원형 관통 레이더 (GPR)는 종종 얕은 지하를 이미지화하고 지하 인프라를 조사하는 데 사용됩니다. 자주 간과되는 얕은 구조물은 굴을 파는 동물이 발굴 한 터널과 굴입니다. 직경이 센티미터에 불과할 수 있지만, 상호 연결된 단일 터널 네트워크는 수백 미터 이상 확장 될 수 있으므로 공극 공간에 기여하고 지하 수 문학에 영향을 미치고 제방 및 기타 토공사를 불안정하게 만들 수 있습니다.
GPR은 상대적으로 짧은 조사 시간에 지하 구조물의 가장 높은 이미지 해상도를 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 잠재적으로 복잡한 구조와 작은 크기로 인해 동물 터널은 사용 가능한 모든 지구 물리학 적 방법에 대해 특히 어려운 목표입니다. 터널 네트워크 발굴과 같은 다른 방법과 달리 GPR 조사는 동물과 지하를 완전히 방해받지 않습니다. 따라서 GPR 조사를 수행하면 동물과 지하를 불필요한 방해에 노출시키지 않고 터널 네트워크의 시간적 개발과 범위를 이미지화 할 수 있습니다.
이러한 소규모 기능을 이미징하고 모니터링하는 데 GPR의 적합성을 입증하기 위해 영국 옥스퍼드 셔의 Tubney에서 두더지 활동이 명확하게 보이는 분야에서 GPR 조사를 수행했습니다 (그림 1). 두더지 터널 시스템은 종종 광범위하고 터널의 직경이 작아 (약 0.05m) 이러한 특징의 형상을 이미징하고 모니터링하기위한 GPR의 적용 가능성을 테스트하는 데 이상적입니다. 이러한 GPR 기능을 테스트하기 위해 1000MHz 중심 주파수의 변환기 세트를 사용하는 pulseEKKO PRO® 시스템을 사용하여 1 년 간격으로 두 번의 조사를 수행했습니다. 이전 조사에서 우리는 이러한 응용 분야에 고정밀 위치 결정 시스템이 필수적이라는 것을 발견했습니다. 따라서 GPR 안테나를 추적하고 실시간 좌표를 GPR 획득 시스템으로 전송하는 자체 추적 토탈 스테이션 (그림 3)을 사용했습니다. 이 설정으로 두 1D GPR 데이터 세트는 약 5cm의 인라인 트레이스 간격과 약 XNUMXcm의 라인 간격으로 수집되었습니다.
우리는 기록 된 데이터에 고급 GPR 처리를 적용했습니다. 여기에는 배경 제거, 대역 통과 필터링, 진폭 보정, 2cm 노드 간격이있는 일반 측량 그리드에 대한 데이터 그리드, Kirchhoff 기반 마이그레이션 체계가 포함됩니다. 이 처리 계획의 결과는 조밀 한 간격의 3D GPR 볼륨으로, 약 1 미터 깊이까지 지하 구조를 보여줍니다. 마이그레이션 된 GPR 프로파일 (예 : 그림 2)을 해석 할 때, 우리는 눈에 보이는 지질 구조가 거의없는 다소 균일 한 퇴적 배경을 발견했습니다. 그러나 프로파일의 최상위 5ns (~ 0.2m)에서 우리는 연속적인 GPR 이미지를 방해하는 높은 진폭을 가진 소규모 특징을 관찰했습니다.
관찰 결과를 보정하기 위해 토양 구덩이를 발굴했습니다 (그림 3). 이 발굴은 ~ 0.05m에서 ~ 0.25m 사이의 깊이에서 두더지 터널 네트워크를 드러 냈으며, 선택한 터널 위치와 교차점을 측정하여 매핑했습니다 (그림 4에서 빨간색 점으로 표시됨). 우리는 최대 0.70m 깊이까지 계속 발굴했으며 GPR 결과에서도 알 수 있듯이 더 깊은 터널은 발견되지 않았습니다. GPR 볼륨을 통한 수평 맵인 타임 슬라이스 (그림 4)를 살펴보면 우리는 발굴에서 얻은 지상 진실 정보와 잘 일치하는 고 진폭 이상 현상의 복잡한 네트워크를 식별합니다.
이 사례 연구를 통해 우리는 얕은 지하에서 작고 복잡한 동물 터널을 이미징하는 데 GPR의 적용 가능성을 입증했습니다. 우리는 고정밀 수집 및 반복 가능한 GPR 데이터 수집을 포함한 이미징 및 모니터링 접근 방식을 통해 다른 방법으로 연구하기 어려운 동물 활동을 검사하고 모니터링 할 수 있다고 믿습니다.
모니터링 결과, 데이터 수집 및 처리 전략을 포함한 자세한 정보는 게시 된 기사에서 확인할 수 있습니다. 접촉 센서 및 소프트웨어 참고로.
스토리 제공 : Niklas Allroggen, Jens Tronicke (Universität Potsdam), Adam Booth (University of Leeds), Sandra E. Baker, Stephen Ellwood (University of Oxford)
