Multi-frequency synthetic-aperture imaging with a lightweight ground penetrating radar system     

Steven K. Koppenjan  Curt M. Allen  Duane Gardner  Howard R. Wong  Hua Lee  Stephanie J. Lockwood 《Journal of Applied Geophysics》2000,43(2-4)

The detection of buried objects, particularly hazardous waste containers and unexploded ordnance (UXO), has gained significant interest in the Unites States in the late 1990s. The desire to remediate the thousands of sites worldwide has become an increasing concern and the application of radar to this problem has received renewed attention. The US Department of Energy's Special Technologies Laboratory (STL), operated by Bechtel Nevada, has developed several frequency-modulated, continuous-wave (FM-CW) ground penetrating radar (GPR) units. To meet technical requirements for higher-resolution data, STL and the University of California, Santa Barbara (UCSB) is investigating advanced GPR hardware, signal processing, and synthetic-aperture imaging with the development of an innovative system. The goal is to design and fabricate a lightweight, battery-operated unit that does not require surface contact, can be operated by a novice user, and can achieve improved resolution. The latter is accomplished by using synthetic-aperture imaging, which forms the subsurface images by fully utilizing the data sequences collectively along a scan path. We also present the backward propagation algorithm as the basic structure of the multiple-frequency tomographic imaging technique, and the conventional fast Fourier transform (FFT) method which can be described as a degenerated case of the model where the computation procedure is approximated under the narrow-beam assumption.  相似文献   

Late Quaternary drainage reorganization assisted by surface faulting: The example of the Katrol Hill Fault zone,Kachchh, western India     

Deepak M. Maurya  Prabhuti Tiwari  Mohamedharoon Shaikh  Atul K. Patidar  Naimisha Vanik  Akash Padmalal  Laxman S. Chamyal 《地球表面变化过程与地形》2021,46(7):1268-1293

Drainage reorganization on restricted temporal and spatial scales is poorly-documented. We attempt to decode the relatively complicated mechanism of drainage realignment involving two small rivers that show structurally controlled, highly anomalous channel networks. We provide geomorphic and shallow subsurface evidence using ground-penetrating radar (GPR) for the presence of a buried paleo-valley flowing northward through the wind gap and surface faulting along the range bounding Katrol Hill Fault (KHF) which correlates with the previously known three surface faulting events in last ~30 ka bp . Most of the present river channels and the KHF zone are occupied by aeolian miliolite (local name) which is stratigraphic and lithologic equivalent of the Late Quaternary carbonate rich aeolianite deposits occurring in several parts of the globe. The history of drainage evolution in the study area comprises pre-miliolite, syn-miliolite and post-miliolite phases. Geomorphic evidences show that the paleo-Gangeshwar River flowed north through the wind gap and paleo-valley, while the short paleo-Gunawari occupied the saddle zone to the east of Ler dome prior to and during the phase of miliolite deposition which ended by ~40 ka bp . Southward tilting of the Katrol Hill Range (KHR) due to surface faulting cut off the catchment of the paleo-Gangeshwar River. The abandoned catchment stream extended its channel eastward along the strike through top-down process while the paleo-Gunawari River extended its course westward by headward erosion (bottom-up process). As the channels advanced towards each other they joined to produce the “S”-shaped bend which formed the capture point. We conclude that multiple surface faulting events along the KHF in the last ~30 ka bp , resulted in uplift and tilting of the KHR which caused drainage realignment by river diversion, beheading and river capture. Our study shows that the complexity of drainage reorganization processes is more explicit on shorter rather than longer timescales.  相似文献   

2017年西藏米林MS6.9地震前地磁垂直强度极化异常特征          下载免费PDF全文

李霞  冯丽丽  赵玉红  刘磊  苟智栋  樊文杰  贺曼秋  廖晓峰  艾萨·伊斯马伊力 《地震学报》2021,43(5):584-594

基于中国大陆65 个地磁台站秒采样观测资料,利用地磁垂直强度极化方法提取了2017年西藏米林M_S6.9 地震震中及附近区域超低频电磁异常信号并分析其时空演化特征。结果显示:米林M_S6.9 地震前在青藏高原出现了大范围的地磁垂直强度极化高值异常,异常过程共持续9天;高值异常开始于2017 年10 月30 日,高值持续3 天之后出现短时间下降,随即转折上升,再次出现高值异常并持续了4 天,在此过程中各高值台站的时序曲线呈现出单峰或双峰的形态。空间分布图显示高值异常在中国大陆西部区域反复出现,尤其是在青藏高原巴颜喀拉地块与羌塘地块的交界处。异常呈“出现—扩大—收缩—消失—扩大—消失”的演化过程,10月31日异常面积达到最大值。异常过程结束后10天发生了西藏米林M_S6.9地震,震中距离10 月31 日异常阈值线5 km。综合分析认为,此次异常与米林地震具有较强的时空相关性,是可靠的地震电磁前兆异常。   相似文献   

青海地区地震磁扰动异常特征研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

李霞  冯丽丽  赵玉红  刘磊  苟智栋 《地震工程学报》2021,43(1):99-104,112

以青海地区8个测点磁通门秒采样观测数据为研究对象,利用地磁垂直强度极化法结合该区域中强地震背景进行分析。基于极化背景场变化特征提取震磁异常在研究区实际应用中取得以下认识:多台站同步极化高值异常对于2个月以内青海地区5级左右及以上地震有一定映震能力,且异常具有一定信度;测点密度均匀分布情况下,震中位置基本位于极化高值区域。  相似文献   

原子模型对散射偏振理论轮廓的影响     

李昊  屈中权 《天文学报》2014,55(5)

太阳磁场的诊断是太阳物理研究中非常重要的一部分.斯托克斯参量I、Q、U和V可以用来完整描述偏振光的信息,对观测得到的斯托克斯光谱进行反演可以诊断太阳磁场的信息.近几十年来,塞曼效应成为磁场诊断的主要手段,利用塞曼效应使谱线产生的分裂可以诊断强度达到几百高斯的强磁场,但是在太阳宁静区中存在大量强度小于100 Gs的弱磁场,对于弱磁场可以利用汉勒效应来诊断,应用汉勒效应诊断弱磁场一直是磁场诊断的主要内容之一,需要对偏振的产生机制有更完整的理解.文章的主要内容是研究在采用不同原子模型的假设下,由散射产生的谱线轮廓的区别,以及在存在磁场时,不同原子模型谱线的汉勒效应的区别.以中性镁为研究对象,选取了7能级、4能级和2能级原子模型,分别研究了这几个原子模型对散射偏振和汉勒效应的影响.发现2能级原子模型和多能级(7能级和4能级)原子模型产生的谱线的偏振度有很大的区别,并且在2能级原子模型假设下b_4线不存在下能级的汉勒效应,但是在多能级的原子模型下b_4线仍存在下能级的汉勒效应.对比7能级原子模型和4能级原子模型,谱线的偏振度只有很小的变化,汉勒效应的表现也基本相同.主要结论如下:在利用中性镁b 3线的线偏振轮廓Q/I反演磁场时,至少需要采用4个能级的原子模型.这主要依赖于谱线形成区域的原子的能级分布,原子能级占有数多的能级在研究中是必须考虑的.  相似文献   

基于比值法的多源多时相数据城区变化检测     

乐颖  夏元平 《测绘通报》2022,(2):56-61

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。  相似文献   

InSAR与激光雷达测高集成的马兰山冰川物质平衡变化     

庞书剑  柯长青  周兴华  张其兵  范宇宾  喻薛凝 《遥感学报》2022,26(10):2094-2105

冰川物质平衡是反映冰川消融与积累关系的重要指标,也是联系冰川与气候变化的纽带,对于评估冰川动态变化具有十分重要的意义。马兰山冰川位于青藏高原北部,作为东昆仑山系中消融最为剧烈的冰川之一,为了评估其在全球气候变暖背景下的物质平衡变化,利用TerraSAR-X/TanDEM-X合成孔径雷达数据、ICESat-2激光雷达高度计数据、SRTM DEM数据,基于合成孔径雷达干涉测量和激光雷达测高技术对其2000年—2020年高程变化进行了研究,并估算了物质平衡。结果表明：近20年来,该区域41条冰川平均表面高程变化-5.64±0.96 m,物质平衡为-0.24±0.06 m·w·e/a,呈明显负平衡状态。其中,2000年—2012年冰川的消融速度（-0.30±0.04 m·w·e/a）要略快于2012年—2020年消融速度（-0.22±0.11 m·w·e/a）。结合GPCC（Global Precipitation Climatology Centre）降水与GHCN_CAMS（Global Historical Climatology Network）气温再分析数据集可知：自2000年以来,马兰山冰川整体受夏季气温升高影响,消融剧烈,年降水量微弱增加仅弥补了少部分由升温带来的物质亏损。此外,由于2012后气温增速变慢,夏季气温波动降低,导致了冰川在2012年—2020年间消融速度有所减缓。根据Landsat-7遥感影像发现,马兰山南坡存在一条跃动冰川,跃动发生于2007年—2012年间,冰川末端在此期间异常增厚并前进了约251 m。  相似文献   

云偏振遥感综述     

王宇瑶  麻金继  李婧晗  洪津  李正强 《遥感学报》2022,26(5):852-872

云是指停留在大气层中的水滴或冰晶胶体的集合体,也是地球上庞大水循环产生的有形结果,在全球气候中扮演着重要的角色。偏振遥感对光的辐射强度、方向、相位以及偏振状态等波谱特性进行描述,丰富了观测信息量,提升了观测信息的维度。为了更好地了解偏振遥感云的优势,本文对国际上发射的POLDER、APS、DPC等标志性的偏振传感器的特征和云反演算法进展进行了总结,涉及到相关偏振载荷参数信息、云参量算法的介绍和产品等相关内容,并就经典偏振云参量算法做了详细的总结和评价。随着国际上后续偏振传感器快速增加,对未来偏振传感器的发展方向和相关算法进行了展望。  相似文献   

高分多模卫星大气校正总体设计与在轨验证     

余婧  杨文涛  李正强  侯伟真  裘桢炜  李雨廷  葛邦宇 《遥感学报》2022,26(5):1039-1050

高分多模卫星搭载中国首台民用大气同步校正仪,可以对同平台的高分辨率相机观测区域进行时间同步、视场覆盖的大气参数测量,实现对高分辨率图像的大气校正。文章论述了高分多模卫星大气同步校正的总体设计思路,并给出了时空同步、多谱段、多偏振通道探测体制的设计方案和地面验证结果。高分多模卫星入轨以后,对大气同步校正仪的大气参数反演效果和高分辨率图像的校正效果进行了分析,结果表明利用大气同步校正仪测量数据对大气气溶胶光学厚度（AOD）和大气水汽含量（CWV）的反演结果可信,对高分辨率图像有较好的大气校正效果。  相似文献   

加权全极化SAR图像分类下的功能区土地时空变化特征提取     

杨俊  刘灵辉 《测绘通报》2022,(7):138

为准确分析功能区土地时空演变情况,需准确区分土地时空变化的相关特征,本文设计了功能区土地时空变化特征提取模型。首先采用全极化分解和灰度共生矩阵,对SAR图像中反映功能区土地时空变化的、不同地物的各类散射特征和纹理特征进行分类。然后确定最佳加权全极化特征组合,将该组合输入随机森林模型,完成最终图像中地物分类。最后以湖南省某市生态功能区土地时空变化特征为例,实现功能区土地时空变化特征分类提取。测试结果表明,该模型采用加权全极化特征组合,可准确描述地物分布情况,保证地物的可靠分类,能实现较好的提取效果。  相似文献