Давайте поговорим немного о том, как собираются данные при использовании георадара и что это означает.

Как мы ранее обсуждали, при выполнении георадарной съемки устройство использует исходную антенну (Tx) для отправки импульсов волн с различной частотой в землю. Волны проходят через любой материал, находящийся под землей, и искажаются в зависимости от композитных или диэлектрических свойств материала.

На определенных уровнях, где подповерхностные диэлектрические свойства внезапно меняются, волны подвергаются пропусканию, отражению и / или преломлению. Затем приемная антенна (Rx) измеряет это искажение волновых сигналов.

Rx чувствителен к электрическим полям, переносимым сигналами электромагнитных волн, преобразуя входящие сигналы георадара в электрический ток. В конечном итоге Rx измеряет амплитуду и поляризацию входящих сигналов электромагнитных волн как функцию времени.

Волновые сигналы для георадара проходят через землю со скоростью, очень близкой к скорости света. Это означает, что время прохождения сигнала от Tx до земли и обратно до Rx очень короткое. Временные ряды, собранные для одного импульса GPR, обычно занимают до нескольких сотен наносекунд после генерации сигнала.

Поскольку измерения GPR для одного импульса настолько короткие, их можно повторять несколько раз для одной и той же пары Tx - Rx в одном и том же месте. Это позволяет улучшить качество данных за счет суммирования.

Визуализация

2D-визуализация: радарограмма

Чтобы получить представление о заглубленных объектах, измерения с помощью георадара выполняются в нескольких местах с использованием определенной конфигурации съемки. Для обычного смещения данные обычно собираются по одному или нескольким 2D профилям.

Горизонтальная ось соответствует положению Rx относительно Tx для конкретного измерения. Вертикальная ось показывает общее время прохождения измеренных сигналов. Зная скорость электромагнитной волны, вертикальная ось иногда представлена ​​приблизительной глубиной. На шкале серого отображается амплитуда возвращаемого сигнала в каждый момент времени и в любом месте.

3D визуализация

Данные георадара можно визуализировать в 3D, если они собраны по нескольким линиям профиля. Ниже приведены два примера этого. Каждый 2D-профиль строится отдельно. В правом нижнем углу мы видим данные георадара, собранные по нескольким подземным резервуарам для хранения. Показанное изображение состоит из нескольких горизонтальных срезов.

Обработка

Прежде чем необработанные данные можно будет представить в виде окончательного изображения, понятного людям, необходимо выполнить несколько этапов обработки.

Штабелирование

Суммирование описывает процесс усреднения набора повторяющихся импульсов георадара с целью уменьшения шума и улучшения интерпретации. По сути, суммирование улучшает отношение сигнал / шум для собранных данных георадара. Как видно из приведенных ниже примеров, чем больше показаний мы складываем, тем четче мы видим когерентные сигналы георадара.

Сглаживание

Другой метод, используемый для улучшения интерпретации собранных георадарных данных, - это сглаживание. В георадарных системах частота дискретизации данных такова, что возвращаемые вейвлет-сигналы должны быть достаточно гладкими и видимыми. С другой стороны, случайный шум совершенно некогерентен. Когда к данным применяется сглаживание, оно снижает амплитуду некогерентного шума, сохраняя при этом естественно сглаженные сигналы в данных. Одним из примеров методов сглаживания является скользящая средняя. Мы можем видеть, что чем больше точек данных во времени используется для среднего, тем легче распознается вейвлет-сигнал.

Спасибо за чтение! Дайте нам знать, если у вас есть какие-либо вопросы в комментариях, и обязательно загляните на наш сайт, чтобы узнать больше о наших продуктах и ​​услугах.