第三章 模擬試驗
3.2 地下異常物反射信號模擬
與模擬震源震盪器波源相同，本研究使用一個正弦基準脈波函數 波來模擬雷達電磁波波源信號，如公式 3.1。模擬出來的雷達波源信 號，如圖 3.14 所示。
圖 3. 14 模擬之震盪震源信號（使用的參數為a = 2.5 × 108、 f = 2 × 108Hz）。（a）時域波形圖，（b）頻譜圖。
將此模擬的雷達電磁波波源信號以零支距（zero offset）的共支 距炸射法幾何與圖 3.13 所示的地下異常物模型的脈衝響應做摺積積 分運算後，再加入一個直達波信號來產生地下構造剖面，如圖 3.15。
為了更接近真實的野外信號並測試適應性濾波器對於隨機雜信 的濾波效果，在模型中加入信噪比為 10（S/N=10）的隨機雜信，如
（a）
（b）
接著進行濾波效果測試。同樣的，將每一條跡線的頻譜用濾波視
產生相位的問題。
為繼續提升二維視窗適應性濾波器的濾波效果，本研究將二維中 值濾波器的濾波視窗長度調整5 × 9的矩形濾波視窗成為最佳視窗二 維中值濾波器，其濾波處理結果如圖 3.21；將二維適應性維那濾波器 的濾波視窗長度調整5 × 10的矩形濾波視窗成為最佳視窗二維適應 性維那濾波器，其濾波處理結果如圖 3.22。觀察濾波結果與原模擬信 號的誤差比例，如圖 3.23 所示，兩者的誤差均成功壓抑至百分之二 十左右（最佳視窗二維中值濾波器處理結果的誤差比為20.41%，比 5 × 5方形視窗的誤差比再降低了5.41%；最佳視窗二維適應性維那濾 波器處理結果的誤差比為22.17%，比5 × 5方形視窗的誤差比再降低 了5.5%），反射信號清楚可見，大幅提高了數據的可讀性。
選取單一跡線（第 250 條）來觀察濾波效果，如圖 3.24 所示，
可發現帶通濾波器仍留下許多與主頻率近似的雜波，而視窗適應性濾 波對於這些近似頻率的雜波壓抑效果較好，但是在深層微弱的反射信 號仍因信噪比太低無法還原出來。
圖 3. 15 模擬的地下異常物反射剖面。
圖 3. 16 模擬的雜信環境地下異常物反射剖面（隨機雜信的信噪比為 10）。
水平距離（公尺）
水平距離（公尺）
時間（ns）時間（ns）
圖 3. 17 雜信環境地下異常物反射剖面使用 FIR 帶通濾波器濾波並經 相位修正後的結果（濾波頻帶0.84 × 108Hz 至2.84 × 108Hz）。
水平距離（公尺）
水平距離（公尺）
時間（ns）時間（ns）
圖 3. 19 雜信環境地下異常物反射剖面使用二維適應性維納濾波器的 濾波結果（濾波視窗5 × 5）。
圖 3. 20 雜信環境地下異常物反射剖面與使用 FIR 帶通濾波器、二維 中值濾波器（濾波視窗5 × 5）以及二維適應性維那濾波器（濾 波視窗5 × 5）濾波處理結果與原模擬信號的誤差比例。
水平距離（公尺）
時間（ns） 誤差比例
圖 3. 21 雜信環境地下異常物反射剖面使用最佳視窗二維中值濾波器 的濾波結果（濾波視窗5 × 9）。
水平距離（公尺）
水平距離（公尺）
時間（ns）時間（ns）
圖 3. 23 雜信環境地下異常物反射剖面與使用 FIR 帶通濾波器、最佳 視窗二維中值濾波器（濾波視窗5 × 10）以及最佳視窗二維 適應性維那濾波器（濾波視窗5 × 10）濾波處理結果與原模 擬信號的誤差比例。
誤差比例
圖 3. 24 地下異常物反射模型的第 250 條跡線濾波結果。（a）反射震 測模型，（b）雜信環境反射震測模型，（c）FIR 帶通濾波器 處理結果，（d）最佳視窗二維中值濾波器處理結果，（e）最 佳視窗二維適應性維那濾波器處理結果。
振幅（相對尺度）
（a）
（b）
（c）
（d）
（e）
時間（ns）
第四章 野外反射數據分析與討論
此種摺皺構造稱為斷層展延摺皺（fault-propagation fold），也就是說 斷層前端已經穿透到地表，斷層滑動時形成拖曳摺皺（drag fold），也