GPR ist ein effektives Werkzeug zur Kartierung vergrabener Baumwurzeln und ein nützliches Werkzeug für Stadtplaner, Baumpfleger und Klimaforscher.
Viele Menschen interessieren sich für die Bildgebung von Baumwurzeln. Eine häufige Anwendung, die wir hören, ist GPR, das von Baumpflegern verwendet wird, um zu versuchen, einen städtischen Baum zu retten, dessen Wurzeln die städtische Infrastruktur wie unterirdische Rohre und Kabel beeinträchtigen. Städte sind daran interessiert, Bäume nach Möglichkeit zu retten, und die Kenntnis der kritischen Wurzelstruktur hilft bei dieser Entscheidung (Abbildung 1). In jüngerer Zeit interessieren sich Klimaforscher für Baumwurzeln als einen Bestandteil unterirdischer Biomasse. Sie müssen die Struktur von Wurzelsystemen besser verstehen und das Wurzelvolumen messen, um abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff in Bäumen gebunden ist.
GPR ist eine der wenigen Technologien, die Baumwurzeln in situ mit hoher Auflösung erkennen können. Überraschenderweise unterscheiden sich die Eigenschaften von Baumwurzeln nicht wesentlich von anderen Objekten, für deren Erkennung GPR normalerweise verwendet wird – nichtmetallische Versorgungseinrichtungen. Insbesondere das Erkennen einer Baumwurzel ist dem Erkennen eines mit Wasser gefüllten Kunststoffrohrs sehr ähnlich. In beiden Fällen ist das Material, das den Kontrast liefert, den GPR benötigt, um das Signal zu reflektieren, Wasser (Figure 2).
Je nachdem, wie trocken der Boden ist, kann das Reflexionsvermögen einer Baumwurzel fast 50 % betragen, was für GPR sehr hoch ist. Aus diesem Grund können Baumwurzeln in GPR-Querschnitten als sehr starke Reflektoren erscheinen (Figure 3).
Wenn GPR-Daten in einem Raster oder Pseudoraster über einem Gebiet gesammelt werden, können die Daten zu Kartenbildern verarbeitet werden, die als Tiefenschnitte bezeichnet werden. Figure 4 ist ein Tiefenschnitt von 500-MHz-GPR-Daten, der Wurzeln von ausgewachsenen Bäumen in einem Park zeigt. Das Ziel dieser GPR-Untersuchung war nicht, Baumwurzeln abzubilden; das war nur ein glücklicher zufall. Die beabsichtigten Ziele waren Gräber, die tiefer als die Baumwurzeln liegen. Die Daten aus dieser Umfrage wurden in unserem Newsletter vom Juli 2022 hier vorgestellt: https://www.sensoft.ca/blog/historic-graves-located-in-a-modern-city-park/
Die gleichen Gitter- und Pseudogitterdaten können auch in 3 Dimensionen angezeigt werden, um Wurzeln unterschiedlicher Tiefe darzustellen (Abbildung 5).
Der Schlüssel zum Erzeugen klarer und interpretierbarer Tiefenschnitte von Baumwurzeln ist ein sehr enger Linienabstand. Menschen machen oft den Fehler, GPR-Daten mit einem groben Zeilenabstand zu sammeln. Dies hinterlässt Lücken in den Daten und macht es schwierig, Daten zu interpolieren, um die Lücken zu füllen und die tatsächlichen Wurzelpfade anzuzeigen, da Baumwurzeln normalerweise nicht wie Versorgungsleitungen in geraden Linien wachsen. Daher ist es besser, mehr Zeit vor Ort zu verbringen, um mehr Daten zu sammeln und die Datendichte zu erhöhen, als Stunden im Büro zu verbringen, um zu versuchen, GPR-Daten mit niedriger Dichte zu interpretieren.
Idealerweise sollte der Abstand zwischen GPR-Leitungen nicht größer sein als die Länge der GPR-Antenne. Beispielsweise ist eine 1000-MHz-Mittelfrequenzantenne 7 cm lang, sodass ein Linienabstand von 10 cm hervorragende Details liefert. Für GPRs mit 500 MHz Mittenfrequenz ist ein Zeilenabstand von 15 bis 20 cm ideal. Wenn Sie sich bezüglich der Länge der Antenne nicht sicher sind, verwenden Sie die Breite des GPR-Sensors, die Abmessung senkrecht zur Richtung der Vermessungslinie.
Zum Beispiel die Baumwurzeldaten, die in gezeigt werden Abbildungen 4 & 5, wurde mit einem 500 MHz GPR-System und einem Linienabstand von 25 cm gesammelt. Die Bilder hätten von einem engeren Zeilenabstand von 15 cm stark profitiert.
Wenn Sie Baumwurzeldaten haben, die Sie mit uns teilen möchten, insbesondere Daten, die anschließend durch Ausgraben der Wurzeln bodengeprüft wurden, wenden Sie sich bitte an sensoft_training@spx.com
