本发明涉及地球物理勘探，具体涉及一种直流电法数据采集系统及方法。
背景技术：
1、电法勘探技术是地质勘探中应用最广泛的一种物探方法，直流电法(directcurrent electric method)是以地下岩(矿)石的电性差异为基础，人工建立地下稳定直流电场，利用直流电流在地下的传输和分布规律来探测地下地质质结构和物理性质的方法。在直流电法中，通过在地表或地下施加一定大小和方向的电流，通过两组或多组电极测量地下介质电性参数，分析其变化规律，进而推断地下介质的导电性质和结构特征，从而推断地下的地质构造、地层性质和水文地质条件。该方法适用于地下电阻率差异较大的地质体，如矿床、岩石体、地下水层等的探测。
2、目前直流电法勘探通常采用高密度电法设备，其一次性布设多组电极，通过控制器自动跑极，可同时实现电阻率测深和剖面测量，具有测量效率高，数据密度大的特点。然而，受限于排列长度和装置类型的限制，其勘探深度有限(常规的高密度电法仪器能够连接的电极数量有限，且间距固定，导致了勘探深度受限)，尤其是中间梯度法这种大供电极距的装置，ab长度受限，勘探深度大打折扣。虽然可以通过多个串联电缆加长排列长度，但这种方式始终受限于设备的挂载能力，且大部分电极利用率不高，实施效率较低，效果不佳。
3、且常规的高密度电法还受限于工作方法，在勘探深度和空间分辨率上存在着一定的局限性，难以实现对深层目标的高分辨率成像，尤其是在复杂地质环境下勘探更是面临着诸多困难。
4、此外，目前直流电法勘探以二维为主，在实际工程中，地质构造、目标体通常呈现复杂的三维空间分布，二维电法勘探难以准确反映异常的空间位置及形态，对于异常的地质解释也较为困难，而三维电法勘探可以很好的解决此类问题。在利用高密度电法设备进行三维电法勘探时，通常以平行或网状测线的形式进行，测线之间彼此相互对立采集，互不关联，数据缺少空间关联性，实则为“伪三维”勘探，无法精确的反映异常的空间位置及形态。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种直流电法数据采集系统及方法，其利用现有的高密度电法设备，外接大极距电缆，同时进行中间梯度剖面测量以及电测深测量，在保证数据密度的同时，降低边界盲区范围，加大勘探深度。
2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种直流电法数据采集系统，包括供电电源、测量主机、电极转换器以及测线电缆，所述供电电源用于给整个系统提供电源，所述电极转换器与测量主机相连，测线电缆与电极转换器连接，测线电缆的两端分别外接有第一电缆，每根测线电缆由至少一根第二电缆串接而成，所述第一电缆上连接有若干第一电极，所述第二电缆上连接有若干第二电极，第一电缆上连接的相邻的两个第一电极之间的间隔大于第二电缆上连接的相邻的两个第二电极之间的间隔。
3、在一些实施例中，所述测量主机采用高密度电法仪；
4、或/和，
5、所述第一电缆采用大极距电缆；
6、或/和，
7、第二电缆采用集中式电缆。
8、在一些实施例中，测线电缆的两端分别通过电缆连接头连接第一电缆，当测线电缆由多根第二电缆串接而成时，相邻的两第二电缆通过电缆连接头串接，所述电极转换器与电缆连接头连接。
9、在一些实施例中，相邻的两个第一电极之间的间隔是相邻的两个第二电极之间间隔的n倍，n>1。
10、本发明公开了一种直流电法数据采集方法，包括如下步骤：
11、步骤1：沿测线布设测线电缆，将测线电缆与电极转换器连接，电极转换器与测量主机相连，测线电缆的两端分别外接有第一电缆，每根测线电缆由至少一根第二电缆串接而成，所述第一电缆上连接有若干第一电极，所述第二电缆上连接有若干第二电极；
12、步骤2：将两个第一电极作为供电电极ab，将两个第二电极作为测量电极mn，测量电极mn位于供电电极ab之间，确定初始供电电极极距以及测量电极极距；
13、步骤3：保持供电电极极距不变以及测量电极极距不变，沿测线逐点测量，完成一次中梯扫面测量；
14、步骤4：若数据不满足勘探深度要求，则等距离的扩大供电电极极距，重复步骤3进行中梯扫面测量，直至数据满足勘探深度要求，测量完成，获得多组不同深度的中梯扫面数据。
15、在一些实施例中，本发明的直流电法数据采集方法还包括步骤5：对多组不同深度的中梯扫面数据进行处理与反演，最终获得更大深度的直流电法成果剖面。
16、在一些实施例中，在步骤2中，测量电极极距为1～2个电极距，供电电极极距范围为3～5倍的勘探深度。
17、在一些实施例中，在步骤3中，测量数据所对应的测量点位置为测量电极mn的中点，测量点的深度z的具体计算公式为：n≤3，z＝0.18ab；3<n≤10，z＝0.19ab；n>10，z＝0.25；其中，n为间隔系数。
18、在一些实施例中，在步骤3中，测量数据所对应的测量点位置为测量电极mn的中点，测量点的深度的具体计算公式为：
19、
20、其中α为比例系数。比例系数α根据经验确定，由测量电极距和供电电极距决定。
21、在一些实施例中，在步骤4完成后，改变测量电极极距，重复步骤3-4。
22、在一些实施例中，在步骤4完成后，将测线电缆平行移动到旁测线上，重复步骤2-4，以获得三维的测量数据。
23、本发明至少具有如下有益效果：本发明提出的上述直流电法数据采集系统与方法，是基于现有的高密度电法设备，外接第一电缆，同时进行中间梯度剖面测量以及电测深测量，与传统采集方式相对，提高了数据采集的密度与广度，降低了边界范围的数据盲区范围，提升了对导电地层的穿透性，在保持浅层分辨率的同时增强异常在垂向上的延伸性的同时勘探深度可以提高2至4倍。
1.一种直流电法数据采集系统，其特征在于：包括供电电源、测量主机、电极转换器以及测线电缆，所述供电电源用于给整个系统提供电源，所述电极转换器与测量主机相连，测线电缆与电极转换器连接，测线电缆的两端分别外接有第一电缆，每根测线电缆由至少一根第二电缆串接而成，所述第一电缆上连接有若干第一电极，所述第二电缆上连接有若干第二电极，第一电缆上连接的相邻的两个第一电极之间的间隔大于第二电缆上连接的相邻的两个第二电极之间的间隔。
2.如权利要求1所述的直流电法数据采集系统，其特征在于：所述测量主机采用高密度电法仪；
3.如权利要求1所述的直流电法数据采集系统，其特征在于：测线电缆的两端分别通过电缆连接头连接第一电缆，当测线电缆由多根第二电缆串接而成时，相邻的两第二电缆通过电缆连接头串接，所述电极转换器与电缆连接头连接。
4.如权利要求1所述的直流电法数据采集系统，其特征在于：相邻的两个第一电极之间的间隔是相邻的两个第二电极之间间隔的n倍，n>1。
5.一种直流电法数据采集方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的直流电法数据采集方法，其特征在于：还包括步骤5：对多组不同深度的中梯扫面数据进行处理与反演，最终获得更大深度的直流电法成果剖面。
7.如权利要求5所述的直流电法数据采集方法，其特征在于：在步骤2中，测量电极极距为1～2个电极距，供电电极极距范围为3～5倍的勘探深度。
8.如权利要求5所述的直流电法数据采集方法，其特征在于：在步骤3中，测量数据所对应的测量点位置为测量电极mn的中点，测量点的深度z的具体计算公式为：n≤3，z＝0.18ab；3<n≤10，z＝0.19ab；n>10，z＝0.25；其中，n为间隔系数。
9.如权利要求5所述的直流电法数据采集方法，其特征在于：在步骤4完成后，改变测量电极极距，重复步骤3-4。
10.如权利要求5所述的直流电法数据采集方法，其特征在于：在步骤4完成后，将测线电缆平行移动到旁测线上，重复步骤2-4，以获得三维的测量数据。
