Круглый проникающий радар (GPR) часто используется для получения изображений неглубоких подповерхностных слоев и исследования подземной инфраструктуры. Часто упускаются из виду, что неглубокие сооружения - это туннели и норы, вырытые роющими животными. Хотя потенциально всего лишь сантиметровый диаметр, единая взаимосвязанная сеть туннелей может простираться на несколько сотен метров и, следовательно, вносит свой вклад в поровое пространство, влияет на подземную гидрологию и / или может дестабилизировать насыпи и другие земляные сооружения.
Известно, что георадар обеспечивает наивысшее разрешение изображений подземных структур за относительно короткое время съемки. Из-за потенциально сложной структуры и небольшого размера туннели для животных являются особенно сложной целью для всех доступных геофизических методов. В отличие от других методов, например, раскопок сети туннелей, георадар оставляет животных и недра совершенно нетронутыми. Таким образом, проведение георадарных съемок позволяет получать изображения протяженности и - при многократном применении - временного развития сети туннелей, не подвергая животных и недра ненужному беспокойству.
Чтобы продемонстрировать пригодность георадара для визуализации и мониторинга таких мелкомасштабных объектов, мы провели георадарную съемку на поле с четко видимой активностью кротов в Табни, Оксфордшир, Великобритания (рис. 1). Системы туннелей кротов часто бывают обширными, а туннели имеют небольшой диаметр (примерно 0.05 м), что делает системы туннелей кротов идеальными для проверки применимости георадара для получения изображений и мониторинга геометрии таких объектов. Чтобы проверить эти возможности георадара, мы провели два исследования с разницей в один год, используя систему pulseEKKO PRO® с набором датчиков с центральной частотой 1000 МГц. В предыдущих исследованиях мы обнаружили, что для такого применения необходима высокоточная система позиционирования. Поэтому мы использовали тахеометр с самопроверкой (рис. 1), который отслеживает антенны георадара и передает координаты в реальном времени в систему сбора данных георадара. С этой установкой оба набора данных 3D GPR были получены с интервалом между трассами примерно 1 см и между линиями примерно 5 см.
Мы применили расширенную георадарную обработку записанных данных; это включало удаление фона, полосовую фильтрацию, коррекцию амплитуды, привязку данных к регулярной съемочной сетке с интервалом между узлами 2 см и схему миграции на основе Кирхгофа. Результатом этой схемы обработки является плотно распределенный трехмерный объем георадара, показывающий подземные структуры на глубине примерно до 3 метра. При интерпретации мигрированных георадарных профилей (например, рис. 1) мы обнаружили довольно однородный осадочный фон с небольшим количеством видимых геологических структур. Однако в самых верхних 2 нс профиля (что составляет ~ 5 м) мы наблюдали мелкомасштабные детали с большими амплитудами, которые прерывают непрерывное изображение GPR.
Чтобы откалибровать наши наблюдения, мы выкопали яму для почвы (рис. 3). В ходе этих раскопок была обнаружена сеть туннелей кротов на глубине от ~ 0.05 м до ~ 0.25 м, которую мы нанесли на карту путем измерения выбранных положений туннелей и стыков (отмечены красными точками на Рисунке 4). Мы продолжили раскопки до глубины ~ 0.70 м и, как также указывается в результатах георадара, не обнаружили более глубоких туннелей. Глядя на временной интервал (Рисунок 4), горизонтальную карту через объем георадара, мы идентифицируем сложную сеть аномалий высокой амплитуды, которая хорошо соответствует наземной истинной информации из наших раскопок.
В этом тематическом исследовании мы продемонстрировали применимость георадара для визуализации небольших и сложных туннелей для животных в неглубоких подповерхностных слоях. Мы считаем, что наш подход к визуализации и мониторингу, включая высокоточный сбор данных и повторяемый сбор георадиолокационных данных, позволит исследовать и контролировать действия животных, которые трудно изучить другими методами.
Более подробная информация, включая результаты мониторинга и стратегии сбора и обработки данных, доступна в опубликованной статье. Связаться с нами Датчики и программное обеспечение для справки.
История любезно предоставлена Никласом Аллроггеном, Йенсом Тронике (Университет Потсдама), Адамом Бутом (Университет Лидса), Сандрой Э. Бейкер, Стивеном Элвудом (Оксфордский университет)
