J4

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

探地雷达测量近地表含水量的研究

董航1,2，刘四新1，王春晖3，曾昭发1，鹿琪1，王者江1，易兵1   

  1. 1.吉林大学 地球探测科学与技术学院，长春 130061;2.中国科学院 东北地理与农业生态研究所，长春 130012;3.中国地质调查局 水文地质环境地质调查中心，河北 保定 071000
  • 收稿日期:2008-05-09 修回日期:1900-01-01 出版日期:2009-01-26 发布日期:2009-01-26
  • 通讯作者: 刘四新

Study on Near-Surface Water Content Measurement by Ground-Penetrating Radar

DONG Hang1,2, LIU Si-xin1,WANG Chun-hui3, ZENG Zhao-fa1, LU Qi1, WANG Zhe-jiang1, YI Bing1   

  1. 1.College of GeoExploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China;2.Northeast Institute of Geography and Agroecology, CAS, Changchun 130012, China;3.The Institute of Hydrogeology and Engineering Technique, CGS, Baoding,Hebei 071000,China
  • Received:2008-05-09 Revised:1900-01-01 Online:2009-01-26 Published:2009-01-26
  • Contact: LIU Si-xin

摘要： 为充分验证探地雷达方法用于测量近地表含水量的有效性和可靠程度，基于探地雷达的反射波法，根据介电常数、电磁波传播速度和含水量三者之间的关系，着重分析了探地雷达反射波法用于测量含水量的相关理论和特点，设计了适用于高频雷达信号的速度分析算法，建立了用于分析该问题的局部含水层模型。利用FDTD方法模拟分析了不同测量方式下，局部含水层的探地雷达响应，借助速度分析理论及Topp公式，反演得到了研究区域的含水量。

关键词: 探地雷达, 局部含水层, 速度分析, 正演模拟, 雷达

Abstract: For the sake of verifying adequately the feasibility of GPR method in the use of measuring near surface water content, based on GPR reflected wave method, according to the relations of dielectric constant, electromagnetic wave velocity and volumetric water content, the corresponding theory and characteristic of GPR reflected wave method was analyzed in detail. A velocity analysis algorithm that applied to high frequency radar signal was introduced, and a local aquifer model was established. The Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method was used to model the GPR response of the local aquifer under different measurement acquisitions. On the combination of the velocity analysis theory and the Topp formula, the water content were obtained by inverse modeling.

Key words: ground-penetrating radar, local aquifer, velocity analysis, forward modeling, radar

中图分类号: 

  • P641.1
[1] 李海港, 王涛, 杨艳伟, 董学征, 廖利勇, 付晓东, 刘硕磊, 倪雨苗.  基于深度学习的地下管线探地雷达数据反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 1026-1037.
[2] 李祥, 姚忠劭, 陈进, 王珑浩.

 基于不同物探方法的高寒高海拔地区隧道地质信号特征 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 703-712.
[3] 刘财, 商耀达, 鹿琪, 徐杨杨. GPR信号去噪的变分模态分解[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 1042-1053.
[4] 于明浩, 巩向博, 万晓杰. 复杂地表相控震源正演模拟与照明分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 2034-2041.
[5] 宋文鹏, 李静, 熊洪强, 张领, 王艳龙, 刘忠富. 嫦娥四号探月雷达数据成像及月壤分层结构解释[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(6): 2051-2059.
[6] 罗明, 何叶, 周江江, 贾培蒙, 吕华星. 砾砂岩不均匀展布引起的构造畸变[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(4): 1360-.
[7] 戴前伟, , 丁浩, , 张华, , 张豪, .

基于变分模态分解和奇异谱分析的GPR信号去噪 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(3): 701-712.
[8] 贾会会, 张海清, 李克达, 张小朋. 融合分布式散射体时序InSAR技术在矿区形变调查中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 202-.
[9] 王天琪, 李静, 白利舸, 李晶, 李飞达. 基于速度分析的探地雷达阻抗介电常数反演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 561-570.
[10] 张文强, 殷长春, 刘云鹤, 张博, 任秀艳. 基于场延拓的海洋可控源电磁正演模拟及各向异性特征识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2019, 49(2): 578-590.
[11] 赵金童, 牛瑞卿, 姚琦, 武雪玲. 雷达数据辅助下的滑坡易发性评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4): 1182-1191.
[12] 胥为, 周云轩, 沈芳, 田波, 于鹏. 基于Sentinel-1A雷达影像的崇明东滩芦苇盐沼植被识别提取[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(4): 1192-1200.
[13] 梁文婧, 冯晅, 刘财, 恩和得力海, 张明贺, 梁帅帅. 多输入多输出极化步进频率探地雷达硬件系统开发[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 483-490.
[14] 冯晅, 梁帅帅, 恩和得力海, 张明贺, 董泽君, 周皓秋, 齐嘉慧, 赵玮昌. 全极化探地雷达地下管道分类识别技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 364-372.
[15] 王文天, 刘四新, 鹿琪, 李宏卿, 傅磊. 基于改进残差法的定向钻孔雷达三维成像算法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 402-410.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 尤敏鑫，刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣，张炯飞，权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力，梁海安，张文娟，荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运，蒋忠诚，叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章，迟宝明，刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊，刘连登，孙景贵，陈国华，张洪喜，闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .
版权所有 © 《吉林大学学报(地球科学版)》编辑部
地址：长春市西民主大街938号(130026)　电话：+86-431-88502374；13756165364　E-mail: xuebao1956@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发