利用探地雷达绘制公用设施地图
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利用探地雷达绘制公用设施地图

摘要:通过将全球导航卫星系统 (GNSS) 定位与探地雷达 (GPR) 相结合,您可以在现场解读公用设施位置,并在工作过程中获取地理参考位置信息。您可以将测量结果导出到地图和 GIS 软件,实现灵活的“自定义地图™”可视化。无论您是追踪多条公用设施还是勘测复杂场地,探地雷达都能帮助您创建、自定义和共享符合您工作流程的数字公用设施地图。

无论你使用哪种公用设施定位技术——无论是电磁 (EM) 精密定位器还是探地雷达 (GPR)——获取检测到的公用设施的位置都是定位工作流程的重要组成部分。

记录定位结果的一种方法是将地面涂上颜色,以便直观地显示地下发现的物体。定位人员现在可以制作长期(或更长期)的工作记录,例如以数字公用设施地图的形式。 (图1).

图1
这是一张显示公用设施位置的数字公用设施地图示例。(照片由丹尼斯·米德提供)

获取此数字地图的一种方法是派遣一名测量员携带高精度* GNSS 到现场,对地面上的油漆标记位置进行数字化。

另一种方法是在定位的同时进行地图绘制,使用定位器上搭载的高精度GNSS。Radiodetection® RD8200®SG Survey-Grade Precision Locator 多年来一直具备这种功能(图2,左侧随着发布 探地雷达 配件方面,Sensors & Software™ GPR 系统现在也提供即插即用的高精度 GNSS 解决方案(图 2,右侧).

图2
RD8200SG 测量级精密定位器(左)和 LMX®200SG 探地雷达(右)均可在定位公用设施时提供机载高精度 GNSS。

与 RD8200SG 一样,任何配备高精度 GNSS 的 Sensors & Software GPR 系统都可以提供已解释公用设施的地理参考路径。

探地雷达 (GPR) 用户可以通过扫描感兴趣区域,以我们称之为“伪网格”的方式,同时定位和追踪一个或多个公用设施。其原理是使用 GPR 在目标区域内来回之字形扫描,类似于“修剪草坪”。此工作流程可以使用 SplitView 屏幕完成,该屏幕同时显示地下 GPR 横截面和您的路径地图视图(图3).

分屏显示(图3左侧显示的是探地雷达横截面图。该示例水平方向数据量为 10 米,垂直方向数据量为 3 米。您可以看到目标点呈双曲线分布,这些目标点被解释为公用设施。

右侧是勘测区域的鸟瞰图或地图视图。可以看到,勘测采用的是伪网格路径,操作员在目标点上来回往复地进行测量。伪网格路径的精度取决于与探地雷达系统配套使用的全球导航卫星系统(GNSS)的精度——通常来说,GNSS精度越高,生成的探地雷达路径就越精确。

地图视图图像中网格的每个方格宽度为 0.5 米,因此之字形路径的总长度为数十米。需要注意的是,左侧的横截面图仅是探地雷达线路总长度的 10 米部分。地图视图中显示的横截面部分以橙色线条标示。

因此,在查看分屏视图时,请注意橙色线,因为它指示了左侧显示的横截面部分。您可以使用箭头键移动橙色线来查看横截面的不同部分,从而可以快速地使用同一工具绘制双曲线。

In 图3通过在双曲线顶部添加不同颜色(本例中为黄色和红色)的场解释,同时跟踪两个实用程序。

GPR数据
图3a
分屏显示界面,左侧为探地雷达剖面图,右侧为探地雷达地图。地图上以白线显示GNSS/GPS路径。橙色线表示剖面图中显示的路径段。用彩色圆点(本例中为黄色和红色)标记的双曲线表示两个视图中公用设施的位置。

 
图3b 动画演示了如何通过滚动左侧的横截面(右侧橙色线移动指示)来添加字段插值,找到与同一实用程序中的其他双曲线对齐的双曲线,并将彩色字段插值添加到其中。

图3b
动画演示了如何将红色和黄色场解释添加到双曲线上以追踪其路径。添加场解释的方法是选择颜色并触摸屏幕。如果解释添加的位置错误,只需触摸屏幕将其删除,然后将其添加到正确的位置即可。观察解释形成线性模式可以增强对已定位公用设施的信心。

 
从探地雷达系统传输数据后,即可绘制出高精度GNSS定位结果(彩色圆点)和探地雷达路径。从Sensors & Software探地雷达系统导出数据时,系统会自动生成Google Earth® KMZ文件和逗号分隔值(CSV)文件。这些文件类型通常被第三方定位地图软件所支持。

图4 图 4 展示了使用不同地图软件绘制的 KMZ 文件示例:图 4a – Google Earth,图 4b – PointMan®,图 4c – Subsurface Maps™。每张地图上都显示了曲折的探地雷达采集路径和现场解释结果。

GPR数据
谷歌地球

GPR数据
ProStar® 的 PointMan

GPR数据
地下地图
图4
KMZ 文件显示了公用设施和之字形 GPR 勘测路径,并在各种地图软件中绘制出来:顶部 – Google Earth,中间 – Prostar® 的 PointMan,底部 – Subsurface Maps(照片由 Precision Engineering Group 提供)。

探地雷达(GPR)结果也可以在地理信息系统(GIS)软件中显示,例如 ArcGIS® 和 QGIS。GIS 软件通常读取 CSV 或电子表格文件。

图5 显示在 QGIS 中绘制的 CSV 文件数据(来自图 3);显示了现场解释,指示了埋地公用设施位置的线索。

GPR数据

将现场采集的探地雷达 (GPR) 数据导入您选择的地图软件,生成数字公用设施地图,有助于简化公用设施定位工作流程。如需了解更多关于全新 LMX®-SG 套装和 GPR-SG 配件包如何支持使用探地雷达进行公用设施测绘的信息,请联系我们。

Sensors & Software、Radiodetection、RD8200SG 和 RD8200 是 Radiodetection 在美国和/或其他国家/地区的商标或注册商标。Google Earth 是 Google LLC 的商标。QGIS 是由 QGIS 社区和 QGIS.ORG 开发的免费开源地理信息系统。ArcGIS 是 Esri 的商标,此处仅用于识别目的。PointMan 和 ProStar 是 ProStar Geocorp, Inc. 的注册商标。SubsurfaceMaps 由 Subsurface Solutions 提供(商标申请中)。

本文所述的定位性能反映了高精度GNSS解决方案(例如GPR-SG系统,搭配预配置的Juniper Geode GNSS接收机和适用的校正服务)的典型能力。大地控制和专业GNSS测量相关的标准和规范材料中包含的精度等级范围从亚厘米级到约10厘米,典型置信水平(例如95%)适用于专业工作。实际结果可能因现场条件、GNSS信号质量、校正源(例如RTK或SBAS)的可用性、环境因素(例如多径效应、树冠、城市峡谷)以及设备的部署和操作方式而异。将GNSS集成GPR用于公用设施测绘时,应结合适当的测量实践和质量控制程序;用户有责任验证数据的精度及其对特定应用的适用性。传感器和软件以及相关技术提供商不保证在所有条件下都能达到特定的定位精度,用户在解读 GNSS 参考 GPR 数据时应参考产品文档和当地标准。

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