观测系统图示

根据激发点与接收点的相对位置，地震勘探测线分为纵测线和非纵测线两大类。激发点与接收点在一条直线上者称为纵测线，激发点与接收点不在一条直线上时称为非纵测线。

为了布置野外工作方便，观测系统一般用图示的方法来表示。常用的图示法有三种，即时距平面法、普通平面法和综合平面法。

1.时距平面法

时距平面法直接用时距曲线表示观测系统。在整条测线上绘出某个界面时距曲线的大致形状（其主要目的是表明用什么观测系统取得这些数据），在横轴x上标明激发点和接收地段的位置，纵轴为时间t，称为时距平面。

图3-5-1 时距平面法表示的反射波法观测系统

图3-5-1 表示一个反射波法观测系统。沿测线布置多个激发点O₁、O₂、O₃、…相应的接收排列O₁ O₂、O₂ O₃、O₃ O₄……在每一排列的两端进行激发，得到许多成对的时距曲线（称为相遇时距曲线）。例如，在O₁ O₂ 段接收而分别在 O₁ 和 O₂ 激发时，可以得到时距曲线1 和2。这时，对每一对相遇时距曲线而言，它们的端点（O₁ 和O₂ 等）都是互为激发点和接收点。根据互换原则，O₁ 激发O₂ 接收或O₂ 激发O₁接收，其反射路径是相同的，故它们的传播时间相等。因此，把O₁ 和O₂、O₂ 和O₃ 等叫作互换点，利用它们时间的等值性有助于识别来自同一界面的反射波和连接其时距曲线。

此外，O₂ 点对时距曲线2和3而言，是公共的激发点和接收点。在该点，同一界面的反射波到达时间也应相等，所以，O₂ 点称为时距曲线2和3的连接点。利用连接点的时间等值性，也能把同一界面的反射波时距曲线2与3、4与5……联系起来。

时距平面法的优点是直观，对于简单的观测系统很容易表示，但对复杂的观测系统就显示困难了。目前生产中不常使用。

2.普通平面法

这种方法按一定比例尺把激发点和接收点如实地画在普通坐标的平面图上，它非常直观但不容易表示排列的移动特点，适宜于描绘用非纵排列或面积观测时的观测系统。

3.综合平面图法

由苏联地球物理学家甘布尔采夫1954年提出的综合平面图表示法，对于表示纵测线上的观测系统是非常方便的，一直在生产中广泛使用。这种图示法如图3-5-2所示。按某个比例尺用直线x表示测线，从分布在测线上的各激发点出发，向两侧作与测线成45°角的直线坐标网。假设在测线的O₁ 点处激发时在A₁ 点接收（图3-5-2 a），规定以通过O₁ 和A₁ 点的坐标线交点的小圈Q₁ 表示这样的观测。现在，如果测线上有一排列，它由一系列相距很近的接收点A₁、A₂、…、A_n组成，当在O₁ 点激发时在这些接收点上进行记录，在综合平面图上就得到相应的一系列观测Q₁、Q₂、…、Q_n，这些小圈排成直线，方向朝着激发点O₁。线段Q₁ Q_n在综合平面图上表示观测地段。

图3-5-2 综合平面法表示的观测系统 （a、b、c、d、e、f、g）

假设两个激发点O₁ 和O₂，它们分别与接收点B₂ 和B₁ 重合，见图3-5-2 b。于是，观测点Q₁ 和Q₂ 在综合平面图上重合，这表示互换的观测，它们满足互换原理。

如果在同一个接收点C上接收一系列相邻点O₁、O₂、…、O_m激发的振动，则对应的观测分布如图3-5-2c所示。

这样做，在综合平面图上能够表示一组观测，反过来也是成立的：对于在综合平面图上的一组观测，可以找到激发点和接收点在测线上的相互位置。为此，要沿着某个方向的坐标线把观测Q投影（也就是移动）到测线上来确定震源的位置，而沿另一个方向的坐标线把观测移动到测线上来确定接收点的位置。

当激发点（或接收点）在测线上的位置比较接近时，则能够认为相邻的观测是在相似的条件下进行的。因此，可以沿着观测地段进行波的对比，而各观测地段之间可以通过互换观测来对比连接。如果测线段上接收点分布很密，则可用连续的实粗线表示观测地段来代替用小圈表示的个别离散观测，如图3-5-2d所示。如果激发点分布足够密，情况和上述类似，见图3-5-2e。因此，实际绘综合平面图时可不绘坐标线，只保留指示震源方向的细线。

用综合平面图表示反射波法的观测系统还有一个特点。由于当反射界面为水平界面时，反射点的横坐标x_R等于测线上激发点横坐标x_O 和接收点横坐标x_S 之和的一半；而在综合平面图上，观测Q的横坐标也等于x_O和x_S之和的一半。因此，在这种情况下，反射点在测线上的投影位置等于观测Q在测线上的投影位置；推而广之，综合平面图上每段实粗线在测线上的投影正好反映反射波法该次观测所勘探的界面长度，即覆盖长度。观测段的水平投影长度越大，被探测的反射界面段越长。为了勘测某个长度的界面，就要使观测的投影点均匀地分布在相应的测线段上。

在综合平面图上可以表示每个波的追踪区的位置。假设在任意点O处设置激发点，见图3-5-2 f。如果分析波场的结果确定了目的波可以在测线DC段内追踪，这时D′和C′就是综合平面上追踪地段的边界。一般情况下，波的追踪条件沿测线不变，追踪地段的边界位置也就不变。这时，图上与测线平行的直线C′C″和D′D″确定了该波的追踪区Ⅰ；为了追踪这个波，观测系统必须布置在Ⅰ区内。凡是保证连续对比一个波的任何观测系统都应布置在它的追踪区内。如果有两个具有不同追踪区的波需要观测，则观测系统最好设在它们的公共追踪区内（图3-5-2 g）。当追踪地段的位置和长度变化时，则边界C′C″或D′D″将会与x线不平行。