马尾松木材内部空洞的雷达检测与定量评估

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基于雷达波的树木躯干内部缺陷探测识别

摘B要 B'目的( 采用探地雷达对木质体内部缺陷进行断层扫描探测!研究基于雷达波的树木内部层面反射特征识别算法!为雷达波无损测试技术在树木内部结构和缺陷的解析)定位及分布表征提供理论依据$ ' 方法( 采用 M$$ 3N^介质耦合树木雷达对柳木试件进行断层扫描!研究实现阈值法)匹配滤波器法和希尔伯特积算法获取缺陷层面的反射位置 !基于层剥反演法对树木内部不同介质进行介电常数反演 !求得层位的相对深度 !结合三维激光扫描仪获取的树木外形轮廓点云数据!根据轮廓追踪法将雷达波 E扫描图像与断层轮廓绝对位置进行映射 !实现对树木内部缺陷的准确定位和表征$ 对 A 种算法分别使用 @a,a正演方法进行对比验证!并应用于颐和园古柳木试件试验测试中$ ' 结果( 正演对比测试结果表明!希尔伯特积算法相较于阈值法和匹配滤波器法!对木质体内部缺陷识别效果更好$ 柳木试验测试结果显示!树木内部缺陷深度误差为 %$g!结合三维激光和外轮廓扫描技术求得的缺陷部分面积误差在 !g左右$ '结论( 本研究提出的算法可以实现雷达波扫描图像对树木内部缺陷的准确定位和分布成像$ 关键词" B雷达波# 三维激光扫描# 阈值# 匹配滤波器# 希尔伯特积# 缺陷定位中图分类号 '9&%2!BBB文献标识码 -BBB文章编号 %$$% >9"&&#$%&$! >$%#9 >$&
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基于UAV-LiDAR马尾松人工林树高和胸径参数提取

第1期（总第409期）2024年1月农业技术与装备AGRICULTURAL TECHNOLOGY &EQUIPMENTNo.1基于UAV-LiDAR 马尾松人工林树高和胸径参数提取严小龙1，2，王书涵1，2（1.湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室，湖南湘潭411100；2.湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院，湖南湘潭411201）摘要鉴于无人机激光雷达技术有着快速获取目标高精度的空间三维信息的特点，使用其采集的数据对马尾松进行树高的提取验证，且与点云提取出的单木参数信息，采用多元线性回归、随机森林、极端梯度提升等方法建立马尾松胸径拟合模型并验证结果。

表明，在树高提取中，点云提取的树高与真实树高具有高度相关性，其拟合模型的决定系数R 2为0.78，均方根差为0.66m；在少量参数特征的情况下，多元线性回归拟合的胸径模型结果最好，其R 2为0.64，均方根差为1.21cm。

机载激光雷达的点云提取拟合马尾松单木参数并拟合胸径具有可靠性，为实现大区域的机载激光雷达点云获取马尾松胸径信息提供依据。

关键词激光雷达；马尾松；胸径；极端梯度提升；机器学习中图分类号S758文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2024.01.037Extraction of Tree Height and Diameter-at-Breast-Height Parametersof Pinus massoniana Plantation Forest Based on UAV-LiDARYan Xiaolong 1,2,Wang shuhan 1,2(1.National-local Joint Engineering Laboratory of Geo-spatial Information Technology,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411100,Hunan,China;2.College of Earth Sciences and Spatial Information Engineering,Hunan University of Science and Technology,Xiangtan 411201,Hunan,China)Abstract ：In view of the characteristics of UAV LiDAR technology to quickly obtain high-precision three-dimensional spatial infor ‐mation of targets,the collected data was used to extract and verify the tree height of Pinus massoniana ,and the single tree parameter information extracted from the point cloud was extracted.Multiple linear regression,random forest,extreme gradient lifting and oth ‐er methods were used to establish the diameter fitting model of Pinus massoniana and verify the results.The results showed that the tree height extracted by point cloud is highly correlated with the real tree height,and the determination coefficient R 2of the fitting model is 0.78,and the root-mean-square difference is 0.66m.In the case of a small number of parameter features,the multiple linear regression fitted DBH model has the best results with R 2of 0.64and root-mean-square difference of 1.21cm.Airborne LiDAR point cloud extraction and fitting of Pinus massoniana single tree parameters and DBH are reliable,which provides a certain basis for the realization of large-area airborne LiDAR point cloud to obtain the DBH information of Pinus massoniana .Key words ：laser radar;Pinus massoniana ;DBH;extreme gradient lifting;machine learning森林是维持全球生态系统平稳运转的重要部分，在林业资源调查管理中，利用树木的胸径、树高、冠幅大小、枝下高等信息，能够准确有效地估算森林生物量、蓄积量、碳储量等数据，对评价森林系统具有重要意义。

利用高科技无损探测技术对木材检验方法探析

利用高科技无损探测技术对木材检验方法探析【摘要】传统的木材检验技术已远远不能满足当今市场的需求，对检测的质量和等级都不够精确，无损探测技术是当今木材检验的一种新科技技术。

无损检测技术逐步应用于木材加工中的自动检测中来。

这项新的木材检验技术，极大地提高了木材加工的自动化检测水平，也提高了木材生产的效率。

【关键词】高科技无损木材检测；提高木材检验；方法；探析0.前言在大自然中，我们常常将生物笼统的分为动物和植物。

木材属于植物的范畴。

不同的树种给人的触感不同，木材有着独特的自然属性，是天然的生物材料。

木材一直伴随着人类从低级原始进入化学、机械加工的高级阶段，是人类使用了千百年的材料，不仅是我们的生活资料也是生产资料。

因此，在科技高度发达的今天木材保护尤为重要。

无损检测技术应用的主要领域之一是古树名木和木结构古建筑，保护它们是木材保护的重要内容。

无损检测又称非破坏性检测，在不破坏目标物体外观结构、特性及内部的前提下，利用材料不同的化学性质或物理力学，对目标物体相关特性（如力学性质、光学特性、形状、应力、位移、流体性质等）进行检验与测试，对各种缺陷的测量显得尤为重要。

无损检测的最大特点是在很短时间内得到结果，而且对材料的原有特性不破坏，操作人员能够很快作出判断，从而作出正确的决策。

1.高科技无损检测进行木材检验的原理所谓无损检测技术就是利用非破坏性检测，来获得真实的数据，反应被检测物体的内里状况。

在不破坏待测物质原来的存在状态和化学性质的前提下，而采取的检查方法。

无损检测技术在多个领域都可以应用。

运用在木材检验上的无损检测技术，在近些年才得到迅速发展。

无损检测技术检验木材或木质材料都是非常准确和方便的。

它是在保持木材物理力学性质，和木材本身形状不改变的前提下，利用物理方法和技术手段快速测量出木材及木质材料的尺寸、规格、表面形状和基本物理力学性，得出的结论详实准确。

是人工检验无法达到的精确技术。

2.无损检测检验木材的方法2.1传统的木材检验法用锤子的敲击来判断柱子或原木有没有空洞或腐朽存在，用刀子将树皮刮开，检查木材表面的硬度，然后再根据硬度的大小来初步判断该木材的腐朽程度；钻取端头处的木芯来检测该木材内部的腐朽程度，或者木材阻力测定仪来测定该木材的内部腐朽程度。

基于雷达波的树木躯干内部缺陷探测识别

基于雷达波的树木躯干内部缺陷探测识别肖夏阳;文剑;肖中亮;李伟林;张厚江【摘要】[目的]采用探地雷达对木质体内部缺陷进行断层扫描探测,研究基于雷达波的树木内部层面反射特征识别算法,为雷达波无损测试技术在树木内部结构和缺陷的解析、定位及分布表征提供理论依据.[方法]采用900 MHz介质耦合树木雷达对柳木试件进行断层扫描,研究实现阈值法、匹配滤波器法和希尔伯特积算法获取缺陷层面的反射位置,基于层剥反演法对树木内部不同介质进行介电常数反演,求得层位的相对深度,结合三维激光扫描仪获取的树木外形轮廓点云数据,根据轮廓追踪法将雷达波B扫描图像与断层轮廓绝对位置进行映射,实现对树木内部缺陷的准确定位和表征.对3种算法分别使用FDTD正演方法进行对比验证,并应用于颐和园古柳木试件试验测试中.[结果]正演对比测试结果表明,希尔伯特积算法相较于阈值法和匹配滤波器法,对木质体内部缺陷识别效果更好.柳木试验测试结果显示,树木内部缺陷深度误差为10％,结合三维激光和外轮廓扫描技术求得的缺陷部分面积误差在5％左右.[结论]本研究提出的算法可以实现雷达波扫描图像对树木内部缺陷的准确定位和分布成像.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2018(054)005【总页数】8页(P127-134)【关键词】雷达波;三维激光扫描;阈值;匹配滤波器;希尔伯特积;缺陷定位【作者】肖夏阳;文剑;肖中亮;李伟林;张厚江【作者单位】北京林业大学工学院北京100083;北京林业大学工学院北京100083;北京林业大学工学院北京100083;北京林业大学工学院北京100083;北京林业大学工学院北京100083【正文语种】中文【中图分类】S781.5自然环境下的树木易受各种不利环境因素影响或因自身生理原因而出现衰退现象。

树木受侵害产生衰退早期，一般从内部开始空腐，无法从树木外部获得准确的监控和测定。

探地雷达是一种无损探测技术，对探测特体本身无任何破坏作用，相较于目前在林业领域主要应用的其他木质体无损探测技术，如应力波、超声波和X射线扫描法等，具有完全非损伤性、无环境污染和探测速度快等优点; 但是由于树木内部结构的复杂性(心材、边材和树皮及结疤、开裂、腐朽和中空等缺陷)以及含水率和环境导致的个体差异性，使得雷达波对于木质体内缺陷的检测还存在解析困难、探测精度不高、可视化程度低等不足，这些问题严重影响和制约雷达波在树木领域的应用。

马尾松木材内部空洞的雷达检测与定量评估

马尾松木材内部空洞的雷达检测与定量评估陈勇平;高甜;李德山;郭文静【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2017(053)010【摘要】[目的]研究快速有效的古建筑木柱内部空洞残损评测方法,科学确定木柱内部空洞的存在位置及大小.[方法]以古建筑木构件常用的马尾松木材为研究对象,采取人工模拟方法在木段端部制作不同大小、不同位置和不同形状的空洞残损,利用雷达无损检测技术探测空洞残损,通过分析木材内部残损在雷达检测方法下的表现形态,实现木材内部空洞的快速识别和表征.[结果]雷达无损检测技术可以对木材内部残损进行快速判别,雷达波在木材中探测到空洞时,其交界面会产生强烈反射,对应反射波形为谷-峰-谷,同时检测图像中出现黑-白-黑的特征形态;根据雷达检测图像可以对木材内部残损面积进行大致评估,但依据雷达检测结果生成的残损面积与实际残损面积存在一定偏差;雷达检测方法对木材内部残损形状的预估难度较大,若不经过其他处理难以准确识别三角形、四边形、圆形等各种形状的空洞残损;边缘位置空洞残损雷达检测图像与中心位置空洞残损雷达检测图像明显不同,中心位置空洞残损其交界面在雷达检测图像中波动较为平缓,边缘位置空洞残损其交界面在雷达检测图像中波动较大,利用雷达检测方法能正确区分边缘或中心空洞残损.[结论]雷达无损检测技术是一种基于雷达回波探测目标物的检测方法,该技术应用于木材内部残损评估,可以实现内部空洞残损的快速检出,并可预估残损的存在位置及大小.%[Objective]A method for rapid and effective detection of internal cavity damages of wooden columns was explored to precisely determine the position and size of the internal cavity inside thecolumns.[Method]Pinus massoniana which are commonly used wood species in wooden members of ancient timber buildings were studied,and cavities with different shapes,sizes and positions were artificially made at the end of the wood columns to simulate the internal damages. Radar nondestructive testing technology was adopted to detect the cavities. By analysis of the specific patterns of the radar waves,rapid identification and characterization of the internal cavity damages of the wood columns can be realized.[Result] The result indicate that the radar nondestructive testing technology can be used to detect the internal damages of the wood columns rapidly. Once cavities inside the columns are detected,strong reflection will appear on the boundary presenting a reflection waveform of valley-peak-valley and meanwhile,the black-white-black especial patterns will appear on the radar image. The internal damage area inside the wood columns can be assessed roughly based on the radar image,though there is a discrepancy between the detected damage area by the radar and the actual damage area. It should be noted that the radar wave based method is difficult in retrieving the specific shape of the internal damages inside the columns. Without further data processing and analysis,it is difficult to identify various shapes of cavity damages such as triangle,quadrangle and circle. The radar image of the cavity damage at the edge of the wood columns differs remarkably from that in the center. The former is featured with a high fluctuation while the latter with a mild fluctuation. Thus,the cavity damages at the edge can be distinguished from those in the center based on this radar wavemethod.[Conclusion] Radar nondestructive testing technology is based on radar echo for target detection. This technology can be used to detect the internal cavity damages of timbers rapidly and estimate the position and size of the damages inside the timber.【总页数】7页(P139-145)【作者】陈勇平;高甜;李德山;郭文静【作者单位】中国林业科学研究院木材工业研究所北京 100091;故宫博物院北京100009;故宫博物院北京 100009;中国林业科学研究院木材工业研究所北京100091【正文语种】中文【中图分类】S781.5【相关文献】1.一种用于评估木材内部缺陷的开口谐振器探头 [J], 肖辉; 杨晓庆2.基于雷达检测的木材内部孔洞面积测算与修正 [J], 陈勇平;郭文静;唐启恒3.基于雷达检测的木材内部孔洞面积测算与修正 [J], 陈勇平;郭文静;唐启恒4.马尾松木材空洞开裂残损的雷达检测成像初探 [J], 陈勇平;高甜;李德山;郭文静5.古建筑木材内部腐朽状况阻力仪检测结果的定量分析 [J], 黄荣凤;王晓欢;李华;刘秀英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超声波法检测木材内部孔洞缺陷的研究

超声波法检测木材内部孔洞缺陷的研究张甜;程小武;陆伟东;刘伟庆【摘要】利用Sylvatest-Duo超声波检测仪对健康杉木材和含有不同孔洞缺陷尺寸的杉木材进行测试,得到超声波传播速度与不同孔洞直径的定量关系.结果表明:超声波在杉木健康材中的径向传播速度范围为l 423 ～1 672 m/s;杉木内部存在缺陷时,超声波径向传播速度会明显降低;通过对超声波传播速度与缺陷直径大小的回归,发现二者存在明显的负相关性,决定系数＞0.8;采用指数函数模型和线性函数模型对缺陷大小与超声波传播速度进行回归分析,发现不同类型的缺陷理想回归模型不同.【期刊名称】《西南林业大学学报》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】6页(P121-125,130)【关键词】木材;超声波;无损检测;Sylvatest-Duo;缺陷【作者】张甜;程小武;陆伟东;刘伟庆【作者单位】南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211816;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211816;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211816;南京工业大学土木工程学院,江苏南京 211816【正文语种】中文【中图分类】S781.5我国历史文化悠久，现存有大量的古建筑，是国家的重要历史文化遗产，理应受到重点保护。

我国的古建筑大多为木结构框架体系，这种体系被誉为世界三大建筑体系之一。

木材的缺陷能够影响木构件的外观及其力学性能，已经成为木材应用中存在的一个不能忽视的问题。

木结构在长期的使用过程中，有害生物容易迅速侵入繁殖，使木材发生腐朽虫蛀，产生腐朽、孔洞、裂缝等缺陷，导致其物理力学性能降低，造成木结构的损毁[1-2]。

因此，在木结构的日常维护工作中，对木构件材质状况进行检测以及安全性能分析非常重要。

传统检测采用定性的目测法与简单的敲击法，检测结果不够准确。

近年来，无损检测因其准确、客观等优点被广泛采用。

超声波检测是当前木结构无损检测方法中最有效的检测手段之一，能够快速、准确地发现木材中存在的隐患及病害，快速对木材缺陷进行有效检测，判断活立木、原木、木结构存在的内部缺陷，预报其安全状况，为古建筑的安全评价提供可靠方法，对工程的安全运行有着极为重要的意义。

基于超声波原木内部孔洞缺陷定量检测的开题报告

基于超声波原木内部孔洞缺陷定量检测的开题报告一、研究背景在林业生产中，木材的材质和质量直接关系到木材的使用价值和经济效益。

然而，由于木材自然生长过程中遭受自然的侵蚀，而且在采伐、运输、储存等过程中，木材也容易受到各种因素的影响，从而导致木材出现内部的孔洞和缺陷。

这些孔洞和缺陷会影响木材的力学性能、耐久性能以及美观性能，甚至影响到木材的使用寿命。

因此，检测木材内部的孔洞和缺陷，评估和判定木材的质量，成为保证木材使用价值和经济效益的重要问题。

目前，对于木材内部孔洞和缺陷的检测方法主要有以下几种：手工敲击、X射线、射线束、红外线、超声波、磁共振成像等。

其中，超声波检测技术因具有检测速度快、无污染、无破坏、精度高等优点，被广泛应用于木材内部孔洞和缺陷的检测中。

超声波检测技术利用超声波在不同密度的材料中传播的速度不同的特点，来区分木材内部的不同构成部分(如纤维方向、树轮、孔洞等)并检测出木材内部的孔洞和缺陷。

二、研究意义木材作为一种广泛应用于建筑、家具、船舶和地板等各个领域的材料，其质量对产品性能和使用寿命有着决定性的影响。

因此，对木材内部的孔洞和缺陷进行准确、快速、无破坏的检测，可以有效提高木材的使用价值，降低木材生产的成本，提高产业经济效益。

此外，随着人们环保意识的增强，减少对环境的影响也成为了社会关注的热点问题。

超声波检测技术因具有不污染、无破坏等特点，不仅可以提高木材生产的质量和效率，也符合可持续发展的的要求。

三、研究目标和内容本文研究目标是开发一种基于超声波技术的原木内部孔洞和缺陷的定量检测方法，旨在快速、准确、无破坏地检测原木内部的孔洞和缺陷，并实现对其数量和大小的定量测量。

为此，本文将从以下几个方面进行研究：(1)研究不同原木材料的超声波特性及内部缺陷的超声波信号特征；(2)设计并制作超声波检测系统，包括超声发生器、探头、信号处理器等；(3)利用Matlab等软件平台，对从超声波检测系统中采集的原始数据进行数据处理，实现内部孔洞和缺陷的自动识别和定量测量；(4)结合实验结果，对所开发的基于超声波技术的原木内部孔洞和缺陷的定量检测方法进行评估和验证，探讨其在实际生产中的应用前景和可能存在的问题。

马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差的修正

马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差的修正1引言中国是一个资源大国，森林资源的重要性不言自明。

马尾松被广泛应用于各类建筑、家具、船舶等各种用途，然而，砍伐马尾松的过程中，经常会出现胸径破坏的现象。

而且，对于采用脂林技术采伐的马尾松，根据实际情况的测算结果，可能存在一定的误差。

本文针对马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差的问题，进行研究，提出相应的修正措施。

2马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差测定2.1实验方法本实验使用的样本为直径为20-40cm，高度为5m的马尾松。

在每个样本的树立侧面、中心侧面和反面测量了其三个直径，然后采用标准公式计算出材积。

在此基础上，拆卸样本，对其采脂后的材积进行测定，以比对不同部位的误差差异，以此分析不同部位的误差状况，并提出改进方案。

2.2结果分析实验结果表明，马尾松采脂林时，由于胸径受到损伤，导致材积测量存在误差。

同时，实验发现，胸径已计入公式计算时，误差更为显著。

测量结果表明，在胸径中心面受到破坏的马尾松中，实际材积可能存在3%-5%的误差。

而在胸径两侧测量，根据实际情况还需进行补充测算，以修正误差。

3马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差修正为了减少马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差，我们在其实际应用中提出了以下改进方案。

3.1测量时对胸径中心和两侧进行独立测算针对胸径中心面受到破坏的马尾松材积较难测量的实际情况，可采用体积积分法定量计算。

即先测量马尾松空管长度、脂管直径和深度等参数，然后采用体积积分公式计算脂管的体积，并通过马尾松密度对其体积进行转换得到实际的脂管材积。

对于采脂后松树胸径两侧的材积计算，可通过委托第三方机构根据实际情况进行相关测量。

在实际计算中，将胸径的材积按照两侧分别测算，再对两侧计算结果进行汇总，以减少误差和提高测量精度。

4结论本文针对马尾松采脂林胸径破坏致材积测量误差的问题，通过实验和分析，提出了针对性的改进方案。

在实际操作中，应针对不同情况，使用不同的胸径测量方法，并根据实际情况委托第三方机构进行测量以提高精度。

结构用木质材料性能无损检测与评价与衡量

3 结构用木质材料性能无损检测与评价3.1概述结构用木质材料主要包括规格化锯材（规格材）和重组型木质结构材，除了集成材、结构用人造板、单板层积材(LVL)、单板条层积材(PSL)、大片刨花层积木(LSL)、定向结构刨花板(OSB)等素材以外，还有一些复合制品，如木质工字梁、三角桁架等。

这些规格化的结构材，一般被用在梁、墙体、柱体、屋顶桁架等部位，作为建筑的受力构件使用。

木质材料的性能要求主要包括：物理性能、力学性能、耐久性（老化性能）、表面特性等。

物理性能包括含水率、密度、吸水率等。

力学性能包括弯曲强度、弹性模量、顺纹抗拉强度、横纹抗拉强度、胶合质量、冲击韧性、握螺钉力等。

木材作为一种历史悠久的天然材料，一直以来在各个行业都有着广泛的应用。

但是，木材的材性是各向异性，在其生长过程中会形成各种缺陷，各向异性和缺陷使木材的使用受到了一定的影响，因此需要对其进行检测才能应用到各个领域当中。

木材的无损检测技术能在不破坏木材使用价值的基础上做到对木材的使用性能进行评价，因而成为了一种重要的检测技术。

对于作为结构用材的木材而言，无损检测中的应力分等技术则是使木材达到最佳使用效果的十分关键的技术。

因此，无损检测技术在结构材的合理使用中起到了举足轻重的地位。

结构用集成材、结构用人造板、单板层积材(LVL)、定向结构刨花板(OSB)等都是以木材为基础经过加工成形的木质材料。

这些材料正成为当前木结构建筑中的主要应用材料。

这些材料在使用前，都有进行力学性能检测和缺陷检测的需要和必要性。

木质材料无损检测技术是一门新兴的、综合性的非破坏性检测技术，可在不破坏木质材料的本身形状、原有结构和原有力学状态的前提下，利用当今的物理方法和手段快速测量出木质材料的尺寸、规格、表面形状和基本物理力学性能。

国外的木质材料无损检测技术早在20世纪50年代就开始研究。

我国在木质材料无损检测方面的研究起步比较晚，从20世纪70年代末开始应用X射线检测方法对木材缺陷检测进行了试验性研究，而应力分等技术在近十几年逐步开始发展。

超声波与应力波在木材内部缺陷检测中的对比研究

超声波与应力波在木材内部缺陷检测中的对比研究
林文树;杨慧敏;王立海
【期刊名称】《林业科技》
【年(卷),期】2005(030)002
【摘要】采用超声波和应力波分别对木材试件进行了检测,并运用SPSS软件对检测结果进行分析,结果表明:木材密度、孔洞大小及数量对两种波传播参数及动态弹性模量都有不同程度的影响.通过两种波的对比研究,得知二者对木材内部缺陷检测的灵敏度和准确度存在差异.因此在进行木材内部缺陷检测时,应结合实际情况,采用适当的检测方法,从而提高对木材缺陷的分辨能力.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】林文树;杨慧敏;王立海
【作者单位】东北林业大学,哈尔滨,150040;东北林业大学,哈尔滨,150040;东北林业大学,哈尔滨,150040
【正文语种】中文
【中图分类】TN011.4
【相关文献】
1.基于TIDW的木材内部缺陷三维应力波成像方法 [J], 陈方翔;冯海林;杜晓晨;方益明;翁翔
2.超声波法与应力波法在胶合木胶缝缺陷无损检测中的对比研究 [J], 王解军;王天鹏;陈晓
3.基于小波分析的应力波木材内部缺陷诊断研究 [J], 杨启格;王军
4.木材径切面内部缺陷的应力波成像算法 [J], 郑泽宇;冯海林;杜晓晨;方益明
5.木材径切面内部缺陷的应力波成像算法 [J], 郑泽宇;冯海林;杜晓晨;方益明;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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ｔｈｅｒａｄａｒｗａｖｅｓ，ｒａｐｉｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｄａｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｗｏｏｄｃｏｌｕｍｎｓｃａｎｂｅ
马尾松木材内部空洞的雷达检测与定量评估水
陈勇平高甜李德山郭文静
（１．中国林业科学研究院木材工业研究所北京１０００９１；２．故宫博物院北京１００００９）
摘
要：【目的】研究快速有效的古建筑木柱内部空洞残损评测方法，科学确定木柱内部空洞的存在位置及大
ｄａｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｗｏｏｄｃｏｌｕｍｎｓｒａｐｉｄｌｙ．Ｏｎｃｅｃａｖｉｔｉｅｓｉｎｓｉｄｅｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓａｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄ，ｓｔｒｏｎｇｒｅｌｅｆｃｔｉｏｎｗｉｌｌａｐｐｅａｒｏｎｔｈｅ
（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＣＡＦＢｅｉｊｉｎｇ１０００９１；２．ＴｈｅＰａｌａｃｅＭｕｓｅｕｍＢｅｉｊｉｎｇ１００００９）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ａｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒａｐｉｄａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｄａｍａｇｅｓｏｆｗｏｏｄｅｎｃｏｌｕｍｎｓｗａｓ
ｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓ．Ｗｉｔｈｏｕｔｆｕｒｔｈｅｒｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｉｓｄｉｆｉｃｕｌｔｔｏｉｄｅｎｔｉ￣ｖａｒｉｏｕｓｓｈａｐｅｓｏｆｃａｖｉｔｙｄａｍａｇｅｓｓｕｃｈ
ＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＣａｖｉｔｙｏｆ
ＰｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａＷｏｏｄｂｙＲａｄａｒＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｈｅｎＹｏｎｇｐｉｎｇＧａｏＴｉａｎＬｉＤｅｓｈａｎＧｕｏＷｅｎｊｉｎｇ
达波在木材中探测到空洞时，其交界面会产生强烈反射，对应反射波形为谷一峰一谷，同时检测图像中出现黑一白一
黑的特征形态；根据雷达检测图像可以对木材内部残损面积进行大致评估，但依据雷达检测结果生成的残损面积与实际残损面积存在一定偏差；雷达检测方法对木材内部残损形状的预估难度较大，若不经过其他处理难以准确
ｂｏｕｎｄａｒｙｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇａｒｅｌｅｆｃｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｖａｌｌｅｙ — ｐｅａｋ — ｖａｌｌｅｙａｎｄｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅｂｌａｃｋ－ｗｈｉｔｅ — ｂｌａｃｋｅｓｐｅｃｉａｌｐａｔｔｅｒｎｓｗｉｌｌａｐｐｅａｒｏｎｔｈｅｒａｄａｒｉｍａｇｅ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｄａｍａｇｅａｒｅａｉｎｓｉｄｅｔｈｅｗｏｏｄｃｏｌｕｍｎｓｃａｎｂｅａｓｓｅｓｓｅｄｒｏｕｇｈｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒａｄａｒｉｍａｇｅ，ｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｅｉｓａｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｅｄｄａｍａｇｅａｒｅａｂｙｔｈｅｒａｄａｒａｎｄｔｈｅａｃｔｕａｌｄａｍａｇｅａｒｅａ．Ｉｔｓｈｏｕｌｄｂｅｎｏｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒａｄａｒｗａｖｅｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｄｉｆｉｃｕｌｔｉｎｒｅｔｒｉｅｖｉｎｇｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｄａｍａｇｅｓｉｎｓｉｄｅ
小。【方法】以古建筑木构件常用的马尾松木材为研究对象，采取人工模拟方法在木段端部制作不同大小、不同位
置和不同形状的空洞残损，利用雷达无损检测技术探测空洞残损，通过分析木材内部残损在雷达检测方法下的表
现形态，实现木材内部空洞的快速识别和表征。【结果】雷达无损检测技术可以对木材内部残损进行快速判别，雷
ｅｘｐｌｏｒｅｄｔｏｐｒｅｃｉｓｅｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｉｚｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃａｖｉｔｙｉｎｓｉｄｅｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓ．【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｐｉｎｕｓｍａｓｓｏｎｉａｎａ
第５３卷第１Ｏ期
２０１７年１Ｏ月
林
业
科
学
Ｖ０ｌ＿５３．Ｎｏ．１０
ＳＣＩＥＮＴＩＡ
ＳＩＬＶＡＥ
ＳＩＮＩＣＡＥ
０ｃｔ．．２０１７
ｄｏｉ：１０．１１７０７／ｊ．１００１ — ７４８８．２０１７１０１５
检测图像中波动较大，利用雷达检测方法能正确区分边缘或中心空洞残损。【结论】雷达无损检测技术是一种基
于雷达回波探测目标物的检测方法，该技术应用于木材内部残损评估，可以实现内部空洞残损的快速检出，并可预估残损的存在位置及大小。关键词：马尾松；木柱；空洞残损；无损检测；雷达；古建筑中图分类号：￥７８１．５文献标识码：Ａ文章编号：１００１— ７４８８（２０１７）ｌ０— ０１３９— ０７
ａｓｔｒｉａｎｇｌｅ，ｑｕａｄｒａｎｇｌｅａｎｄｃｉｒｃｌｅ．Ｔｈｅｒａｄａｒｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｃａｖｉｔｙｄａｍａｇｅａｔｔｈｅｅｄｇｅｏｆｔｈｅｗｏｏｄｃｏｌｕｍｎｓｄｉｆｆｅｒｓｒｅｍａｒｋａｂｌｖｆｒｏｍｔｈａｔｉｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒ．Ｔｈｅｆｏｒｍｅｒｉｓｆｅａｔｕｒｅｄｗｉｔｈａｈｉｇｈｌｕｆｃｔｕａｔｉｏｎｗｈｉｌｅｔｈｅｌａｔｔｅｒｗｉｔｈａｍｉｌｄｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎ．
识别三角形、四边形、圆形等各种形状的空洞残损；边缘位置空洞残损雷达检测图像与中心位置空洞残损雷达检测
图像明显不同，中心位置空洞残损其交界面在雷达检测图像中波动较为平缓，边缘位置空洞残损其交界面在雷达
ｒｅａｌｉｚｅｄ．【Ｒｅｓｕｌｔ】Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｒａｄａｒｎｏｎｄｅｓｔｕｃｒｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌ
．
ｗｈｉｃｈａｒｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｗｏｏｄｓｐｅｃｉｅｓｉｎｗｏｏｄｅｎｍｅｍｂｅｒｓｏｆａｎｃｉｅｎｔｔｉｍｂｅｒｂｕｉｌｄｉｎｇｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｃａｖｉｔｉｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈａｐｅｓ，ｓｉｚｅｓａｎｄｐｏｓｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙｍａｄｅａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｗｏｏｄｃｏｌｕｍｎｓｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｄａｍａｇｅｓ．Ｒａｄａｒｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｃａｖｉｔｉｅｓ．Ｂｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｔｔｅｒｎｓｏｆ