探地雷达方法在特殊含油污水管道渗漏探测中的应用

基于含油污水管道内输送液体温度高、无压和检测区域面层为硬化混凝土的特点,对某厂区含油污水铸铁管道地下渗漏问题,利用探地雷达方法进行了探测。分析表明,污染物在地层中的扩散形态、污染物与孔隙水的导电性和综合介电常数是影响探测结果的主要因素,而这些因素又受到土层孔隙度、饱和度和污染物与孔隙水的相互作用影响,从而改变了土壤污染区的物理和化学性质。在综合分析获得的不同类型渗漏污染源引起的异常特征前提下,将探地雷达剖面划分成三大类型,并依据这些典型图谱特征,圈定了渗漏点并得到了验证,研究结果证实了探地雷达方法对此类特殊污染物和污染区探测的可行性。     

杭州雷峰塔遗址地下遥感考古研究

雷峰塔位于杭州西子国宾馆内 ,始建于公元 972年 ,于 192 4年倒塌 ,曾是著名的西湖十景之一--雷峰夕照。为了重现昔日的景观 ,浙江省政府、杭州市政府决定重建雷锋塔 ,为此需要对雷锋塔进行考古清理 ,包括地下部分的清理。为了确定塔基是否存在地宫 ,我们利用雷达设备对该塔基进行了探测 ,明确了地宫的存在。而且 ,地质雷达探测成果资料非常准确 :水平位置 1.0～ 2 .8m,纵向深度 1.3～ 2 .6 m处的雷达波异常反射 ,是由夯土层引起的。水平位置 1.5～ 2 .4 m,纵向深度 2 .6 m处的双曲线型拱起反射波同相轴是地宫顶板 (石板 )引起的。据此亦明确了地宫的大致位置。现场开挖发现地宫大小 (包括地宫周边砖墙 )为 0 .9× 0 .9m,高 0 .5 m,这与雷达图像资料吻合。     

探地雷达技术在岩溶探测中的应用

以黄河万家寨库区右岸岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例,分析了岩溶地质现象所产生的雷达波场异常的空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性.     

基于磁异常信号的油田地下管线探测方法

在油田开发过程中,为准确检测输油、输气、输水管线及光缆、电缆的分布、走向及埋藏深度,提出基于磁异常信号的地下管线探测系统:首先,根据磁异常信号探测原理,建立地球磁场模型,进行管线探测系统的软、硬件设计;其次,通过改变扫描时间间隔和探测方向,利用管线探测系统探测地下管线并分析探测结果;最后,分析地球磁场探测数据成像结果,...     

探地雷达在土地整治道路工程验收中的应用研究

道路验收工作中,厚度、压实度等工程参数常常是验收工作中的重要指标,基于探地雷达的道路工程质量检测技术在土地整治项目区的道路验收中可以达到无损、快速和准确。研究采用pulse EKKO PRO 1000型探地雷达,使用剖面法对道路工程混凝土路面进行雷达探测,结合现场钻孔取心进行电磁波速度修正,经过校正、增益、背景去噪、反褶积等多项预处理,有效抑制噪声,提高分辨力,最后根据相应的电磁波传播速度值完成厚度分析工作,获得不同设计标准的道路工程面层与基层的厚度结构与路面的均匀度情况。结果表明,探地雷达对道路厚度结构探测最大相对误差不超过1.43%,标准差介于0.08~0.66之间,可见其准确度超越了传统方法,精度可靠;经处理后雷达图像清晰,可同步了解道路面层与基层的介质均匀度情况,其中面层厚度起伏不大,个别路段基层压实不充分,厚度不均。符合设计标准与验收要求,为土地整治道路工程的验收与质量评价工作提供有效的帮助。     

探地雷达在探测岩溶中的应用

介绍了探地雷达的基本原理，总结出雷达波在不同介质中的传播特性。并通过工程实例证明了探地雷达探测岩溶的可行性和有效性。     

基于GprMax2D的土洞数值模拟与实测研究

文章根据覆盖型岩溶塌陷区第四系内土洞的性质特点及电性特征,使用GprMax2D软件构建多个土洞模型,对土洞探测进行数值模拟,分析不同频率地质雷达波对各种土洞的响应特征,之后与实际探测剖面进行对比。研究结果表明,雷达波频率为80MHz和200MHz这2种主频能满足探测浅部土洞分辨率的要求,而80MHz拥有更大探测深度,能够反映土洞深部更多的地质信息。     

地球物理数据网格化参数的确定及模型的选择

根据地质目标体不同,探测深度不同,物探测网所采用的比例尺不同,相同比例尺测量,由于异常细节差异,点线距不同,使得不同比例尺测网采集同一物探数据,由于网格化差异,异常形态不同。为了尽可能准确体现地下地质体的异常范围、异常形态,正确的选择网格化方法,使后期异常解释更准确,该文介绍了如何正确选择地球物理数据网格化参数的方法。     

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据,运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测,以查明下覆不良地质构造的发育情况.通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论,对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析,得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论.经过资料处理,查出不良地质构造赋存的位置,解释结果与钻探资料完全吻合.     

瞬变电磁法探测公路隧道工程中的不良地质构造

为了给公路设计部门提供选线依据，运用瞬变电磁法在山西境内的某两条高速公路隧道工程设计线路段上进行探测，以查明下覆不良地质构造的发育情况。通过对瞬变电磁法的探测能力进行理论上的讨论，对不同地电断面情况下的异常体电磁响应的定性分析，得出用瞬变电磁法探测不良地质体的可行性结论。经过资料处理，查出不良地质构造赋存的位置，解释结果与钻探资料完全吻合。     

基于CPML边界条件的水下地质雷达数值模拟

水下的地质雷达探测与常规的地质雷达探测具有显著的不同点。文中对CPML吸收边界条件的公式进行推导,并通过数值模拟对均匀介质以及非均匀介质中吸收边界条件的吸收效果进行了验证,数值模拟的波场快照证明了CPML吸收边界条件在水下的地质雷达数值模拟中具有很好的吸收效果。通过对水平层状介质模型以及倾斜层状介质模型开展数值模拟,并结合实际探测的雷达图像,证明地质雷达对于水下地层的探测能够取得良好的效果;通过对空洞体位于不同深度时的数值模拟,证明了地质雷达对于水下的空洞探测也能对其位置及规模进行较为准确的判断。这为水下地质灾害的探测提供了理论依据及指导。     

Subsurface target recognition in Utopia Planitia of Mars by Tianwen-1 FP-SPR simulation

As a cold and dry planet, Mars contains water resources in the form of water ice, so that the electromagnetic waves can be transmitted to the deep underground to get the information of the topography and subsurface geological structure. Subsurface penetrating radar(SPR) can be widely used in deep space exploration for a long time because of its non-destructive detection mode and its working characteristics not limited by visible light. It is an important type of equipment for detecting the subsurface structure of planets. Orbiter radar is mainly used in Mars exploration. However, because of its low resolution, it is difficult to describe the near surface structure, so there is a lack of radar data which can reflect the shallow information. In this paper, a three-dimensional near surface model of Utopia Planitia on Mars is established. In order to make the simulation results more reasonable, the key factors such as topographic relief, subsurface rocks and water ice, and the variation of dielectric constant in different layers are taken into account. Then the full polarization forward modeling is carried out by using the three-dimensional finite-difference time-domain method. The acquired full polarimetric subsurface penetrating radar(FP-SPR) data with noise is preprocessed and further processed by Pauli decomposition. The underground reflection can be picked up more clearly from the Pauli decomposition results. This work is helpful to identify more details of subsurface structures and provides a reference for the measured data in the future.     

Subsurface sandstone mapping by combination of GPR and ERT method

It is important to know the shape and distribution of sandstone bodies in the subsurface when forma-tion and migration of a dune model are determined.The information plays a significant role in identification of the continental oil and gas accumulation.In this study,the combination of ground penetrating radar (GPR) and electrical resistivity tomography method (ERT)is used in mapping the distribution of sandstone bodies in Yanchang Formation.Six GPR profiles and seven ERT profiles are used to analysis.GPR data show clear re-flections from the top interface of sandstones.ERT data show a continuous high resistivity anomaly correspon-ding to the sandstone body.Combined the reconstructed 3D images by GPR and ERT,the spatial distribution of sandstone bodies is described.     

古遗址区形迹特征的影像融合信息识别分析——以陕西省五陵原遗址为例

本研究以陕西省汉五陵原为研究区域,基于高分辨率影像(DOM航片)、多光谱影像(ALOS多光谱影像)和Quickbird融合影像数据,对五陵原遗址区结构性线状特征信息进行了提取。结果表明:融合后使影像隐含的空间纹理得到明显增强。用Gram-Schmidt方法的DOM和ALOS多光谱+NDVI融合影像,清晰地反映了遗址区的结构性线状特征;而Canny算法的边缘检测,能很好地提取遗址区显性和大量隐性的线状特征,对古遗迹的解译具有重要指示意义。     

基于虚拟仪器的雷达故障检测系统

结合对当今测试系统理论和虚拟仪器技术的研究,构建一套美国NI公司提供的以PXI检测设备为核心的基于LabVIEW8．6的专用综合测试系统。这套测试系统能有效地缩短维修周期、降低维修成本、提高维修可靠性,使雷达电子设备系统的检修水平跃升到一个新的台阶和高度。     

基于包络检波和STFT谱分析的探地雷达土壤分层信息识别

土壤分层信息,特别是表土层结构,对土地生产力具有重要影响,是评价土壤质量的一个重要指标。为了快速、准确地获取土壤分层信息,本文利用探地雷达对分层土壤进行了回波信号采集,并分别在时域和频域分析土壤层位置和层厚信息。首先在信号预处理的基础上,借助包络检波方法确定在土壤分层界面在时域上的位置;然后获取电磁波速度,得到土壤分层厚度。考虑到土壤介电常数与电磁波在土壤中传播速度的相关性,采用短时傅里叶变换方法（Short-time Fourier Transform,STFT）获取各土壤层时频域特征值,并利用回归分析建立特征值与介电常数之间的数学关系,实现对各土壤层的介电常数估算,从而计算出电磁波传播速度,进而确定土壤各层厚度。为验证算法的有效性,分别对理想模拟实验环境和农田环境进行了探地雷达实验,结果表明利用包络检波对探地雷达回波信息进行分析,土壤层检出率达到94.5%,借助STFT谱分析进行探地雷达回波速度估计,对于70 cm深度以上土层厚度计算误差大都保持在10%以下,但随着土壤深度的增加,误差变大。总体来说,本方法能有效识别浅层土壤的分层信息,可应用于实际生产中耕层厚度的估测。     

Variations of SST and thermocline depth in the tropical Indian Ocean during Indian Ocean Dipole events

Interannual variations in the surface and subsurface tropical Indian Ocean were studied using HadISST and SODA datasets.Wind and heat flux datasets were used to discuss the mechanisms for these variations.Our results indicate that the surface and subsurface variations of the tropical Indian Ocean during Indian Ocean Dipole(IOD)events are significantly different.A prominent characteristic of the eastern pole is the SSTA rebound after a cooling process,which does not take place at the subsurface layer.In the western pole,the surface anomalies last longer than the subsurface anomalies.The subsurface anomalies are strongly correlated with ENSO,while the relationship between the surface anomalies and ENSO is much weaker.And the subsurface anomalies of the two poles are negatively correlated while they are positively correlated at the surface layer.The wind and surface heat flux analysis suggests that the thermocline depth variations are mainly determined by wind stress fields,while the heat flux effect is important on SST.     

Climate variability and predictability associated with the Indo-Pacific Oceanic Channel Dynamics in the CCSM4 Coupled System Model

An experiment using the Community Climate System Model (CCSM4), a participant of the Coupled Model Intercomparison Project phase-5 (CMIP5), is analyzed to assess the skills of this model in simulating and predicting the climate variabilities associated with the oceanic channel dynamics across the Indo-Pacific Oceans. The results of these analyses suggest that the model is able to reproduce the observed lag correlation between the oceanic anomalies in the southeastern tropical Indian Ocean and those in the cold tongue in the eastern equatorial Pacific Ocean at a time lag of 1 year. This success may be largely attributed to the successful simulation of the interannual variations of the Indonesian Throughflow, which carries the anomalies of the Indian Ocean Dipole (IOD) into the western equatorial Pacific Ocean to produce subsurface temperature anomalies, which in turn propagate to the eastern equatorial Pacific to generate ENSO. This connection is termed the “oceanic channel dynamics” and is shown to be consistent with the observational analyses. However, the model simulates a weaker connection between the IOD and the interannual variability of the Indonesian Throughflow transport than found in the observations. In addition, the model overestimates the westerly wind anomalies in the western-central equatorial Pacific in the year following the IOD, which forces unrealistic upwelling Rossby waves in the western equatorial Pacific and downwelling Kelvin waves in the east. This assessment suggests that the CCSM4 coupled climate system has underestimated the oceanic channel dynamics and overestimated the atmospheric bridge processes.     

基于VIIRS数据的油气平台提取技术研究

油气平台作为海上油气资源勘探开发的主要设备之一,其数量与空间分布反映了一个区域油气资源的开发状况。普通光学影像易受天气状况影响,而雷达数据成本较高,这给油气平台的检测带来了一定的困难。由于油气平台作业过程中,需要灯光照明,同时伴气的燃烧也产生很强的灯光,因此可以通过检测灯光来实现油气平台的提取。针对VIIRS数据具有强夜间光探测能力,本文提出了一种卷积运算临界值法对海上油气平台进行提取。首先对2期不同时相的VIIRS数据进行卷积运算,对亮像元进行了增强处理,对背景像元进行弱化处理,从而明确区分疑似目标与背景,然后以0值为分界点,对疑似目标进行提取,最后利用油气平台相对静止的特性,通过邻域分析,实现油气平台的提取。结果表明,本文提出的卷积运算临界值法可以有效地提取油气平台,提取准确率约为85.4%,同时可以有效地减少由于经验阈值对提取结果造成的误差。