植被的生长情况也能侧方面表征地质特点，不同的植被对于不同的岩土条件的适应性不同。
90.综上，本技术实施例提供的地质信息检测方法，通过遥感影像、地形植被和区域地质资料及前期地勘资料，初步确定目标检测区域，可以减少目标检测区域的面积，节省探测成本。
91.在一些示例中，上述目标检波仪包括节点式全角单分量检测仪。
92.示例性的，每个节点式全角单分量检测仪自身都配备有一个gps，多个节点式全角单分量检测仪能够连续采集地震数据，并融入更加精确的时间、位置信息，有利于后期的数据分离，并且采用了无线通讯技术可以与中继无人机建立良好的连接。
93.在一些示例中，目标探测区域的物探测线设计长度为2km，该长度是坡面距离，不是水平距离，目标检波仪间距50m，一共设置有40个；气爆震源间距350m，至少6个震源激励点。探测深度可以达到1000m，空间分辨率在50m左右。
94.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。