维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年２５卷 贵 州 地 质 Ｖｏ１．２５ Ｎｏ．２（Ｔｏ１．９５）２００８ 第２期（总第９５期） ＧＵＩＺＨ０Ｕ ＧＥ０Ｌ０ＧＹ ・１４９・ 探地雷达勘察中的干扰与识别 范志雄 （中国冶勘总局中南地质勘查院，湖北武汉４３００７４） ［摘要］结合工作实例就地质雷达勘察中的干扰与识别进行了讨论分析，同时指出探地雷 达野外工作时的现场记录、现场分析和现场识别的重要性。 ［关键词］探地雷达；图像；干扰；识别 ［中图分类号］Ｐ６３１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—５９４３（２００８）０２—０１４９—０３ 断和识别干扰场源和性质。本文通过以往的工作 实例，探讨和分析探地雷达勘察中的干扰与 １ 引言 识别。 由于探地雷达具有无损、快速、连续、高精 ２ 地质雷达勘察中的干扰与 度、实时探测成像等特点，自１９９０年后，我国 识别 各地质工程勘察系统加快了探地雷达的引进，科 研单位也加快了研制速度，加上相关人员对这一 一般来说，地质雷达勘察中的干扰可能与 技术的吸收、消化和大量应用总结，使得探地雷 野外工作方式有关，也可能来自地面或空中。探 达技术在工程勘察领域中的应用已经取得长足发 地雷达所具有的实时探测成像的特点十分有利于 展，不仅在公路、铁路、水电站、市政建设等工 在现场对这些干扰信号进行分析和识别。 程的场址勘察方面得到了应用，而且在建筑工程 质量检测、冰川和冰山的厚度探测、文物考古方 ２．１ 工作方式不当引起的干扰与 面有着广泛的应用前景。 识别 随着时代的进步及勘察要求、难度的加大， 野外工作方式不当引起的干扰常常是来自 探地雷达已经从引进初期的剖面探测和定量解释 于仪器主机，主要是使用有限长度传输线及非屏 转向二维、三维探测和定量解释，这就对探地雷 蔽天线类仪器。野外施工时，人们习惯于将仪器 达数据处理的方法技术提出了更高的要求，包括 主机、便携机、电池放在一个箱体内并置于测线 对算法的稳定性、工作效率、自动化程度和显示 边进行工作，然而非屏蔽天线发射的电磁波并非 功能方面的改进，以适应对更加复杂介质的勘 全部进入地下，这样，箱体的反射也被接收和记 察、解释。 录下来。而且箱体离测线越近，一种双曲形干扰 然而，在注重对探地雷达数据处理的同时， 信号就越强（类似于岩溶等团块状异常）。常常 工程技术人员绝不能忽视对现场地形、地物的了 是测站（箱体）搬几次就会出现几次，比较有 解，因为探地雷达勘察中的干扰与噪声并非全部 规律，只要操作人员注意，识别是容易的。这 能够通过数据处理的方法进行消除的，更重要的 时，将箱体搬离测线５ｍ以外，效果会好些。 是，如果没有现场的观察和分析，在室内难以判 此外，野外测量定点用皮尺选择不当也会引 ［收稿日期］２００７—１１—２９ ［作者简介］范志雄（１９６４一）男，湖北黄冈人，１９８８年毕业于中国地质大学物探系，高工，主要从事工程物探工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・１５０・ 贵州地质 ２００８年第２５卷 （米） 起干扰。常见的皮尺以铁皮的、外有涂料布质的 和塑料的三类。人们知道铁皮的皮尺不能使用， 但是，外有涂料布质的皮尺也不能在探地雷达的 恳 野外工作中使用。如果使用，常常会在雷达图像 中出现如图１所示的干扰。其特征就是交叉的 “Ｘ”形干扰异常。皮尺有多长，“ｘ”形干扰异 常的水平距离就有多长；一条测线收放几次皮 尺，雷达图像中就出现几次交叉的“ｘ”形干扰 异常。这样的干扰很容易识别。选用塑料皮尺即 可避免这一干扰。 Ｏ ４０ ８０ １２０ 如伽 ∞ 萎赏１６０ ２ＯＯ ｔ＝ ２柏 图１皮尺选择不当引起的探地雷达干扰图像 Ｆｉｇ．１ Ｒａｄａｒ ｆｏｒ ｌａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｍａｇｅ ａｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｕｎｓｕｉｔａｂｌｅ ｍｅａｓ－ ｕｒｉｎｇ ｔａｐｅ ２．２来自地面的干扰与识别 在城市进行工程地质勘察，场地周边的建筑很 可能形成—个反射面，将发射天线发射出的电磁波 反射回来形成干扰，此时，应该随时注意雷达图 像，对特征明显的异常反射波应该根据与建筑物体 的相对距离和反射波出现时间来进行分析判别。 在周边没有建筑物的工区进行勘察工作，对出 现的特征明显的异常更应该认真分析，因为这些反 射波同相轴的异常变化可能是来自探测的目标体， 也可能是干扰异常。图２就是—个探测实例。 图像中从４０号点浅部开始，两条反射波轴 连续向大号点深部延续，直至测线尾端。表现出 一种强反射地层界面或断层的异常特征。由于事 先了解知道该工区的覆盖层接近１００ｍ，历史上 该区从无地面和地下人文构筑物，所以，认为该 异常不是地层界面或断层的反映，也不是人文构 筑物的反映，而是来自于浅地表的干扰。因此， 对周边地形地物进行了调查。调查结果发现，测 线通过农场农田，地形平坦，周围无建筑。在测 线的３６号点附近有一个宽约２ｍ的水渠，水渠 深约１．２ｍ。水渠内无水，无泥板护壁。测线在 水渠边通过。 ｏ０ 图２来自地面水渠的探地雷达干扰图像 Ｆｉｇ．２ Ｒａｄａｒｆｏｒｌａｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｍａｇｅｆｒｏｍｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｔｕｎｎｅｌ ∽加鲫 经过调查分析，强反射干扰异常可能与水渠 有关，但无法解释其产生原因，当离开测线一段 ｌ 距离后垂直水渠又测了一条雷达剖面，图２中的 强反射异常特征再次显现。这样，可以确认测线 上强反射连续波同相轴异常的场源不是来自于地 下的探测目标，而是来自于地面的水渠。 数天后在农场路过一大坑，坑边散落着一些 大块的盐碱壳块，从坑壁上可见在地表以下１ｍ 以内普遍存在厚约０．３ｍ的盐碱壳，至此才查明 产生上述强反射波同相轴异常的原因。盐碱壳是 良导体，由于修建水渠将其挖断。而雷达测量 时，电磁波沿盐碱壳传播，在水渠下的断点返 回，随着雷达测点远离水渠，电磁波沿盐碱壳传 播和返回的时间越长，因此就引起了上述的干扰 异常。 所以，将其定为是来自地面水渠的干扰是不 确切的，但确实与水渠有关。 ２．３来自空中的干扰与识别 在城市进行工程地质勘察，除了关注勘察场 地周边的建筑可能形成的干扰外。还要注意来自 空中的干扰。比如，测线在输变电线下通过时、 在变压器附近通过时、在电视台、机场附近工作 时，都要注意其产生的干扰和噪声影响。因为来 自空中的干扰异常形态有时会和地下大口径管道 的异常形态相似。这时应该通过从雷达图像上反 射源物体的相对距离和时间来进行分析判别。 图３是在武汉市某某大道上总长３ ＯＯ０ｍ探 地雷达测线中的一段，图像中弧形的反射波异常 连续出现，十分类似于大口径管道上的弧形的反 射波异常。两两弧顶的间隔大约３０ｍ。实际上不 ．ｃ＇＾一旦Ｌ维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 一王Ｉｊ 昌～‘Ｌ 范志雄：探地雷达勘察中的干扰与识别 ・１５１・ ｌ ｌ ２ ２ ０ ∞ ∞ 如 ∞ 如 种噪声和杂波的干扰非常严重，正确识别各种杂 波与噪声、提取有用信息是探地雷达记录解释的 重要的环节，在此基础上再使用滤波、利用小波 变换的调焦功能和时域一频域双重局部性来压制 噪声等手段去伪存真，查找真正的地质异常体， 才能更好地解决工程问题。 ［参考文献］ 图３来自空中的探地雷达干扰图像 王传雷，等．地质雷达技术在工程地质勘察及质量检测 Ｆｉｇ．３ Ｒａｄａｒ ｆｏｒ ｌａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｍａｇｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｉｒ 中的应用［Ａ］．应用地球物理学进展［ｃ］．武汉：中 国地质大学出版社，１９９６，４５—４８。 可能每隔３０ｍ地下就通过一个大口径管道。稍 ［２］ 李大心，探地雷达原理及应用［Ｍ］。北京：地质出版 加观察和对比就可以得出这些连续弧形的反射波 社。１９９６． 异常的场源来自于路边的路灯。图３中弧形的反 ［３］ 王传雷，等。城市基建中特殊工程地质问题及勘察 ［Ｊ］．工程物探，１９９５，第３期． 射波是来自空中的探地雷达干扰。 ［４］ 张仁瑜。建筑工程质量检测新技术［Ｍ］ 北京：中国 计划出版社，２００１，８９。 ３ 结束语 ［５］ 王传雷，等。地质勘探与地质雷达技术［Ｊ］．中国工程 勘察．１９９４，第２，３期 由于雷达波在地下的传播过程十分复杂，各 Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｄｉｓｃｅｒｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｒａｄａｒ ｆｏｒ Ｌａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ＦＡＮ Ｚｈｉ—ｘｉｏｎｇ （Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｅｘｐｌｏｒａｔｏｉｎ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｕｒｅａｕ，Ｗｕｈａｎ ４３５００６，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｃｏｍｂｉｎｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｔ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｄｉｓｃｅｒｎｍｅｎｔ ｉｎ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｒａｄａｒ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ｏｕｔ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｌｉｖｅ ｒｅｃｏｒｄ，ｌｉｖｅ ａｎａｌｙｓｅｓ ａｎｄ ｌｉｖｅ ｄｉｓｃｅｒｎｍｅｎｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｒａ— ｄａｒ ｆｏｒ ｌａｎｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｆｉｅｌｄ． ［Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ］ ｒａｄａｒ ｏｆｒ ｌａｎｄ；ｉｍａｇｅ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｄｉｓｃｅｒｎｍｅｎｔ （上接第１５４页） Ｇｅｏｌｏｇｉｃ Ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ｊｉｎｓｈａ Ｃｏｕｎｔｙ ＷＥＮ Ａｉ一 ｎｇ （Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆＪｉｎｓｈａ，Ｊｉｎｓｈａ ５５５１８０，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉａｎ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｔ ｎａｒｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ａｒｅａ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｄｉｓａｓｔｅｒ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕ— ｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒ ａｒｅａ ｉｎ ｔｈｉｓ ｄｉｓｔｉｎｃｔ．Ｔｈｅｎ，ｉｔ ｇａｖｅ ｓｏｍｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． ［Ｋｅｙ Ｗｏｒｄ］ Ｊｉｎｓｈａ ｃｏｕｎｔｙ；ｇｅｏｌｏｇｉｃ ｄｉｓａｓｔｅｒ；ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ；ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ