基于探地雷达的土体构型无损探测方法研究          下载免费PDF全文

吴全  姚喜军  陈晓东  赵敏  赵欢  云浩 《干旱区地理》2022,45(6):1860-1869

土体构型对土壤水分、溶质运移过程和作物成长等有显著影响,常规测量采用人工挖土壤剖面取样、实验室化验分析等方法,其周期长效率低。针对以上问题,以探地雷达波形及其图像为研究对象,从检测土体构型的属性（层次、层厚、土质）入手,提出了一种使用探地雷达快速测量土壤土体构型的无损探测方法。基于探地雷达波形图像的纵向梯度信息能够反应土壤分层,采用包络检波法从探地雷达回波中提取包络信号,利用Hilbert分析其瞬时相位来确定分层位置;鉴于土壤介电常数与雷达回波振幅的关系,采用探地雷达回波振幅反演各层介电常数,由介电常数推算雷达波在土壤中的传播速度,以此得到土壤剖面各层厚度;根据探地雷达波形图的图像噪声与土壤砂壤比之间存在定量关系,提出采用主成分分析方法对每一层土质的图像进行噪声估计求得各层土壤的含砂量,结合支持向量机进而辨识各层土壤土质。建立涵盖地域信息、土壤指标、探测信息、图像多特征融合信息的土体构型知识库,并编制快速识别土壤土体构型的信息系统,在内蒙古自治区呼和浩特市周边2个试验基地、6个采样点、4类土壤土体构型使用该方法进行野外探测验证。研究表明：在上述地区地表以下1 m范围内的土体构型识别正确率达到94%以上;探测的每层土壤厚度相对测量误差小于10%。该研究方法为土体构型快速检测应用提供了一种新的中观探测思路。  相似文献   

1882年欧洲拟动物化地图     

《地图》2014,(2):12-13

这幅由画家A.Belloguet创作的欧洲拟动物化地图,于1882年在幽香时布鲁塞尔出版。画中欧洲的主要图家和北丰、西亚、中亚都被画成滑稽的动物。  相似文献   

基于包络检波和STFT谱分析的探地雷达土壤分层信息识别     

李俐  付雪  崔佳  张超  朱德海  吴克宁 《地球信息科学学报》2020,22(2):316-327

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。  相似文献   

未饱和砂土含水量GPR反射波法检测研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

郭秀军  王淼  张刚  侯黎  孙鹏  孟庆生 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2010,40(11)

未饱和砂土含水量变化会引起介电性质改变,影响土体中电磁波传播速度。利用GPR反射波法测得土体电磁波速后,基于正确的土体介电常数模型可求得含水量,这一过程具有快速、连续、无损特点。为实现目标,以不同粒径组成的3组典型砂土为样品,利用探地雷达反射波法测定其介电常数,研究影响土样介电常数的关键因素和遵循的介电常数模型,讨论基于介电理论的土体含水量求取方法。研究表明粒径级配差异不会引起砂土介电常数较大变化;含水量是决定其介电常数的关键因素,两者关系可采用拟合的Topp或Alharathi型公式表示;砂土介电常数遵循Looyenga混合介电常数模型。研究成果在土方路基含水量连续检测中得到有效应用。  相似文献   

山东几处典型麦饭石矿床的地质特征及其主要物化性能     

石玉臣  柴永昌  李寿山 《山东国土资源》2000,(2)

山东境内至今已发现几十处麦饭石矿 ,其中以“泰山麦饭石”、“雪花山麦饭石”和“青岛麦饭石”较为典型。三者均为风化—半风化状的中酸性岩浆岩 ,其化学组分与国内、日本的典型麦饭石矿床基本一致 ,主要物化性能为溶出性、吸附性、双向调节性、生物活性效应和复用性等。  相似文献   

利用数字探地雷达确定土壤水量     

Chanzy  A 张保祥 《物探化探译丛》1998,(6):72-77

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ESTIMATION OF SOUNDING ABILITY OF A BRILLOUIN LIDAR IN THE EAST CHINA SEA     

吴东宋小全  刘智深 《中国海洋湖沼学报》2001,19(3):193-199

Vertical profiles of sound speed in the sea can be measured by using laser excited Brillouin scattering. In this paper the dependence of the accuracy of sound speed measurement on the accuracy of the Brillouin shift measurement is analyzed. We calculated the maximum detecting depths of sound speed to an accuracy of 1 m/s by lidar with different laser pulse energy, platform altitude, telescope aperture and lidar effective attenuation coefficient. The estimation of sounding ability in the East China Sea is made in some stations. These data can be used in the design of Brillouin Lidar for the China Sea.  相似文献   

区域化探样品中铍等14个中,难挥发元素的光谱测定     

陈景伟 《地质实验室》1997,13(2):84-85

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蓝田膨润土的发现及其物化性能研究     

贾建业  刘建朝 《地球科学与环境学报》1993,(1)

蓝田膨润土系笔者首次发现,本文初步研究了该膨润土的成分、属性、物化性能及其地质特征等。经研究认为,蓝田膨润土属钙镁基土,是比较少见的类型;除含大量蒙脱石外,还含一定数量的有益组分——凹凸棒石和高岭石;物化性能尚好;沉积成因,具有一定的规模和应用价值,建议应进一步进行普查找矿和应用开发研究。  相似文献   

地表起伏对地下管线GPR探测的影响     

曾波  刘硕  杨军  冯德山  袁忠明  柳杰  王珣 《物探与化探》2023,(4):1064-1070

地下管线是城市的重要设施,承担着能源输送、信息传递等功能,为城市生活提供了便利和保障。探地雷达(ground penetrating radar, GPR)作为一种高分辨率、高精度、非开挖、非破坏性的探测技术,在管线测量中具有巨大的优势。然而地表地形复杂,多有起伏,对于GPR探测地下管线有很大的影响。因此,本文采用有限单元法对地下管线探测进行了数值模拟,该方法可以与非结构网格结合,更好地拟合地表起伏地形;此外,介绍了如何进行高度校正,将所得剖面数据与地形相吻合,更容易分析异常体特征。最后开展了两个数值实验,分析了起伏地表对于不同埋深、不同间距、不同材质及不同填充物管线探测的影响,为GPR数据解释提供理论基础。实验结果表明,因地表起伏原因,波形和反射波能量将发生畸变,并不能作为判断管线信息的唯一依据。因此,需进行高度校正,利用双曲线的顶点来判断管线的埋深、材质等信息。  相似文献