地球物理层析成像野外观测技术
出处：按学科分类—天文学、地球科学 地质出版社《地质灾害勘查地球物理技术手册》第183页（3438字）
野外作业开始之前，应对测区的地质情况、地震地质条件，及已做过的物探工作成果进行综合分析，依据测区地质资料以及调查地质灾害的几何尺度，设计合理的观测系统。
13．2．1 地震波及声波层析成像
13．2．1．1 声波测试
声波层析成像采用同步法和斜同步法同时观测，记录发射点、接收点坐标及走时数据。
13．2．1．2 设计合理的观测系统
观测系统设计是层析成像取得良好地质效果的重要因素之一，观测系统的设计应考虑以下几点：
(1)成像区域的井深与井间距之比尽可能小于1，比值越大，陡倾角射线数越多，成像地质效果越好；
(2)被探测的不良地质体的几何尺度及埋藏深度；
(3)射线尽可能覆盖整个成像区域且均匀分布，尽量使每个成像单元网格内有一条射线通过；
(4)炮点距及检波点距尽可能分布在多个方位上(如VSP观测系统)。
井中地震层析成像的施工一般是先将震源放到井底，检波器串放在另一口井底部，激发、记录后逐渐提升，完成一个共炮点道集后再继续进行下一个共炮点道集的接收。
13．2．1．3 测试准备
地震层析成像施工前一般在现场进行以下试验：
(1)仪器测试和检波器的一致性校正；
(2)震源试验，确定最佳的震源能量、频带宽度、震源信号的形状和可重复性等；
(3)环境噪声的测试，尽量避开噪声源；
(4)检波器耦合试验，找出改善耦合的办法，如在底部加粘合剂，加大井中泥浆的稠度等；
(5)井下震源和检波器深度误差的测试。
13．2．1．4 观测质量
(1)现场测试时，对激发、接收点应准确定位，并保证每张记录的信噪比高、地震波初至清晰，对不合格记录应删除或重测，同时，由于测试数据量大，应及时准确填写原始记录的激发、接收关系；
(2)为保证观测走时精度，应采用高精度的地震仪，因为走时精度是层析成像取得良好地质效果的重要因素。
13．2．2 电磁波层析成像
13．2．2．1 观测系统
(1)根据所探测的灾害地质体的最小尺度剖分研究区域，尽可能采用较小接收点(或发射点)的间距，使射线覆盖均匀且确保网格单元内至少有一条射线通过；
(2)尽可能加大井深／井距比，且使激发、接收装置分布于多个方位，如补加钻孔至地表的观测数据(VSP观测系统)；
(3)实际观测中，要考虑介质的吸收作用和仪器的有限发射功率对透射距离的限制，以及工作频率，发射－接收天线的物理长度，辐射因子的张角限制，接收器的灵敏度等。
13．2．2．2 数据采集
观测工作要用水平同步法测量，并根据两钻孔孔口标高作高差校正，使收发天线记录点为同水平高度。水平同步观测，可以初步普查是否存在异常，也是一次判断频率选择是否合适的实验。如发现异常，则应在异常极值处(极大或极小)作“定发”、“定收”观测，判断目标体靠近发射孔还是接收孔，再根据实际情况布置不同目的的观测。在最初的水平同步观测之后，若信号强度偏小，应降低频率进行观测；反之，可提高频率。
13．2．2．3 观测注意事项
(1)进行钻孔内的观测时，探管的下放和提升速度不能过快、过猛，尽量避免急刹车，以减少孔内事故；
(2)当仪器处于工作状态时，尽量避免两探管在地面上靠近，以免烧毁仪器；
(3)仪器放入钻孔后，要经过一段时间预热，待接收机读数稳定后方能工作；
(4)要注意仪器的绝缘，仪器进水易造成短路，使观测值大幅度降低，此时应及时将仪器提出钻孔，视其损坏情况作相应处理；
(5)对同一剖面的观测应连续进行，这样可避免仪器在不同环境下工作所带来的误差；
(6)原始记录是资料处理和解释推断的基础，为保证数据传输的准确性，每次测量前必须将仪器面板上设置的参数做记录。
13．2．2．4 观测质量
钻孔电磁波法的测量误差主要来自于仪器的稳定性能和深度误差。这些误差可通过两次重复观测反映出来。计算两次测量均方误差的公式为：
式中：δi为两次读数之差，以分贝表示；n为观测点数。两次测量误差不应大于10分贝，一般在5分贝左右才能保证观测质量。
观测资料可靠程度的评定，应根据重复观测的数据来判断，重复的检查测量要达到10%，例如一对钻孔的基本观测平均为10次，则重复观测一次，根据(13．4)式计算均方误差，如达到标准，即认为观测质量可靠。
13．2．3 电阻率层析成像
井间电阻率层析成像是在一钻孔中布置电源电极，在另一钻孔中进行电位或电位梯度观测，将观测电位值转换成视电阻率值，用以进行反演成像计算，最终得到成像区内电阻率分布图像。
【参考文献】：
冯锐，陈家庚等．1992．电磁波井间层析技术在城建工程中的应用．地球物理学报，35V
何正勤，吴庆举等．2001．反向VSP透射层析成像法在岩墙松动层检测中的应用．物探与化探
孙党生，李洪涛等．2000．井间地震波CT技术在水库渗漏勘查中的应用．勘查科学技术
王文龙．1999．孔中电磁波透视在煤窑采空区勘探中的应用实例．物探与化探
杨文采．1989．地球物理反演和地震层析成像．北京：地质出版社
杨文采．1993．地震层析成像在工程勘测中的应用．物探与化探
赵明阶，朱介寿．1995．一种精确射线层析成像方法及其应用．物探与化探
周兵，朱介寿等．1993．一种新的地震射线层析成像计算方法．石油物探
朱介寿，严忠琼等．1994．井间地球物理层析成像软件系统研究．物探化探计算技术
朱介寿，严忠琼等．1998．勘探地球物理层析成像软件系统及其应用．物探与化探