地质雷达常见图像特征研究

播,t)»0.3 m /n s ,则图像的斜率约为0.15。
t = (r + 2x)/v
(3)
T 和 接 收 天 线 R 中点）和 时 间 分 布 ，研究剖面图图像特征须明确
雷达波时距曲线。
水平层状反射界面（如 图 1 所 示 ）的 时 距曲线由式（1 )决 定 ，
剖面图图像也呈水平层状。
\/4 h2 + r2 /v
文献标识码:A
〇 引言
地 质 雷 达 在 近 十 几 年 的 时 间 内 逐 渐 成 熟 起 来 。该 法 以 其 操
T …,厶.二 :
作简便、图像直观、分辨率高、成果解释可靠、成 本 低 廉 等 优 点 ，在
浅层地质调查中有着非常广泛的应用前景。
地 质 雷 达 采 用 高 频 电 磁 波 的 形 式 进 行 地 下 介 质 的 探 测 ，其运
等 ，当天线距离很小时，相当于自激自收的数据采集方式，得到的 达 波 速 为 0.3 m/ n S，接 近 真 空 中 电 磁 波 速 度 ，由此可知此雷达回
记录能较准确地反映测线处各反射界面的形态和介质体的空间 波不是地下地质体的反射。经检查 得 知 此 剖 面 测 量 过 程 中 采 用
位置等信息（见 图 2 ) 。
摘 要 : 讨 论了剖面法地质雷达测量方式的雷达波时距曲线，应用理论时距曲线分析了实际工程中地质雷达剖面图常见图像特
征 ，并结合实际案例进行说明，对地质雷达探测现场测线布置、后期数据处理及目标与干扰图像识别研究具有一定的指导意义。
关 键 词 :地质雷达，电磁波，时距曲线,剖面图
中 图 分 类 号 : P624
了含金属线的测绳量测距离，此 X 形态同相轴是测绳的反射。
Application of regional culture in campus landscape design of local universities ^
Xiao Hua ( College of Fine Arts y Hunan Normal Universityt Changsha 410081, China) Abstract ：This article research on the application of regional cultural elements in the landscape planning and design of the new campus of Zhijiang National Normal Specialised Postsecondary College in Hunan province, the historical context, the symbolic elements of the schoolJs histori­ cal context, local culture and national culture are the main elements of the landscape planning and design of the new campus, which are applied in different venues and spaces of the campus. Thus, it can create a regional characteristic campus landscape adapted to the talent training of local colleges and universities, and strengthen the local complex of students. Key words ：local universities, landscape design, regional cultural element
进行研判解释时能够甄别干扰、全面获取目标体各种特征。
参考文献：
[1] 李大心.探地雷达方法与应用[M ].北 京 ：地质出版社,1994.
[ 2 ] 雷 宛 ，肖宏跃，邓一谦.工程与环境物探教程[M ].北京:地
质 出 版 社 ,2006.
[3] 徐 亚 明 ，刘宗星. G P R 在地下管线探测中的应用[J ].测绘信
动 学 规 律 与 地 震 勘 探 方 法 类 似 ，因 而 地 震 勘 探 的 数 据 采 集 方 法 可 以被借鉴到地质雷达野外测量中，其 中 包 括 反 射 、折射和透射测 量 方 式 。在 反 射 测 量 方 式 中 以 剖 面 法 多 次 叠 加 技 术 为 主 。
剖面法是发射天线和接收天线以固定间距沿测线同步移动 的 一 种 测 量 方 式 。剖 面 法 的 测 量 结 果 用 地 质 雷 达 时 间 剖 面 图 像 来表亦。
态 ，具有以下几个特点:1)20 m 范围内有多个双曲线形态，既有两 侧并列分布也有上下分布;2 ) 多个双曲线形态振幅强弱不均匀，衰 减 较 快 ，宽度范围不大;3 ) 用 速 度 拟 合其曲率得到雷达波速度为 0. 12 m/n s 。根据以上特征，我们可以判断该群双曲线形雷达波是 来 自 地 下 的 三 度 体 形 态 的 地 质 体 反 射 波 ，推 断 为 开 口 型 岩 溶 、岩溶 上方土洞及土洞上方疏松带的反应。
图 7 垂直测线方向空中电线反射波
120130140150160170 IIIIII
息与工程,2004,29(3) :15-16. [ 4 ] 徐锦山.探 地 雷 达 在 地 下 管 线 普 查 中 的 应 用 [J ].矿产与地
质 ,2004,18(4) :367-370.
[ 5 ] 钱 荣 毅 ，王 正成,孔祥春，等.探地雷达在非金属管线探测中
5 ) ，其反射的雷达波时距曲线可用式(4)表 示 ：
壤 等 ）。
L_ - /h2 + ( x + r) 2 + - /h2 + ( x - r) 2
V
⑷
为加强雷达图像的信噪比改善探测效果,应清除地面障碍物，
整平场地以尽量减少干扰反射体。根据不同探测目标特点调整测
式 (4)是双曲线方程，由此可知点状或线状物体反射的雷达 线的方向布置，探测层状目标时应避免测线与线状或面状干扰反
速 度 ，由此可知此雷达回波来 源 于 空 中 是 测 线 起 点 端 墙 壁 反 射 。 延 长 此直线至〇时 ，其 端 点 位 于 -5 m 位 置 ，可知墙壁距离测线起
点 约 5 m ，与现场实际情况相符。由于墙壁为强反射界面，多次波
空中电磁波速度;^■为雷达波传播空间介电常数。 反射界面倾斜时，剖 面 图 图 像 也 呈 倾 斜 状 ，由于分离式天线
点:1)振幅很强、衰减很慢，在 剖 面 50 m ~ 130 m 长 度 80 m 范 围 、 向也就是改变天线的极化方向与干扰反射体走向之间的平行或垂
90 ns ~ 300 n s 时窗范围都清晰可见;2 ) 有多次波现象;3 )双曲线 直关系。
形态很标准,顶点位于剖面92 m 位 置 90 n s 时 间 ，两 侧 完 全 对 称 ； 4 ) 用速度拟合其曲 率 得 到 雷 达 波 速 度 为 0.3 m/ n s 。根据以上特 征 ，我们可以判断该双曲线形雷达波是来自空中线形反射体的干 扰 波 ，是 在 剖 面 92 m 位 置 垂 直交叉于测线的高压电线，其高度约 (0.3 x 90)/2 = 13.5 m 。
现 象 严 重 ，在 剖 面 图 上 可 以 见 到 多 条 平 行 的 直 线百度文库形 同 相 轴 。 如图5 所示地质雷达剖面图有两条相互交叉的同相轴呈X
分离距离的存在，雷 达 图 像 的 倾 角 与 实 际 界 面 的 倾 角 不 完 全 相 形 态 ，起点分别位于剖面的两端，用速度拟 合 其 斜 率 为 〇. 15,则雷
50 60 70 80 90 in〇110120130
3 结语
地 质 雷 达 的 探 测 成 果 就 是 雷 达 图 像 剖 面 图 ，探 测 效 果 决 定 于 雷 达 图 像 的 信 噪 比 以 及 我 们 对 雷 达 图 像 认 知 与 解 译 程 度 。 因此我 们讨论了在最常用的剖面法观测方式下各种反射体的时距曲线， 以 此 帮 助 我 们 认 识 常 见 雷 达 图 像 的 形 态 特 征 ，调 整 测 线 布 置 、天线 选 择 及 天 线 极 化 方 向 以 提 高 原 始 数 据 的 质 量 ，同 时 在 对 雷 达 图 像
( 1)
c V ~ --------f e■ ',
( 2)
其 中 y 为雷达波传播时间^为雷达波传播时间速度;C 为真
Reflector
R
vv
V\
图3 反射体与测线位于同一直线
图 4 剖面图上有振幅很强的直线形反射波同相轴，用速度拟
合 其 斜 率 为 0.135，则 雷 达 波 速 为 0. 27 m/ n s ，接近真空中电磁波
种 情 况 ，比如测线一端是一面墙壁（见 图 3 ) ，此时雷达波时距曲
线可用式(3)表 达 ，是 一 条 斜 率 为 t;/2的 直 线 。在墙面较小或距
离较远反射较弱 时 与 地 下 界 面 反 射 图 像 类 似 ，容易误判,在处理
数 据 时 可 以 拟 合 图 像 的 斜 率 来 判 断 ，来 自 墙 体 的 反 射 在 空 气 中 传
波在剖面图上呈双曲线形态,双曲线顶点位于反射体垂直测线最 射体平行，尽量垂直通过;探测溶洞、管线等目标时应避免测线与
短距离位置，曲率大小决定于雷达波传播速度，与 波速成 反 比 （1/ 一 ，如 图 6 所示 。
如 图 7 所示雷达图像是典型的双曲线形态，具有以下几个特
线状或面状干扰反射体垂直，尽 量 平行通过。当测线受到场地限 制 不 能 调 整 时 ，可 采 用 下 列 方 法 改 善 探 测 效 果 :1 )尽 量 选 用 屏 蔽 天 线 ，削弱来自空中的反射波;2 ) 采用非屏蔽天线时,改变天线的方
第43卷 第 19期 •1 8 0 • 2 0 1 7 年 7 月
S山HANX西I AR建CHITE筑CTURE
JVuoll..4
3 No.19
2017
•测量•
文章编号：1009-6825 (2017) 19-0180-02
地质雷达常见图像特征研究
唐 义 满 王双六
( 安 徽 省 交 通 规 划 设 计 研 究 总 院 股 份 有 限 公 司 ，安 徽 合 肥 2 3 0 0 8 8 )
的应用[J ].市政技术,2004,22(5) :327-330.
[ 6 ] 邓世坤.探地雷达野外工作参数选择的基本原则[J ].工程
地球物理学报,2005,2(5) :323-329.
[ 7 ] 苏智光，廖 建 军 ，钱东宏.探地雷野外勘察数据干扰及其滤
1 雷达波时距曲线与常见图像特征分析
地质雷达成果解释是在雷达剖面图上进行的,剖面图是接收 天 线 接 收 到 的 雷 达 回 波 (反 射 波 ）的 空 间 （各 测 点 位 置 即 发 射 天 线
1 Reflector
图 水平层状反射 界面雷达波传播示意图
图2 起伏
界面的雷达波图像
反射体与雷达测线在一条直线上是实际工程中很常见的一
收 稿 日 期 =2017-04-19 作 者 简 介 : 唐 义 满 （1 9 7 7 - ) , 男 ，工 程 师 ； 王 双 六 （1 9 6 8 - ) , 男 ，教 授 级 高 级 工 程 师
第 43卷 第 19期 2 0 17 牟 7 月
唐义满等:地质雷达常见图像特征研究
• 181 •
干 扰 （空 中的线缆、电 线杆等）还 是 目 标 物 （溶 洞 ，地 下 管 线 等 ）。 决定于反射体的形态（面 、线 、点 ）以及反射体与测线的相对位置 在剖面观测方式下，点 状 反 射 体 与 测 线 不 在 同 一 直 线 上 时 （见图 关系;2 )反射体的规模大小;3 )反射体周围介质性质（空 气 、水 、土
2 提高图像识别改善探测效果
图 4 测线一端墙壁反射波 图 5 沿测线含金属测绳反射波
通 过 上 面 的 讨 论 分 析 ，我 们 知 道 影 响 雷 达 剖 面 图 上 反 射 回 波
在工程勘察与检测中，更多的情况是点状或线状物体，无论是 形态特征的主要因素有以下几个方面:1)反射波的时距曲线，主要