全极化探地雷达多极化数据融合分析研究

对于相同地下目标体,相比大部分传统单极化探地雷达,全极化探地雷达(FP-GPR)可以测得更全面的极化数据,称为VV,HH,VH。为了对地下目标体进行更全面精细的成像和识别,数据融合技术被应用于FP-GPR将3种不同极化模式的极化信息结合起来。然而,目前全极化探地雷达数据融合常用的加权平均融合方法,它会掩盖全极化的优点,同时也无法同时适应不同的散射机制。因此,该文提出了基于主成分分析(PCA),拉普拉斯金字塔(LP)以及多尺度小波变换(WT)的3种FP-GPR数据融合方法。为了检验几种数据融合方法的可靠性,该文在实验室分别测量了代表3种不同基本散射机制目标体的FP-GPR数据进行分析,引入瞬时振幅为主、梯度为辅的方法将加权平均融合方法与3种方法进行比较。结果表明该研究所应用的3种数据融合方法效果均优于加权平均融合,并且3种方法可以分别适应不同散射机制的目标体,主成分分析融合可以更好的应用于未知散射机制目标体。最后,将主成分分析融合应用于实际冰裂缝数据成像,得到很好的融合效果,且优于加权平均融合方法。

基于VAA的全极化探地雷达系统及其在路面塌陷勘探中的应用

探地雷达作为一种浅层无损探测技术,是进行路面塌陷勘探的有效手段。与传统的商业单极化探地雷达相比,全极化探地雷达可以获得更丰富的极化信息,这些极化信息可以对地下异常体进行更加准确的探测。文中利用Vivaldi天线阵列(VAA)搭建了一套全极化探地雷达系统,提出了一种适应于该系统的数据处理方法。为了验证系统的有效性,在实验室中进行了金属二面角探测实验,实验结果证明了系统可以有效探测地下目标体。然后,将该系统应用于路面塌陷后的修补路面的检测,并对获取的全极化信息进行数据融合处理,实验分析验证了该系统可以有效检测塌陷后的修补路面。与传统单极化探地雷达相比,该系统可以获取更丰富的路面塌陷信息,为更加准确地评估路面塌陷风险提供了一种检测方法。