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研究生： 賴以平
Yi-Ping Lai
論文名稱： 透地雷達數據之S轉換時頻譜解析與應用
Time-frequency analysis and application of GPR data using S-transform
指導教授： 鄭懌
Jeng, Yih
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 地球科學系
Department of Earth Sciences
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 86
中文關鍵詞： S轉換 、傅立葉轉換 、連續小波轉換 、時頻分析 、透地雷達
英文關鍵詞： S-transform, Fourier Transform, Continuous wavelet transform, Time-frequency analysis, Ground-penetrating radar
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：139  下載：13 
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    • S轉換為一結合了短時傅氏轉換(STFT)與連續小波轉換(CWT)的頻譜分析方法，其利用傅立葉轉換為基礎，使用高斯視窗(Gaussian window)為基底函數來回移動，進行多尺度分析，在時間域及頻率域中能表現信號局部特性。相較於其他同為傅氏轉換為基礎之時頻譜分析，S轉換有較佳之解析能力。同時S轉換具可逆性，可將時間振幅信號經S轉換後，再逆轉回原始時間振幅之信號，且在逆轉換過程中，信號無損耗。此為S轉換分析相較於其他頻譜分析方法之優勢。
    本研究將野外透地雷達數據做S轉換後，切除(mute)頻譜邊界的能量及其他異常信號，再利用S轉換具可逆性的優點，重組測線剖面圖。與原始剖面圖相較，在解析度上有明顯的進步，可應用於濾波器的設計及相關資料處理上。

    第一章 緒論………………………………………1 1.1前言……………………………………………1 1.2 研究動機……………………………………1 1.3 研究方法……………………………………2 1.4 相關研究……………………………………3 1.4.1 S轉換分析之相關研究…………………3 1.4.2 透地雷達之相關研究……………………4 第二章 相關理論介紹……………………………6 2.1 透地雷達簡介………………………………6 2.2 電磁理論……………………………………9 2.2.1 電磁波特性………………………………9 2.2.2 地層電性參數………………………… 13 2.3 S轉換理論（Stockwell,1999）………17 2.3.1 S 轉換簡述…………………………… 17 2.3.2 從短視窗傅立葉轉換導出S轉換………17 2.3.3 由小波轉換導出S轉換…………………19 第三章 測勘儀器及資料處理流程…………… 21 3.1測勘儀器及野外測勘程序………………… 21 3.1.1 測勘儀器簡介………………………… 21 3.1.2 野外測勘程序………………………… 23 3.1.3 參數設定……………………………… 24 3.2資料處理流程………………………………26 3.2.1 RADAN 資料處理過程…………………27 3.2.2 RTOAW資料處理過程……………………30 3.2.3 Matlab資料處理過程…………………31 第四章 信號分析與測試…………………………35 4.1 模擬信號分析………………………………35 4.1.1模擬信號(一)分析………………………35 4.1.2模擬信號(一)加上細節信號分析………38 4.1.3模擬信號(二)分析………………………40 4.1.4模擬信號(三)分析………………………42 4.2 S逆轉換信號測試…………………………46 4.3 野外信號測試………………………………49 第五章 野外測勘與資料處理結果………………52 5.1 花蓮瑞穗槽溝地質環境簡介………………52 5.2 野外參數設定………………………………55 5.2.1花蓮瑞穗槽溝採用濾波視窗參數表……56 5.3 槽溝一野外資料處理結果…………………63 5.3.1槽溝一東牆第一層………………………63 5.3.2槽溝一東牆第二層………………………64 5.3.3槽溝一東牆第三層………………………64 5.3.4槽溝一南牆第一層………………………64 5.3.5槽溝一北牆第一層………………………65 5.3.6槽溝一北牆第二層………………………65 5.3.7槽溝一南牆第三層………………………65 5.4 槽溝二野外資料處理結果……………… 73 5.4.1槽溝二東牆第一層………………………73 5.4.2槽溝二南牆第一層………………………73 5.4.3槽溝二南牆第二層………………………74 5.4.4槽溝二北牆第一層………………………74 5.4.5槽溝二北牆第二層………………………74 第六章 結論……………………………………80 參考文獻……………………………………… 82

    一、英文文獻
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    二、中文文獻
    才巨宏，顧漢明，鄒文，2005，S變換時頻技術在碳酸鹽岩孔洞儲層預測中的應用，地質科技情報第24卷第四期。

    林俊宏，2006，透地雷達數據之2D小波圖形化重構濾波，碩士論文，國立臺灣師範大學地球科學學系研究所。

    高靜懷，陸文超，李幼銘，田芳，2003，廣義S變換與薄互層地震響應分析，地球物理學報第46卷第四期，526-532。

    陸學華，賀振華，2005，改進的S變換及在地震信號處理中的應用，數據採集與處理第20卷第四期。

    鄒文，陸愛萍，賀振華，顧漢明，2006，基於S變換的地震相分析技術，石油物探第45卷第一期，48-51。

    劉喜武，年靜波，劉洪，2006，基於廣義S變換的地震波能量衰減分析，探勘地球物理進展第29卷第一期。

    劉喜武，年靜波，劉洪，2006，基於廣義S變換的吸收衰減補償方法，石油物探第45卷第一期，9-14。

    唐周宜，2005，透地雷達測勘之小波與希伯特轉換整合分析，碩士論文，國立臺灣師範大學地球科學學系研究所。

    張智星，2000，MATLAB程式設計與應用，清蔚科技。

    楊潔豪、陳兆年、王仲宇、林銘郎，1997，透地雷達探測技術與其在土木工程
    上之非破壞檢測應用，檢測技術，15，106-119。

    賴以平，陳志松， 羅健航，黎逸偉，余竑旻，鄭懌，2007，透地雷達數據之S轉換時頻譜解析，臺灣地球科學聯合學術研討會。

    賴以平，余宏旻，鄭懌，2008，透地雷達數據之S轉換時頻譜解析與運用，中華民國地質學會與中國地球物理學會97年年會暨學術研討會。

    羅健航，2007，極淺層震測資料之時頻譜分析，碩士論文，國立臺灣師範大學地球科學學系研究所。

    三、網站資源
    中央地質調查所_地質資料整合系統：取自: 2007/12/25
    http://datawarehouse.moeacgs.gov.tw/geo/index/index.html

    R.G. Stockwell:取自2007/12/28
    http://www.cora.nwra.com/~stockwel/

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