曹衛(wèi)平， 黃旭日， 姚海， 胡葉正， 徐云貴， 唐靜

1 西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 成都 6105002 油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 成都 610500

0 引言

分布式光纖聲波傳感系統(tǒng)(Distributed Acoustic Sensing，簡(jiǎn)稱DAS)是近年發(fā)展出并在迅速發(fā)展中的高密度、低成本的地震觀測(cè)技術(shù).該系統(tǒng)通過(guò)提取光纖內(nèi)不同時(shí)刻的背向瑞雷散射光信號(hào)之間的相位差，計(jì)算光纖各位置沿軸向的形變，從而實(shí)現(xiàn)光纖上各個(gè)位置的震動(dòng)波場(chǎng)觀測(cè).由于DAS系統(tǒng)光纖展布靈活，觀測(cè)采樣密集，同時(shí)成本較低，而且耐受惡劣環(huán)境，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸便利，因此在諸如地下構(gòu)造的面波成像(Dou et al., 2017; Zeng et al., 2017; Parker et al., 2017; Ajo-Franklin et al., 2019；張麗娜等，2019)、微地震(Walter et al., 2020)、VSP及地面反射地震(Mateeva et al., 2014; Zhan et al., 2015; Bakulin et al., 2020)、油井生產(chǎn)監(jiān)測(cè)(Naldrett et al., 2018)等眾多領(lǐng)域迅速展開(kāi)應(yīng)用，顯示出巨大潛力.

DAS系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用是地下構(gòu)造的S波成像，即通過(guò)地表面波信號(hào)的觀測(cè)，分析地下橫波速度，實(shí)現(xiàn)地下介質(zhì)地質(zhì)特性的分析乃至監(jiān)測(cè).這類應(yīng)用通常分為主動(dòng)源觀測(cè)和被動(dòng)源觀測(cè)兩種方式.主動(dòng)源觀測(cè)是指記錄人工震源激發(fā)的地震波場(chǎng)(Xia et al., 1999; Zeng and Thurber, 2019；宋政宏等，2020； Song et al., 2021)，被動(dòng)源觀測(cè)則是記錄背景噪聲，然后利用地震干涉從背景噪聲記錄中提取波場(chǎng)傳播信號(hào)的方法(Campillo and Paul, 2003; Shapiro et al., 2005; Nakata et al.， 2011；Wang and Yao, 2020).由于被動(dòng)源觀測(cè)無(wú)需人工激發(fā)震源，而DAS系統(tǒng)非常適用較長(zhǎng)時(shí)間的地震觀測(cè)，因此近年來(lái)被動(dòng)源的DAS地震觀測(cè)研究迅速展開(kāi)(Dou et al., 2017; Zeng et al., 2017; Ajo-Franklin et al., 2019； Cao and Askari, 2019； Zhang et al., 2019；林融冰等，2020；王寶善等，2021).在被動(dòng)源記錄數(shù)據(jù)的地震數(shù)據(jù)處理中，記錄數(shù)據(jù)往往分割成幾十秒到一分鐘的數(shù)據(jù)段，各段數(shù)據(jù)經(jīng)干涉處理疊加形成最終的面波數(shù)據(jù).由于被動(dòng)源地震記錄中波場(chǎng)信息復(fù)雜、干擾強(qiáng)，往往通過(guò)幾個(gè)小時(shí)乃至更長(zhǎng)時(shí)間的記錄數(shù)據(jù)干涉疊加后才能得到高信噪比的面波數(shù)據(jù)(Dou et al., 2017; Zeng et al., 2017; Ajo-Franklin et al., 2019).從被動(dòng)源地震數(shù)據(jù)中提取面波這一過(guò)程通常由三種方法實(shí)現(xiàn)：互相關(guān)干涉法(crosscorrelation interferometry)(Claerbout, 1968; Schuster et al., 2004; Snieder, 2004；Wang et al., 2009; Wang et al., 2010)、反褶積干涉法(deconvolution interferometry)(Vasconcelos and Snieder, 2008)和互相干干涉法(crosscoherence interferometry)(Aki,1957).Nakata等(2011)對(duì)三種方法的效果進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析，楊微等(2013)也對(duì)這三種方法在主動(dòng)源地震數(shù)據(jù)中的效果進(jìn)行了比較.對(duì)DAS系統(tǒng)記錄的被動(dòng)源地震數(shù)據(jù)，這方面的分析比較還有待開(kāi)展.

交通噪聲記錄是指公路、鐵路上行駛的車輛與路面摩擦撞擊而激發(fā)的震動(dòng)信號(hào)，因此往往包含豐富的面波信息.當(dāng)車輛沿線直線形態(tài)的公路行駛時(shí)，記錄的公路噪聲可以看成沿直線移動(dòng)的震源激發(fā)的地震信號(hào)，這樣的數(shù)據(jù)與主動(dòng)源勘查中的地震記錄非常相似，可以從較短的記錄中提取出近地表傳播的面波信號(hào)(Dong et al., 2006; Halliday et al., 2007).本文利用2013年美國(guó)加利福尼亞州Garner Valley DAS地震觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中部分緊鄰公路布置的光纖記錄的交通噪聲數(shù)據(jù)(University of Wisconsin， 2015)，分析DAS記錄的交通噪聲數(shù)據(jù)特征，并利用互相關(guān)干涉、反褶積干涉和互相干干涉三種處理方法提取面波信息，分析比較這三種方法的效果，并與該實(shí)驗(yàn)中采集的主動(dòng)源DAS記錄進(jìn)行對(duì)比.

1 數(shù)據(jù)介紹和特征分析

本文分析的DAS記錄的交通噪聲數(shù)據(jù)于2013年9月由美國(guó)威斯康辛大學(xué)和Silixa公司在美國(guó)加利福尼亞州Garner Valley的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)中采集.DAS觀測(cè)系統(tǒng)展布見(jiàn)圖1，實(shí)驗(yàn)中有762 m的光纖埋置于15～46 cm的溝渠中并經(jīng)回填(Zeng et al., 2017).光纖聲波傳感信號(hào)的道間距為1 m，時(shí)間采樣率為1 ms.DAS光纖第500道至639道緊鄰加利福尼亞州74號(hào)高速公路，沿公路方向基本呈直線布置，如圖1中粗黑線所示.本文選取這一部分光纖記錄的公路噪聲數(shù)據(jù)分析其特征，并進(jìn)行干涉處理分析.

圖1 分布式光纖傳感觀測(cè)系統(tǒng)展布及公路位置Fig.1 DAS survey layout and location of the highway

圖2展示了第500道至639這段緊鄰公路段直線部分光纖記錄的30 s的公路噪聲數(shù)據(jù).如圖中所示，數(shù)據(jù)能量在0～5 s內(nèi)隨記錄時(shí)間增強(qiáng)，在5～15 s時(shí)段虛線框內(nèi)圖可見(jiàn)一個(gè)強(qiáng)能量同相軸，顯示能量由639道位置向500道位置傳播，15 s后記錄能量逐漸減弱.

圖2 緊鄰公路段直線部分光纖記錄的30 s公路噪聲數(shù)據(jù)圖中虛線框標(biāo)出記錄上強(qiáng)能量同相軸.Fig.2 A 30 s long DAS traffic noise data section recorded with the DAS fiber close to the highway

圖3對(duì)這30 s記錄數(shù)據(jù)中0～6 s、7～13 s、13～19 s三個(gè)時(shí)間段的記錄進(jìn)行放大顯示，展示其中的細(xì)節(jié).圖3a中展示的0～6 s的記錄基本上由斜率相同的單方向線性同相軸組成，由同相軸傾斜方向可知震動(dòng)波場(chǎng)由639道往500道傳播，根據(jù)斜率估算出傳播速度約189 m·s-1，同相軸振幅隨時(shí)間不斷增強(qiáng).由這些特征可以分析出這些同相軸反映的是由639道往500道傳播的面波，震源基本位于接收陣列的直線上，正在不斷靠近639道位置，但并未越過(guò)639道.這一現(xiàn)象是由車輛沿圖1中所示公路路段1內(nèi)駛向639道光纖位置這一過(guò)程產(chǎn)生.圖3b中7～13 s的記錄基本由兩組傾向相反的線性同相軸組成，說(shuō)明目標(biāo)段光纖記錄到震動(dòng)波場(chǎng)向相反的兩個(gè)方向傳播，相反傾向的同相軸交會(huì)位置對(duì)應(yīng)著震源位置.這一現(xiàn)象反映的是震源位于目標(biāo)段光纖位置中部，即車輛已經(jīng)行駛圖1中所示公路路段2之內(nèi).由圖3b中同相軸交會(huì)位置變化情況可以看出車輛由639道向500道行駛，行駛速度約21 m·s-1，這一速度與圖2中虛線框內(nèi)強(qiáng)能量同相軸斜率一致.圖3c中13～19 s的記錄基本上也是由一組相同傾向和斜率的線性同相軸組成，斜率與圖3a中同相軸相同，但方向相反，能量逐漸減弱，反映了車輛位于圖1中公路路段3內(nèi)，并且在駛離目標(biāo)段光纖.

圖1的30 s公路噪聲記錄反映了車輛由圖1所示的西北方向駛向、駛?cè)?、最后駛離目標(biāo)段光纖臨近的公路這一過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)信號(hào).對(duì)圖1中的記錄直接進(jìn)行FFT分析其頻譜，圖4中結(jié)果顯示數(shù)據(jù)信號(hào)主要集中在8～13 Hz.

2 數(shù)據(jù)干涉處理分析

公路噪聲的主要成分是移動(dòng)車輛激發(fā)的面波信號(hào).如果所有車輛震源均位于接受陣列的某一端，且震源位于接收陣列的直線上，這時(shí)接收陣列記錄的震動(dòng)數(shù)據(jù)與主動(dòng)源面波勘查中記錄的面波信號(hào)非常相似，進(jìn)行干涉處理可以獲取高信噪比的虛震源面波記錄(Dong et al., 2006)，而無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間記錄數(shù)據(jù)的干涉處理疊加.因此本文選取圖1中所示緊鄰公路沿公路方向布設(shè)的這段光纖，當(dāng)車輛位于圖中公路路段1范圍內(nèi)行駛時(shí)，可近似認(rèn)為震源均位于接收陣列一端并位于接收陣列的直線上.截取圖3a所示目標(biāo)段光纖0～6 s的公路噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉處理，具體的面波干涉處理及分析流程見(jiàn)圖5.

圖3 圖2中30 s公路噪聲記錄0～6 s、7～13 s、13～19 s這三段數(shù)據(jù)的放大顯示Fig.3 Zoom view of the recording for time 0～6 s、7～13 s、13～19 s in the 30 s traffic noise recording in Fig.2

圖4 公路噪聲數(shù)據(jù)的頻譜Fig.4 Frequency spectrum of the traffic noise record

圖5 光纖聲波傳感記錄的公路噪聲處理分析流程Fig.5 Process workflow for the DAS traffic noise data

利用地震干涉法從公路噪聲中提取面波虛炮集通常由三種方法實(shí)現(xiàn)：互相關(guān)干涉法(crosscorrelation interferometry)、反褶積干涉法(deconvolution interferometry)、

和互相干干涉法.互相關(guān)干涉法通過(guò)兩道噪聲數(shù)據(jù)之間的互相關(guān)來(lái)提取這兩個(gè)檢波器之間面波的傳播效應(yīng)，這一過(guò)程可以表示為

CAB(ω)=u(rA,s,ω)u*(rB,s,ω)

（4）是提高杭州市綜合交通運(yùn)輸體系服務(wù)水平的需要。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，杭州市交通基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善，對(duì)外復(fù)合型通道初步形成，樞紐地位顯著提高。在杭州市綜合交通運(yùn)輸體系中，水、公、鐵等交通運(yùn)輸方式發(fā)展水平差異較大，水運(yùn)相對(duì)于公路和鐵路發(fā)展較落后，航道通航等級(jí)普遍較低、碼頭泊位規(guī)模普遍偏小，水路運(yùn)輸?shù)谋容^優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分發(fā)揮。要切實(shí)發(fā)揮杭州市水運(yùn)特別是杭州港銜接多種運(yùn)輸方式的綜合樞紐作用，充分發(fā)揮水陸交通運(yùn)輸?shù)谋容^優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)杭州市綜合交通運(yùn)輸體系的進(jìn)一步完善需要通過(guò)開(kāi)展杭州港總體規(guī)劃的編制，加快杭州港發(fā)展步伐。

(1)

式中u(rA,s,ω)=W(s,ω)G(rA,s,ω)表示由s處震源激發(fā)rA處接收的面波信號(hào)，表示成子波W(s,ω)和格林函數(shù)G(rA,s,ω)在頻率域的乘積.由公式(1)可見(jiàn)互相關(guān)干涉結(jié)果中包含震源子波的能量譜.

反褶積干涉法則通過(guò)兩道噪聲數(shù)據(jù)之間的反褶積來(lái)計(jì)算兩個(gè)檢波器之間面波的傳播效應(yīng)，該過(guò)程表示為

(2)

這一過(guò)程通過(guò)反褶積消除了震源子波W(s,ω)的影響.

互相干干涉法源于Aki(1957)提出通過(guò)空間的自相關(guān)方法，因此也被稱為空間相干方法，這一過(guò)程表述為

(3)

從這一表述可見(jiàn)互相干干涉結(jié)果計(jì)算了面波波至的相位信息，并對(duì)各個(gè)頻率的振幅信息進(jìn)行了歸一化處理.

基于三種干涉處理方法的理論表達(dá)可見(jiàn)：互相關(guān)干涉法直接將地震數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，引入了子波振幅的平方項(xiàng)，加強(qiáng)高振幅的頻率成分并消弱低振幅的頻率成分，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的有效頻帶變窄；反褶積干涉法和互相干干涉法則通過(guò)頻率域振幅的除法預(yù)算消除了震源子波的影響，并將各個(gè)頻率的振幅信息進(jìn)行了歸一化處理了，拓寬了計(jì)算結(jié)果的有效頻帶.但同時(shí)頻率域的除法運(yùn)算也容易放大噪聲.譜白化處理在頻率進(jìn)行域振幅歸一化處理，也能夠有效地拓寬頻帶(Bensen et al.，2007).

將上述三種干涉方法應(yīng)用于圖3a中的公路噪聲數(shù)據(jù).選取第639道公路噪聲記錄作為參考道，將其與目標(biāo)段光纖各道記錄進(jìn)行干涉計(jì)算生成虛炮集，并與該位置上錘擊激發(fā)、目標(biāo)段DAS光纖接收的主動(dòng)源地震數(shù)據(jù)對(duì)比，虛震源位置以及錘擊位置見(jiàn)圖1.圖6顯示了公路噪聲數(shù)據(jù)干涉計(jì)算結(jié)果和主動(dòng)源地震記錄.從該圖可以看出，三種干涉方法均提取出較強(qiáng)的面波信號(hào)，與主動(dòng)源數(shù)據(jù)中的面波信號(hào)特征高度相似，而互相關(guān)干涉法和互相干干涉法結(jié)果中的面波信號(hào)主峰更窄，顯示出更好的旁瓣壓制效果.圖7中的頻譜分析顯示出反褶積干涉法和互相干干涉法具有更寬的頻帶，但比主動(dòng)源炮集的頻帶略窄，詳見(jiàn)圖9的頻散分析結(jié)果.

圖6 圖2中的公路噪聲數(shù)據(jù)經(jīng)(a)互相關(guān)干涉法、(b)反褶積干涉法、(c)互相干干涉法計(jì)算出的虛震源面波炮集, (d)錘擊震源激發(fā)的地震炮集錘擊震源炮集與干涉計(jì)算結(jié)果的震源和檢波器位置相同.(a)中紅線限定區(qū)域?yàn)樾旁氡扔?jì)算中的信號(hào)范圍，其余區(qū)域認(rèn)作噪聲范圍.(b)、(c)、(d)三個(gè)炮集的信噪比分析也是利用這樣的時(shí)窗進(jìn)行計(jì)算.Fig.6 Virtual surface wave shot gathers computed with (a) cross-correlation interferometry, (b) deconvolution interferometry and (c) cross-coherence interferometry and (d) active shot record generated by hammer hitting. Source-receiver locations of the active and virtual shot gathers are identical

圖7 互相關(guān)干涉法、反褶積干涉法、互相干干涉法計(jì)算出的虛震源面波炮集的頻譜Fig.7 Frequency spectrums of the virtual shot gathers computed with crosscorrelation interferometry, deconvolution interferometry and crosscoherence interferometry

為了進(jìn)一步測(cè)試這三種干涉方法在Garner Valley公路噪聲數(shù)據(jù)中的效果，本文利用這三種方法在5個(gè)不同虛震源位置計(jì)算面波虛炮集，比較虛炮集的信噪比.虛炮集的虛震源位置見(jiàn)圖1，間距10 m.圖8展示了這5個(gè)虛震源點(diǎn)計(jì)算的虛炮集的信噪比，圖中的對(duì)比表明這三種方法均能獲得較高的信噪比，其中互相關(guān)干涉法和互相干干涉法的結(jié)果具有更高的信噪比.

圖8 三種干涉計(jì)算方法在5個(gè)不同的虛震源點(diǎn)計(jì)算的虛炮集的信噪比對(duì)比Fig.8 Signal-to-noise ratio (SNR) computed from 5 virtual gathers with different virtual source locations for the three interferometry algorithms

3 面波頻散反演

面波數(shù)據(jù)可以用于分析地下介質(zhì)的橫波速度分布，這一過(guò)程通常包括頻散曲線提取和頻散曲線反演兩部分(Xia et al., 1999).本文利用Tau-p變換對(duì)面波數(shù)據(jù)進(jìn)行平面波分解，計(jì)算頻率速度譜反映不同頻率成分面波的相速度,從而提取面波頻散曲線.該過(guò)程表示為

(4)

式中d(t,x)為時(shí)空域數(shù)據(jù)，τ、p分別為傾斜疊加的截距和斜率.將變換得到的Tau-p譜變換到頻率域并進(jìn)行插值，就可以得到用于頻散分析的頻率速度譜.

圖9給出了圖6中三個(gè)虛震源炮集和主動(dòng)源炮集的頻率速度譜.三種方法所提取的虛震源面波數(shù)據(jù)的頻率速度譜均顯示出與主動(dòng)源炮集非常相似的頻散特征，其中反褶積干涉法和互相干干涉法結(jié)果的頻帶更寬，顯示出了這兩種方法提取的更豐富的頻散信息，有助于獲取更為準(zhǔn)確的地下橫波速度分布.

圖9 圖6中(a)互相關(guān)干涉法、(b)反褶積干涉法、(c)互相干干涉法計(jì)算出的虛震源面波炮集和(d)錘擊震源炮集的頻率速度譜.圖中黑色點(diǎn)線為各個(gè)頻率速度譜上拾取的基階面波頻散曲線Fig.9 Frequency-phase velocity spectrums of the virtual shot gathers computed by (a) crosscorrelation interferometry, (b) deconvolution interferometry，(c) crosscoherence interferometry and (d) active shot record shown in Fig.6. The black dotted lines are the dispersion curves picked from these spectrums for the fundamental mode surface wave

圖10展示了圖6中四個(gè)面波炮集的頻散曲線和反演的橫波速度分布.圖中可見(jiàn)虛震源炮集的頻散曲線與錘擊震源炮集的頻散曲線相似度高，橫波速度反演結(jié)果也具有較高的一致性.

圖10 三種干涉方法計(jì)算出的虛震源面波炮集和錘擊震源炮集的(a)頻散曲線和(b)反演的橫波速度分布速度譜Fig.10 (a) Dispersion curves of the active source shot gather and the virtual shot gather computed with crosscoherence interferometry algorithm and (b) the inverted shear wave velocity profiles

Stokoe等(2004)在Garner Valley試驗(yàn)場(chǎng)也進(jìn)行了面波實(shí)驗(yàn)分析，Zeng等(2017)也給出了Garner Valley DAS噪聲成像結(jié)果.因此本文將DAS公路噪聲面波分析結(jié)果與上述文獻(xiàn)中的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比.圖11a為本文中互相干干涉結(jié)果的頻散曲線與Zeng等(2017)中噪聲干涉所得面波頻散曲線以及Stokoe等(2004)中基于模型的理論曲線對(duì)比，圖11b為本文互相干干涉結(jié)果的橫波速度反演結(jié)果與Stokoe等(2004)中主動(dòng)源面波的橫波速度反演結(jié)果對(duì)比.由該圖可以看出，本文中公路噪聲干涉結(jié)果與上述文獻(xiàn)中的結(jié)果均具有較高吻合度.

圖11 (a) 本文交通噪聲互相干干涉結(jié)果的頻散曲線與Zeng等(2017)中噪聲干涉所得面波頻散曲線以及Stokoe等(2004)中基于模型的的理論曲線對(duì)比； (b) 本文交通噪聲互相干干涉結(jié)果的橫波速度反演結(jié)果與Stokoe等(2004)中主動(dòng)源面波的橫波速度反演結(jié)果對(duì)比Fig.11 (a) Dispersion curves of the crosscoherence interferometry result compared with those in Zeng et al (2017) and Stokoe et al (2004)； (b) Inverted shear wave velocity profile for the crosscoherence interferometry result compared with the result in Stokoe et al (2004)

4 結(jié)果與討論

本文將Garner Valley觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中的公路噪聲DAS記錄進(jìn)行干涉計(jì)算得到面波虛炮集，并同錘擊震源的DAS記錄進(jìn)行比較.圖6中所示的干涉計(jì)算結(jié)果顯示出與錘擊震源炮集相似的面波信號(hào)；比較圖9所示的速度頻率譜和圖10所示的頻散曲線和橫波速度反演結(jié)果，可見(jiàn)反褶積干涉和互相干干涉計(jì)算結(jié)果與錘擊震源記錄頻散特征相近，反演的橫波速度分布一致性高.錘擊震源炮集信號(hào)頻帶略寬，但定量的信噪比分析表明互相干干涉計(jì)算結(jié)果的信噪比較錘擊震源炮集更高.綜合上述比較分析，利用6 s的車輛噪聲DAS記錄進(jìn)行干涉處理，可以獲取與該實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)源數(shù)據(jù)質(zhì)量相近的面波信號(hào).主動(dòng)源數(shù)據(jù)中震源位于測(cè)線所在的直線上，但公路噪聲記錄中的震源在公路上，與測(cè)線有一定角度，且不同道與測(cè)線夾角不同，這一因素會(huì)影響干涉結(jié)果準(zhǔn)確度.但如果測(cè)線離公路距離遠(yuǎn)小于測(cè)線長(zhǎng)度，同時(shí)從噪聲數(shù)據(jù)中選取遠(yuǎn)場(chǎng)面波，這一不利影響會(huì)大大降低.

本文還對(duì)三種干涉方法在該公路噪聲數(shù)據(jù)上的效果進(jìn)行了分析比較.由圖8所示的信噪比分析以及圖7、圖9、圖10a中展示的數(shù)據(jù)有效帶寬，可見(jiàn)互相關(guān)干涉法的結(jié)果穩(wěn)定，信噪比高，但有效頻帶窄，這反映了互相關(guān)運(yùn)算的固有特點(diǎn)；反褶積干涉法的結(jié)果有效頻帶寬，但信噪比相對(duì)低，因?yàn)榉瘩薹e運(yùn)算受噪聲影響明顯.上述這些特征與楊微等(2013)中基于主動(dòng)源地震數(shù)據(jù)的分析一致.互相干干涉法由于振幅歸一化操作，其計(jì)算結(jié)果也具有較寬的有效頻帶，但同時(shí)其信噪比明顯高于反褶積干涉法的結(jié)果.Nakata等(2011)中的理論分析也表明，在隨機(jī)噪聲情況下互相干干涉法計(jì)算結(jié)果的信噪比高于互相關(guān)法.綜合比較三種方法計(jì)算結(jié)果的有效帶寬和信噪比，互相干干涉法在本數(shù)據(jù)上效果最佳.

5 結(jié)論

(1)本文對(duì)Garner Valley DAS觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中記錄的公路噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中得出記錄時(shí)段內(nèi)公路上車輛的位置、行駛方向和速度.

(2)基于該實(shí)驗(yàn)中DAS公路噪聲記錄的特點(diǎn)，針對(duì)性的選取數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉處理，可以從記錄長(zhǎng)度為6秒鐘的車輛噪聲中提取出與主動(dòng)源面波數(shù)據(jù)信號(hào)質(zhì)量相近的面波數(shù)據(jù)，頻散曲線與反演的橫波速度均與主動(dòng)源面波數(shù)據(jù)結(jié)果較為一致.

(3)本文比較了互相關(guān)干涉法、反褶積干涉法和互相干干涉法三種方法在該實(shí)驗(yàn)中的DAS公路噪聲記錄處理中的效果，結(jié)果顯示互相干干涉法和互相關(guān)干涉法的結(jié)果具有更高的信噪比，互相干干涉法與反褶積干涉法結(jié)果則具有更優(yōu)的有效頻帶寬度.綜合比較三種干涉方法，互相干干涉法在本數(shù)據(jù)上效果最佳.

致謝感謝三位審稿專家的建設(shè)性意見(jiàn)以及美國(guó)威斯康辛大學(xué)提供Garner Valley實(shí)驗(yàn)DAS觀測(cè)數(shù)據(jù).