三维探地雷达在道路检测中的研究与应用

近年来,城市建设的发展及地下空间的开发利用在为群众生活带来便利的同时,一定程度上也导致了城市道路病害的发生,道路塌陷事故频发促使需要对城市道路进行一次全面的体检。本文基于三维时域有限差分方法原理的GprMax,对地质雷达在充气型管道、方涵、空洞等的传播特性进行了数值模拟,初步建立了雷达图像的正演特征模型,并以三维探地雷达在天津地区的道路检测工作为例,对雷达数据体的图像特征进行分析,同时介绍了城市道路地下病害体检测中的相关经验和应用,为道路检测提供了技术方法和指导。     

探地雷达在人行道地下病害体检测中的应用

近几年,城市道路地面塌陷事故不断发生,尤其是人行道塌陷事故对人民群众生命财产安全和城市安全运行秩序影响较大。本文利用探地雷达快速、便捷、无损、精度高、准确的特点,对兰州市城区道路进行地下病害体探测。通过对探测结果和成因统计进行分析发现城市人行道病害体检测不容忽视。所探测区域结果显示人行道病害体数目占比超过总病害体数目的 1/5,而且多种病害体成因容易相互叠加加速病害体的形成和发育,使得人行道塌陷事故发生的可能性增大。本文对3处典型的人行道病害体进行钻探验证和分析,发现探地雷达方法对道路浅层隐蔽性病害体识别应用效果较好,为相关部门制定针对性的处理措施提供依据和城市道路安全运行提供有力支撑。     

地质雷达在北京地铁地下空洞探测中的应用研究

地质雷达对地下空洞等异常地质的探测成果可有效避免城市地铁建设对周边环境和施工安全产生的不良影响。本文介绍了地质雷达的构成和测量原理,利用地质雷达对城市地铁建设途经部分路段地下地质情况进行了探测,针对探测成果对地下空洞位置、深度、面积等基础地理信息资料进行了分析,为制定地下空洞处理方案和消除工程施工安全隐患提供了保障。     

基于InSAR及综合物探方法的道路塌陷分析北大核心CSCD

城市道路塌陷是近年来被关注的重点问题,涉及城市道路地下管线、水及土质等多种因素,具有隐蔽性、突发性和破坏性,因此及时探测排查隐患十分必要。目前已有多种物探手段可用于城市道路塌陷的探测。本文以西宁市部分街道为例,通过InSAR技术对其进行大范围普查,对出现沉降异常的重点区域采用地质雷达法、高密度电法、面波法等综合物探的方法进行探测,以弥补单一物探的不确定性和局限性,最后利用钻探的工程手段,针对不同物探方法的优缺点,建立了由面到线、由线到点、由浅至深、因地制宜的隐患排查系统,具有高效、低成本的优点。进一步探索适用于青海湿陷性黄土地区城镇道路的精细化探测手段,经验证可行性良好,可为预防道路塌陷提供更科学的依据。     

探地雷达图像异常识别中YOLO目标检测算法的研究

在城市道路的病害体探测方面,国内外普遍使用探地雷达进行检测,在探地雷达成果图像的异常体解释识别中,动辄几十条上千米的测线极大地增加了解释人员的工作时间,对它的判读容易造成人脑疲劳,增大误判率。本文对Google开源的TensorFlow框架下YOLO(you only look once)神经网络模型进行了训练和识别,测试了人工智能下的深度学习对探地雷达数据资料解释的有效性。     

地质雷达在地下管网普查中的应用

随着智慧城市的推广,智能化建设进程得以高速发展,随之如何开发及利用城市地下空间就显得格外重要。城市地下管线作为城市的重要基础设施已由单一、简单的形式发展到多权管理、多类别、布局交错的地下网络(管网),常规的探测技术已经不能满足需要。探索地下空间难以确定目标体的最先进的技术手段就是地质雷达。本文就地质雷达在地下管线中的原理和方法进行了较为详细的论述。     

基于MMS的道路养护信息管理系统

利用移动道路测量系统实时采集道路影像信息,并对其进行道路病害检测,根据检测结果对道路养护信息进行维护和管理,从而可加快道路养护信息的采集和更新的速度,提高道路养护数据的管理效率。     

瞬变电磁雷达探测不同材质地下管线

随着城市化进程的加快,地下市政管线迅速增长,地下管线普查是一个跨行业、跨部门、多学科的新兴产业,又是一个涉及部门多、工作面广、技术复杂的系统工程。地下管线探查目前仍以管线仪、地质雷达为主。在城市未知管线盲探时,地质雷达由于功率小、频率高、探测深度有限,在实际工作中仍有许多问题有待解决。基于此,本文从瞬变电磁法原理、浅层瞬变电磁技术出发,利用中心回线装置、全期视电阻率计算、雷达波谱图像处理等瞬变电磁雷达技术,针对城市不同材质地下管线开展室内试验,并与地质雷达进行现场试验对比,通过依托工程验证了瞬变电磁雷达在城市不同材质地下管线的探测效果;总结了不同材质地下管线的视电阻率特征,说明用视电阻率法探测城市地下管线的可行性,为瞬变电磁雷达在城市地下管线普查、厂区或住宅区地下管线探测、施工场地管线探测和专业管线探测方面开辟新的应用。     

基于车载激光点云的道路病害提取技术研究

相较于传统摄影测量及人工视觉检测道路病害的方法,车载移动测量系统具有实时、动态、高精度和高密度等优点,它可以大面积、高分辨率、快速地获取目标地物的三维空间信息。本文采用车载移动测量系统作业,进行沿线激光点云数据采集以及全景影像数据采集,应用Vsurmap后处理测图软件的单、双全景采集功能对道路病害进行提取。     

重力垂直梯度测量探测能力的正演

重力垂直梯度测量是一种探测地质构造、小地质体位置的技术,但利用该技术对地下空洞的探测还没有深入地研究.通过假定地下空洞的位置和体积,采用正演方法对重力垂直梯度测量探测地下空洞的能力进行研究,分析不同埋深及体积的人造空洞对地面重力及重力垂直梯度的影响;并利用CG-5重力仪进行了初步实验.实验表明:重力垂直梯度对浅层地下空...     

车载探地雷达地下目标实时探测法

中国的城镇化加快了地下空间大规模开发与利用的进程。摸清地下空间目标的分布状况,保障城市可持续发展和地下空间资源的永久利用,是维护未来城市安全中的重要任务。探地雷达(GPR)凭借其数据采集速度快、成像分辨率高、无损检测等优点在地下空间资源调查中得以广泛应用。但仍存在GPR数据地下目标识别不准确、自动化程度低等缺陷,自动检测GPR数据中的地下目标或目标缺陷仍然是一个亟待解决的难题。为此,本文分析并确定了GPR影像中可进行识别的城市道路地下空间的7类典型目标(如雨水井、电缆等)。并根据其反射信号特征,标记了GSSI SIR30设备以400 MHz波段采集的GPR数据中的典型地下目标,构建了GPR地下目标样本库,共包含7类总数为3033个。通过迁移学习的方法,精调预训练后的Darknet53网络参数,通过端到端的YOLOV3检测方法完成地下目标的自动识别与定位。最后,利用深圳福田区彩田路GSSI SIR30装备以400 MHz波段采集的GPR数据进行试验验证。试验结果表明,本文提出的基于深度学习的地下目标探测方法对城市典型地下目标的检测精度和召回率达到85%以上,检测速度达到了16帧/s,能够有效探测GPR数据中的城市地下目标。     

三维探地雷达在城市地下管线探测中的应用

城市的扩建、旧城的改造以及水生态建设等都离不开对城市原有地下管线的调查,精准探测地下管线的分布情况是保障管线安全和确保市政工程正常运行的重要工作.为提高城市地下管线探测精度,本文采用三维探地雷达在东莞进行管线探测研究.结果表明,三维探地雷达能显示不同方向、不同埋深、不同类型的地下管线,在城市地下管线探测工作中应用效果显...     

探地雷达在城市管线测量中的应用研究

探地雷达作为一种新的城市管线探测方法,在城市测量应用中逐步得到推广,通过使用LD9000型探地雷达对天津市部分区域进行综合管线探测和分析,阐述了探地雷达在城市管线测量中的应用原理和测量过程,得出有益建议。     

融合毫米波雷达与单目视觉的前车检测与跟踪

对现有融合雷达与视觉的车辆检测方法进行改进，增加目标跟踪过程，进一步提升城市复杂环境下智能车前方车辆信息感知的准确性。首先，针对雷达数据处理，提出一种基于层次聚类的雷达杂波剔除方法；其次，针对视觉数据处理，提出一种基于目标景深的自适应车辆检测方法；最后，提出一种基于核相关滤波器（kernelized correlation filter，KCF）-扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter，EKF）组合滤波的目标跟踪方法，对车辆几何与运动信息进行了有效估计。通过在不同交通环境与天气状况下进行实车实验，结果证明，该方法具有更好的可靠性与鲁棒性。     

基于比值法的多源多时相数据城区变化检测

针对中、低分辨率影像采用常规分类方法进行变化检测无法取得理想效果的问题,本文提出了一种基于比值法的雷达数据和光学影像相结合的城市变化检测方法。该方法综合雷达数据和光学影像的优势,以赣州定南县为研究对象,首先利用比值法分别对两种数据源进行城市变化检测,然后通过分析城区地物目标散射特性,对多个时相变化情况进行真彩色合成,最后结合城市建设规划进行分析验证,从而完成城市实时动态变化检测。试验结果表明,利用多源多时相数据进行比值法可成功地提取出试验区域的变化信息,在城区建筑变化检测中,纹理信息更清晰,准确性更高。     

新建县城区地下管线综合普查及系统建库

近年来,随着城市化进程的加快,现有的地下管线资料不能够满足城市建设的需求。本文结合南昌市新建区地下管线的实际情况,根据该城区地下管线普查项目,阐述了城市地下管线探测的方法和关键技术的实际应用以及地下管线的系统建库。     

桥梁振动监测雷达的设计与实现

针对传统桥梁振动检测方法过程复杂、成本高、精度低、效率低等问题,利用调频连续波技术和干涉测量技术,设计了一个操作方便、精度高、系统小、成本低的桥梁振动监测雷达。利用该雷达对北京地铁某一桥梁在过车时的振动状态进行了监测。试验结果表明该雷达能够准确测量桥梁的强迫振动和自振。所提出的由雷达回波相位反演桥梁形变信息的方法能够有效地测量桥梁振动状态,从而提高桥梁振动状态检测的分辨率及效率。该系统可以应用于桥梁的监测、预警和维护,具有广阔前景。     

论城市地下管线MIS与城市规划管理的关系——以胶南市城市地下管线MIS为例

在分析山东省胶南市城市地下管线M IS的基础上,从两个方面论述了城市地下管线与城市规划管理的关系,认为城市地下管线M IS和城市规划管理之间相互作用、互为补充、关系密切。城市地下管线M IS为城市规划管理工作提供了准确而有现势性的基础资料,提高了规划管理的工作效能和城市规划管理水平;城市规划管理保障了城市地下管线M IS数据的动态更新和现势性,实现地下管线从规划设计审批竣工测量,到系统数据更新的全过程动态管理。     

基于探地雷达的古墓遗址探测及数据后处理方法

探地雷达用于地下考古目标和地下遗址分布的确定,为探地遥感应用开辟了广泛的应用前景.以浙江、绍兴印山大墓为地下探测特定目标,针对长江下游地区地下水位高、土壤潮湿使电磁波被地下水大量吸收而无法很好地深入地下,目标回波信号幅度小、信噪比低而影响探测结果,以冲击脉冲雷达和线性调频雷达两种方式对地下目标作用,以获取同一地下目标的各种电特征数据和地下目标同一物理特征的不同电参量表示,提高接收信号的信噪比,增加探测深度.并用回波能量相关方法辨别地下古代遗址的外形轮廓以确定目标位置.选择不同天线位置,对地下目标的反射特性参数做聚类处理.利用图像处理方法,使地下古墓廓线三维反演成像,并使位置误差最小.为古墓的无损探测提供了一种可行的方法.     

Extracting urban water bodies from high-resolution radar images: Measuring the urban surface morphology to control for radar’s double-bounce effect

Satellite remote sensing is an effective method for extracting water bodies on a large scale. Radar imagery, such as synthetic aperture radar (SAR) imagery, can penetrate clouds and provide opportunities for water body identification when in situ observations are difficult to obtain because of severe weather conditions. However, when using SAR images in urban areas to extract water bodies, the radar’s double-bounce effect results in complicated backscatter patterns of water near urban features such as buildings due to the side-looking properties of SAR sensors and the vertical urban structures. Therefore, the objective of this study is to propose a reliable urban water extraction framework for SAR images that integrates urban surface morphological features for controlling radar’s multiple bounces. Statistical (logistic regression) and machine-learning (random forest) models were used to explore how radar’s double-bounce effect influences the prediction performance of urban water extraction. Our findings indicate that when extracting urban water bodies, urban water’s backscatter values could be significantly interfered by the neighboring building density above a threshold height that contributes to radar’s multiple bounces. Without model calibration, our framework incorporating urban surface morphology demonstrates high prediction ability with an Area Under the Curve (AUC) of 0.914 and with 97.0% of urban water cells correctly identified by testing in another city sharing similar urban forms. In summary, our study provides a better understanding of the role of the urban surface morphology in the double-bounce effect in SAR images, specifically for differentiating urban water and land, thereby improving the accuracy of urban water extraction and enhancing the feasibility of further applications of SAR imagery under complex urban landscapes.