基于GprMax正演模拟的冬笋探测效果影响因素分析

冬笋是毛竹林经营收益的主要来源之一,含有丰富的营养物质,能够为竹农带来良好的经济收入。文章通过建立Peplinski拟真土壤模型,采用GprMax正演模拟方法分析冬笋埋深、冬笋大小对探地雷达回波图像的影响,通过地下冬笋模拟测试比较冬笋、竹鞭、石头在0.9GHz天线中心频率下的探测效果,并进行了冬笋的实地探测。结果表明冬笋的探地雷达回波图像为典型的双曲线,其形状主要由冬笋埋深、探测物质与土壤之间的介电常数差异决定。由于探地雷达实地采集的数据样本较少且采集困难,通过设置冬笋大小、深度等不同参数得到的GprMax模拟仿真图像,结合探地雷达实际测量的回波图像分析影响冬笋探测效果的因素,可为后续进行探地雷达图像分类提供一定的数据支撑。

基于GprMax的道路空洞探地雷达正演模拟

三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,给准确查明道路的空洞检测提供技术指导,本文使用基于时域有限差分方法原理的GprMax软件,针对不同形状、不同大小及不同填充物的空洞进行正演模拟。通过正演模拟结果,得到不同类型的雷达数据体,并分析不同类型空洞病害的雷达波场响应特征。

基于GprMax的沥青混凝土心墙空洞探地雷达正演模拟

空洞是沥青混凝土心墙常见隐患,严重影响沥青混凝土心墙的防渗效果。为探究沥青混凝土心墙空洞缺陷探地雷达图像特征和规律,基于时域有限差分法,利用GprMax软件,分别对不同形状、不同大小、不同埋深的沥青混凝土心墙空洞缺陷模型进行正演模拟,并对正演模拟结果进行分析。结果表明,圆形空洞缺陷呈开口向下抛物线型反射波;矩形空洞缺陷在开口端呈开口向下抛物线型反射波,中间段呈直线型反射波;椭圆形空洞缺陷反射波图像特征介于二者之间。正演结果可为实际工程沥青混凝土心墙空洞缺陷的识别以及探地雷达图像的解释提供帮助。

基于GPRMax的道路空洞探地雷达正演模拟

三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,本文使用基于时域有限差分方法原理的GPRMax软件,针对不同形状、不同大小及不同填充物的空洞进行正演模拟。通过正演模拟结果,得到不同类型的雷达数据体,并分析不同类型空洞病害的雷达波场响应特征。

基于GprMax的地下冬笋正演模拟研究

【目的】探地雷达运用在冬笋探测上有分辨率高和抗干扰能力强的优势,但解译难度较大。通过正演模拟可以降低雷达图像解译的难度,减少实测成本,为探地雷达在冬笋探测领域的应用提供经验。【方法】研究小组利用GprMax软件对不同形状干扰介质、不同大小及不同埋藏深度的冬笋等模型进行了正演模拟,并进行了模型间的对比。【结果】正演模拟的图像能较好地反映出各不同模型的成像特征,能有效反馈介质模型的物理特性如大小、形状、深度等:1)截面形状不同的物体的双曲线回波形状不同;2)双曲线的上下界面距离反映出物体的大小,冬笋的长度越长,则上下界面的双曲线间隔距离越大;3)顶点位置反映出介质的埋藏深度,埋藏越深的冬笋,双曲线出现时间越晚、开口越大,埋藏越浅的冬笋则相反。【结论】通过分析这些特征,可以有效探测识别出地下冬笋的存在、生长时期(大小)与埋藏深度。该方法具有较高的准确度,有利于实测图像的解译与分析,也证实了探地雷达在冬笋探测领域的可行性。

基于gprMax正演分析的道路质量与病害探地雷达探测

随着社会经济的发展和城市化进程的加速,城市道路安全成为关注的焦点。利用探地雷达作为高效的物探方法,在城市大规模道路质量与病害探测中发挥作用。采用基于FDTD的数值模拟软件gprMax进行地球物理正演建模,模拟城市中常见道路异常体和病害的雷达响应。通过分析生成的B-scan雷达剖面图和可视化几何模型图,研究不同异常体和病害的雷达响应特征,以指导实际道路探地雷达的数据分析与解释。最后,结合南昌市的实际采集数据资料,对城市道路病害进行道路质量评价,并识别潜在的病害类型。结果表明,该方法在城市道路质量与病害探测中表现良好,为提高城市道路质量与病害探测提供了有效的方案。该研究对于应对日益增加的城市道路安全挑战具有重要意义。

基于GPRMAX的探地雷达图像正演模拟

利用基于时间域有限差分法模拟软件GprMax软件进行探地雷达地质图像的模拟过程,并模拟了二维和三维的探地雷达模型。

基于GprMax正演模拟的探地雷达根系探测敏感因素分析

应用探地雷达对植物根系进行探测的有效性已得到证实.但由于根系结构复杂,根围环境异质性强,针对基于探地雷达得到的根系探测数据的解读尚处于经验积累阶段.本研究首先通过对比根系探地雷达实测信号图像和模拟信号图像,证实了利用GprMax模拟探地雷达探测植物根系的有效性.其次通过定义不同根系空间结构和电性参数场景,模拟了不同条件下根目标反射信号的差异,并对影响探地雷达探测植物根系有效性的敏感因素进行了初步分析.模拟结果有助于探地雷达野外根系探测图谱的解译,为探地雷达在植物根系探测中的应用积累经验.

基于GPRMax2D的地下管线精细化探测方法

探地雷达是探测地下结构及其分布规律的一种重要的浅层地球物理探测方法,具有分辨率高、无损、抗干扰能力强、结果直观等优点,在工程物探领域被广泛应用。为提高对地下管线雷达图像特征的认识,确定管线异常体的位置,提高地质雷达的解释精度,利用时域有限差分法(FDTD)对地下管线进行精细化探测,包括对管线埋深、材质、管线内充填物、管线病害等影响因素的数值模拟,以此建立地下管线正演模拟合成图库,进而指导探地雷达实际探测图像的解释工作。现场管线探测结果表明:探地雷达可准确探测出地下管线的埋设位置及运行状态,为今后的维修养护提供了依据。

基于GPRMAX的隧道超前地质预报正演模拟与实测数据分析

以电磁波的传播理论为依据,总结了基于GPRMAX2D的地质雷达正演模拟生成的二维剖面图的一般规律,探讨了隧道掘进过程中遇到的典型不良地质体的雷达图像特征,依据正演模拟结果对实测地质雷达数据进行了相应地解译,并用开挖实例验证了解译成果的准确性。

基于GprMax的隧道衬砌地质雷达检测正演模拟与实测数据分析

利用时间域有限差分(FDTD)软件GprMax,根据初衬中钢拱架和钢筋的电磁参数,建立不同模型,模拟地质雷达对隧道衬砌的检测过程。由于隧道衬砌、围岩、钢筋等各种工程介质的介电常数存在不同的差异,使得不同目标在雷达图像上显示出不同特性的波形特征。结果表明:钢拱架雷达图像明显,反射回波显著,波形特征为分散的月牙形强反射信号,无明显多次反射波;钢筋的波形为向上凸起的弧形,且交织在一起。将这一结果与实例探测结果进行对比。对比实际探测结果表明:二衬内有钢筋分布的情况下,不可能在二衬之后准确检测出初衬内的钢拱架的数量及分布情况,所以初衬检测与二衬检测应分开进行;利用软件GprMax模拟地质雷达在初衬中的检测是准确可行的,能够清晰地反映隧道衬砌中钢拱架和钢筋的成像特征,效果较好,可为工程实践判别提供依据。

基于GprMax2D的混凝土无损检测方法

从时域Maxwell方程出发,考虑二维空间中的TM(横磁波)模型。利用基于时间域有限差分法(FDTD)和Yee网格剖分的GprMax2D软件,进行探地雷达反射特征模拟。通过模拟的探地雷达剖面图观察电磁波在不同介质处的反射特征,判断缺陷的位置。通过对钢筋、空洞和水三个混凝土构件中最常见的缺陷的数值分析,得到了不同介质分界面处的电磁反射特征,并对这三种介质在不同深度的反射强度进行比较,得到了不同介质关于深度及反射强度的具体函数关系,同时,对不同频率的雷克(Ricker)子波在这三种介质中可以探测的深度及分辨率进行了分析,得到了不同深度及不同性质的缺陷所需要的比较理想的中心发射频率。

基于GprMax的交互式电磁仿真与教学软件系统

电磁学课程抽象、深奥,应用软件可以起到辅助教学的作用。本文基于面向探地雷达开发的开源电磁数值模拟程序GprMax,开发了交互式、可视化的程序界面,形成一套用户友好、操作简便的电磁仿真软件系统,以应用于电磁学的辅助教学和相关科学研究。

基于GprMax软件的道路路基空洞探地雷达正演模拟

探地雷达具有高效、无损、分辨率高、使用灵活的特点,在道路检测方面的应用越来越广泛。根据时域有限差分(FDTD)算法,建立理想条件下道路路基充气和充水空洞模型,用GprMax及Matlab编程分别对不同形状、不同激励源频率、不同大小条件下空洞模型进行正演模拟,并对空洞模型正演模拟雷达图像进行分析。模拟结果有助于对实际探测空洞识别和雷达图像的解释,为探地雷达在路基空洞检测应用提供参考。

基于GprMax粮库异物微波探测传感系统的仿真

介绍了粮库异物探测传感系统的微波探测原理以及电磁波散射仿真软件GprMax,并在此基础上在单异物、不同中心频率的天线、不同的粮食介电特性情况下,对系统进行了建模和仿真,仿真结果对深刻理解探测原理及其可行性有理论意义,同时也对系统参数设计(如时窗的选择等)、天线的选择以及系统最后的数据处理、成像解释分析有指导意义.

基于GprMax的道路空洞三维探地雷达正演数值模拟

探地雷达(GPR)方法具有高效、高分辨率、无损探测等优势,广泛应用在城市道路病害体探测中。三维探地雷达是近年来发展起来的新技术,通过三维阵列天线进行三维数据采集,对道路病害体具有更高的空间分辨率和测量精度。本文利用基于三维时域有限差分方法原理的GprMax 3D软件,针对以空洞为代表的典型道路病害体,开展充气型和充水型空洞三维探地雷达正演模拟工作,获得两种不同填充类型空洞的三维雷达数据体,对数据体不同方向的图像特征进行分析,并结合工程实例,验证了正演模拟结果的可靠性。该研究对三维探地雷达实测图像解译和提高检测结果判定的可靠性具有重要的指导意义。

道路病害探地雷达模型试验与GprMax正演模拟

在试验模型箱中预埋了不同材质、不同填充物的目标体,利用探地雷达扫描并研究雷达波形图。采用金属管道和PVC管道两种材质,观察雷达反射波形图差别:金属管道反射波较PVC管道反射波强烈,探测目标体位于金属管道下方时会受到强烈干扰甚至无法探测,因此建议做模型试验时避免采用金属材质,尽量减少信号干扰提高雷达图像质量。采用空洞充水和充气探测的结果表明相对介电常数是影响雷达图像的关键因素之一。通过不同尺寸模型箱模拟不同大小的空洞病害,对相应雷达波形图进行分析,用GprMax编程软件对道路不同大小空洞病害进行正演模拟并分析模拟图。

基于GprMax的地下管线探地雷达图像正演模拟

探地雷达是一种适用浅层目标探测的地球物理方法,具有使用场景多元化、无损探测、高分辨率和抗干扰能力强等特点。为快速掌握地下管线在探地雷达下的响应特征,给准确查明城市复杂区域的管线探测提供技术指导,文章使用GprMax正演模拟软件对不同的管线形态、管线材质、管线埋深、管径、管线填充物质、管线空间位置及不同天线频率下的管线响应进行正演模拟。通过分析正演模拟图得出:正演模拟结果能较好地反映各类管线的成像特征,不同形状的管线具有特定的双曲线表现形式;相对介电常数差异大,反射波能量强,金属材质管线反射波能量最强;不同材质与不同填充物的管顶反射波相位不同;在近间距管线探测中,要考虑天线分辨率与空间位置的影响;通过顶底反射波推断管线尺寸是可行的;管顶回填不密实对给水、金属管探测影响不大。最后结合探地雷达在南宁市管线普查中的应用,对典型地下管线的雷达响应特征进行探究识别,总结了探地雷达在管线普查中的使用经验。

基于GprMax正演模拟及工程实例的地质雷达钢筋探测研究

通过建立钢筋混凝土模型,利用GprMax软件进行正演模拟,研究了地质雷达钢筋探测受钢筋直径、埋深、间距以及多层钢筋分布等因素的影响情况,提出了多个信号叠加形成的钢筋假象特征与识别方法,并结合工程探测实例进行对比分析。

基于gprMax的地下管线正演研究

地下空间探测对于城市的建设与规划具有重要作用,由于探地雷达具有高效、精确度高等优点,目前多采用探地雷达对目标区域进行探测。但在进行影像研究时,许多影像场景生产成本高昂、条件不够便利。本文利用gprMax电磁波模拟软件,构建了探地雷达天线和地层模型,进行了常见地下空间的仿真模拟研究。模拟结果和实测雷达数据对比表明,该方法具有较高的准确度,有利于实测图像的解译与分析。