试论雷达技术在土地整治项目管理中应用

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1、试论雷达技术在土地整治项目管理中应用　　摘要：利用探地雷达的工作原理，采用雷达法检测技术，以平山县太行山前平原示范建设项目为例，对基于雷达技术在土地整治项目中的应用进行了尝试和探讨，得出了地质雷达技术完全可以应用于土地综合整治项目管理。中图分类号：TN95文献标识码：A文章编号：土地整治是对低效利用、不合理利用、未利用的土地和生产建设活动与自然灾害损毁的土地，采取整治措施，提高土地利用率的活动。包括农用地整治、建设用地整治、土地复垦等内容。农用地整治是土地整治的重点，就是按照项目规划，通过土地平整工程、农田水利工程、田间道路工程、农田防护与生态环境保护工程，对田、水、路、林、村

2、进行综合治理，改善农村生产生活条件和生态环境，进一步提高耕地综合生产能力。在土地整治项目实施中激光平地技术、远程无线监测技术以及遥感影像技术等都在其中发挥了重要作用，探地雷达高精度检测技术也会逐步被应用于土地整治项目实施和竣工验收工作中。一、探地雷达技术应用概述雷达法检测技术是新兴的建设工程无损检测技术雷达（RADAR）一词最早出现于军事，是“无线侦察与定位”的缩写，意即利用无线电波发现并测定其位置的设备。19856年，美国采用线性调频脉冲雷达技术检测具有近80年历史的纽约地铁通道结构完整性；1994年，美国地球物理公司发明了SIR地质雷达仪，同时也适用于公路路面检测；20世纪

3、90年代，我国亦开始了地质雷达（或称探地雷达）的应用研究。上海同济大学采用地质雷达探测地下管线、旧建筑混凝土桩、古河道、暗河等，取得良好效果；交通部门引进了SIR一10H地质雷达仪，用于公路路面检测。二、检测技术原理与方法地质雷达是一种采用短脉冲宽带高频电磁波信号，检测地下介质分布的新方法。该方法通过天线连续拖动的方式向地下发射高频电磁波，电磁波信号在物体内部传播时遇到不同介质的界面时，就会反射、透射和折射。介质的介电常数差异越大，反射的电磁波能量也越大；反射的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过雷达主机精确记录反射回的电磁波的运动特征，获得地下介质的断面扫描图像，

4、通过对扫描图像进行处理和图像解译，达到识别地下目标物的目的（见图2.1）。图2.1地质雷达工作原理示意图电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的，因此根据地质雷达记录上的地面反射波与地下反射波的时间差ΔT，即可据下式得出地下异常的埋藏深度H：式中，H即为目标层深度；6V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示：式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3×108m/s；ε为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为：式中，ε1、ε2为界面上、下介质的相对介电常数。反射信号的强度主要

5、取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小。三、检测技术应用试验选取了我省太行山山前平原农村土地整治示范项目--平山县大吾乡项目作为试验检测地，主要是在西兴村和西沿兴村选取两个试验地点进行地质雷达检测。西兴村主要是检测道路结构层厚度；西沿兴村主要是检测地下埋设管道的探测。1、设备使用本项目主要使用的仪器设备表3.12、测线布置根据检测区6域现场勘查和检测要求，确定检测方案和布置测线。此次道路结构层检测沿行车方向，在车道布置测线。测线布置示意图见图3.1、3.2

6、。（红色线条为测线）图3.1西兴村道路结构层地质雷达测线布置示意图图3.2西沿兴村道路埋地管道地质雷达测线布置示意图工作量统计表表3.2四、数据处理地质雷达数据处理包括预处理（标记和桩号校正等）和后处理分析，其目的在于压制规则和随机干扰，以尽可能高的分辨率在探地雷达图像剖面上显示反射波，突出有用的异常信息（包括电磁波速度，振幅和波形等）来帮助解释。雷达数据处理是地质雷达最终成果解译的重要步骤。常用的分析方法有常规滤波和其他滤波处理，主要工作有：零线设定；一维滤波；背景去噪；自动增益或手动增益控制；滑动平均等。其他滤波处理方法可结合具体检测情况进行选用，主要包括：小波变换；二维滤

7、波；反褶积；数学运算等。地质雷达数据处理流程见图4.1。图4.1雷达数据处理分析流程表4.1常见材料的介电性质6五、检测结果1、西兴村道路水泥砼厚度检测道路结构层厚度检测结果见下表5.1。地质雷达检测剖面图见图5.1。表5.1西兴村道路结构层检测结果图5.1地质雷达检测剖面图厚度设计180mm，本次检测确定田间道路厚度均值为180mm，可对整条道路的厚度规范进行具体质量评价。道路厚度评价表（系统按照规范自动生成评价表）2、西沿兴村地下管道埋设检测结果图5.2西沿兴村水泥砼路面下穿供水管线地质