在盐穴储气库的开挖和利用过程中,储气库的形态精细探测具有举足轻重的地位,关系到储气库扩展方向控制以及安全稳定性评价问题,然而由于储气库形态具有不规则性和复杂性,使得现有声呐技术很难对储气库形态进行精细探测,为了解决盐穴储气库形态精细探测困难的现状,本文提出了基于多频超声的盐穴储气库形态精细探测方法,该方法通过频率自动匹配原则来确保探测系统始终处于最佳工作状态,从而获取更为有效和精确的声波探测数据,并结合数字图像处理技术,有效解决探测尺度和探测精度之间对立的问题,实现盐穴储气库的形态精细探测。首先,根据盐穴储气库的形态特征,建立盐穴储气库表面的声学反射模型,结合声学传播机理,构建超声波系统的探测频率响应函数,确立系统的最佳工作频率表达式,形成系统探测频率的自动匹配原则;然后,利用储气库腔体各深度断面的声波数据生成腔体的断面图像,采用改进的图像分割技术提取储气库腔体的断面轮廓特征,结合MUSIC方法构建协方差矩阵,确定声波扫描点所对应的准确尺寸,实现储气库断面轮廓的径向距离反演;最后,在完成储气库腔体断面的轮廓精细测量的基础上,叠加储气库腔体的深度位置信息,采用样条曲线插值技术实现储气库腔体的立体形态重建,并将该方法进行实验验证和误差分析,验证了该方法的可行性和准确性。