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探地雷达技术是近十年来迅速发展的一种无损地层勘测新技术。探地雷达的探测图像是对地下介质的物质构成、结构密度、空隙率、含水率等特征的综合反映,因此可用它来探测土壤中的隐患。目前,探地雷达作为一种快速、非破坏性和可重复的地下目标成像探测工具,已在地质、水文、考古、工程、生态、农业、林业以及法学等众多领域中广泛应用。 作用原理:探地雷达技术是一项非破坏性地收集和记录浅层地下目标影像的地球物理探测技术。它通过向地下发射一个高频电磁波的短脉冲(一般在10~2500MHz),产生1个向下传播的波形,其中部分能量被地下具有电性差异的界面反射到地表,在地表使用1个接收器检测反射能量与接收延时的比值。向地下发射能量到接收机接收到脉冲的地下延时,是电磁波在地下介质中的传播速度和地下反射体深度的函数。电磁波在介质中传播时,其路径、电磁场强度与波形将随所通过介质的电性质及几何形态的变化而变化。因此,根据接收到波的旅行时间、幅度与波形等资料,可探测地下介质的结构、构造及地下目标体的埋藏深度等。探地雷达接收到的信号通过模数转换,经滤波、增益恢复等一系列数据处理后形成雷达探测图像。探地雷达图像是资料解释的基础图件,只要地下介质中存在电性差异,就可在雷达图像剖面中反映出来,通过同相轴追踪可以测定各介质反射层的反射波旅行时间。根据地下介质的电磁波速度和反射波旅行时间可计算目的层深度。存在于土壤中的蚁巢、蚁道与周围土壤介电常数存在较大的差异,根据电磁波反射原理,在分界面会对地质雷达发射的电磁波产生反射,就是应用探地雷达技术探测土栖白蚁蚁巢的依据。 适用范围:美国地球物理勘探设备公司生产的SIR System-10型地质雷达,选用500MHz和300MHz频率天线,探测深度分别为2.5m和3.1m;2.5m深度以内成年蚁巢探出率可达100%。美国地球物理勘探设备公司生产的SIR-3000雷达探测系统能够直接生成地下目标影像,具有快速高效、省时省力、不破坏目标和环境、重复性强的特点。SIR-3000雷达探测系统的400MHz天线在砂质土壤中有效探测深度可达3.15m,而在黏土中,有效探测深度只有0.53m。土栖白蚁的蚁巢可深达2m以下,在黏土中已远远超出了雷达遥感探测的有效范围。 注意事项:雷达信号的穿透能力取决于土壤介质的信号衰减特征和雷达天线发射的中心频率,由于较高的黏土含量或土壤含水量会使雷达信号严重衰减,雷达地下遥感探测的理想条件是土壤中黏上和水分含量低。因此,雷达技术以在砂土中应用为好。此外,探地雷达技术对影像解读人员的技术和经验要求较高。同时,目前的雷达探测技术在黏土中的有效探测深度十分有限,加上设备价格较昂贵等因素,在一定程度上限制了探地雷达技术在白蚁蚁巢探测领域的应用。但应用探地雷达探测土壤白蚁巢工作效率高,可精确确定蚁巢的地下空间位置并可确定蚁巢的规模大小,是监测和灭治土栖白蚁的有效辅助技术。 |
