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三维探地雷达仪器介绍——给城市道路病害做CT

时间：2018-12-25 23:53:08

0 前言

0.1 塌陷原因分析

0.1 塌陷探测的前提条件

1、三维雷达探测原理介绍

2、三维探地雷达仪器性能评价主要关注的几个指标：

3、三维探地雷达仪器介绍

3.1、意大利IDS公司三维雷达系列

3.2、瑞士3D-Radar三维雷达

3.3、瑞典ImpulseRadar三维雷达

3.4、瑞典 Mala三维雷达

0 前言

0.1 塌陷原因分析

城市道路塌陷事故频发的主要原因大致可分为：

（1）城市地下建设

如地铁、管廊等施工越来越多，施工过程不当会影响周边土体的性质，导致原有土体承载力降低。

（2）地下管网的运行故障

如管道破损、漏水，特别是给水，热力等带压管跑冒滴漏冲刷周边土体，引发路基承载力降低，进而造成地面沉陷；长时间冲刷会掏出大型空洞，将导致地面会发生塌陷。

0.1 塌陷探测的前提条件

地下空洞的介电常数一般是充空气时为 1，充满水时为 81，或上气下水两者兼有。

而城市路基介质( 混凝土、沥青、土石层等) 介电常数尽管因含水量不同而变化较大，但一

般范围是二点几到二十几之间。

因此，地下空洞往往与原状土层存在较大的介电常数差异，基于上述原理，可采用探地雷达对地下空洞进行探测。

1、三维雷达探测原理介绍

探地雷达通过发射天线向地下发射高频电磁波，电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射或散射，通过接收天线接收反射或散射回地面的电磁波，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。

图二维雷达探测成果图

图三维雷达探测成果

2、三维探地雷达仪器性能评价主要关注的几个指标：

空气耦合还是地面耦合（决定现场探测的效率，空气耦合天线能实现更快的探测速度，但探测深度稍逊于地面耦合的天线）天线中心频率的选择（天线频率越低，探测深度越深，分辨率会相应降低，相应的天线尺寸会越大，将会影响车载探测的便捷性）各个部件的集成度以及安装拆卸的便携性（决定现场雷达安装实施的效率）采集软件是否支持实时轨迹显示，并且叠加地图影像（实时轨迹显示的好处是能现场能实时查看探测轨迹的覆盖情况，及时调整行车的路线，保证全覆盖探测，否则容易造成局部车道遗漏，容易造成返工）采集软件是否支持三视图实现显示（便于实时查看雷达剖面、切片成果，现场初步定位异常位置）数据处理分析软件操作的便捷性（便捷性决定数据处理分析的效率，由于三维雷达数据量大，动辄几十个G，室内处理任务较重，因而软件处理数据的流畅程度决定了室内分析的效率，这个因素很关键！如果软件卡顿、处理速度慢、交互性差，则会很大程度上影响分析速度）数据处理分析软件的处理和解释功能（处理解释功能决定了数据个性化精细处理的程度以及处理效果，这个因人而异）是否支持开放数据格式（用户可以读取数据进行二次开发，比如进行人工智能雷达图像解译功能的开发，或存为雷达通用格式，利用专业软件进行个性精细化处理）