地中レーダー（GPR）は、浅い地下を画像化し、地下インフラストラクチャを調査するためによく使用されます。 見落とされがちな浅い構造物は、穴を掘る動物によって発掘されたトンネルや穴です。 直径がセンチメートルスケールである可能性はありますが、相互接続された単一のトンネルネットワークは数百メートルを超える可能性があるため、間隙空間に寄与し、地下の水文学に影響を与え、および/または堤防やその他の土塁を不安定にする可能性があります。
GPRは、比較的短い調査時間で地下構造物の最高の画像解像度を提供することが知られています。 動物のトンネルは、構造が複雑でサイズが小さい可能性があるため、利用可能なすべての地球物理学的手法にとって特に困難なターゲットです。 他の方法、例えばトンネルネットワークの掘削とは対照的に、GPR調査は動物と地下を完全に邪魔されないままにします。 したがって、GPR調査を実施することで、動物や地下を不必要な妨害にさらすことなく、トンネルネットワークの範囲と、繰り返し適用した場合の時間的発達を画像化できます。
このような小規模な特徴を画像化および監視するためのGPRの適合性を実証するために、英国オックスフォードシャー州タブニーのモグラ活動がはっきりと見えるフィールドでGPR調査を実施しました（図1）。 ほくろトンネルシステムは大規模であることが多く、トンネルの直径は小さい（約0.05 m）ため、ほくろトンネルシステムは、そのようなフィーチャのジオメトリのイメージングと監視に対するGPRの適用性をテストするのに理想的です。 これらのGPR機能をテストするために、中心周波数が1000 MHzのトランスデューサーのセットを使用するpulseEKKOPRO®システムを使用して、1年間隔で3つの調査を実施しました。 以前の調査では、このようなアプリケーションには高精度の位置決めシステムが不可欠であることがわかりました。 そのため、GPRアンテナを追跡し、リアルタイムの座標をGPR取得システムに送信するセルフトラッキングトータルステーション（図1）を使用しました。 この設定では、両方の5D GPRデータセットが、約XNUMXcmのインライントレース間隔と約XNUMXcmのライン間隔で取得されました。
記録されたデータに高度なGPR処理を適用しました。 これには、バックグラウンド除去、バンドパスフィルタリング、振幅補正、2 cmのノード間隔を持つ通常の測量グリッドへのデータグリッド化、およびキルヒホッフベースの移行スキームが含まれていました。 この処理スキームの結果は、密集した3D GPRボリュームであり、約1メートルの深さまでの地下構造を示しています。 移行されたGPRプロファイル（図2など）を解釈すると、目に見える地質構造がほとんどない、かなり均一な堆積背景が見つかりました。 ただし、プロファイルの最上部の5 ns（約0.2 m）では、振幅が大きく、それ以外の場合は連続的なGPR画像を中断する小規模な特徴が観察されました。
観測結果を調整するために、土壌ピットを掘削しました（図3）。 この発掘により、深さ〜0.05 m〜〜0.25 mのモルトンネルネットワークが明らかになりました。これは、選択したトンネルの位置とジャンクションを測定することでマッピングしました（図4に赤い点でプロット）。 深さ約0.70mまで掘削を続けましたが、GPRの結果にも示されているように、それ以上のトンネルは見つかりませんでした。 GPRボリュームの水平マップであるタイムスライス（図4）を見ると、発掘調査からのグラウンドトゥルース情報によく対応する高振幅異常の複雑なネットワークが特定されます。
このケーススタディでは、浅い地下内の小さくて複雑な動物のトンネルを画像化するためのGPRの適用性を示しました。 高精度の取得と再現性のあるGPRデータ収集を含むイメージングとモニタリングのアプローチにより、他の方法では研究が難しい動物の活動を検査およびモニタリングできるようになると確信しています。
監視結果やデータ収集および処理戦略などの詳細については、公開された記事を参照してください。 連絡先 センサーとソフトウェア 参考までに。
Niklas Allroggen、Jens Tronicke（UniversitätPotsdam）、Adam Booth（University of Leeds）、Sandra E. Baker、Stephen Ellwood（University of Oxford）の好意によるストーリー
