合成開口レーダシステムによる地下構造の可視化精度の画期的向上

使用合成孔径雷达系统革命性地提高了地下结构的可视化精度

基本信息

批准号：
21656231
负责人：
小池克明
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

従来,レーダの反射を利用して,地層の境界面の位置や形状を把握するのが地中レーダ探査の主な目的である。さらに地下探査精度を向上させるためには,このような幾何情報のみでなく,地下物質の物性に関した媒質定数(誘電率,導電率,透磁率など)を推定し,物質を同定できることが望まれる。しかしながら,地下の物性分布や地層境界の形状に関する不均質は特に大きく,従来の一つの偏波を用いた反射型の地中レーダでは地下の物性までは把握できない。そこで本研究では,地下構造の可視化精度の向上を目的とし,前年度に引き続いて,レーダの反射と透過の両方を計測でき,さらに合成開口レーダシステムのように偏波も考慮できるという機器の開発を行った。これを管渠側面に形成される地下水面の下の空洞を捕捉するという問題に適用した。本機器では送信アンテナと受信アンテナを分離し,地表から送信したレーダを地下で受信できる。これから透過型地中レーダによれば,反射型に比べてレーダの伝播距離が約半分になることに利点がある。これによりレーダの受信強度が増加し,探査可能な距離範囲が約2倍になり,地下構造の解明に貢献できる。開発機器の有用性を検証するために,大型水槽モデルを作製し,これに砂を満たすとともに塩ビ管とヒューム管の2種類の管渠を埋設し,その上部に空洞設けた。その後,注水することで,これらの管渠が地下水面以下,すなわち帯水層内に存在するという状態を模擬した。基礎実験の結果,減衰が大きい帯水層内でも送信信号を検出でき,空洞の存在が把握できることがわかった。また,測定を妨げる要因として考えられる鉄筋を含むヒューム管においても,その上部の空洞が検出できた。さらに,TE波とTM波の反射率の相違を利用すれば各層の誘電率が妥当に求められることも明らかになった。ゆえに,本開発機器は汎用的であり,透過型地中レーダの有用性が実証できた。

过去，地下雷达探索的主要目的是使用雷达反射来了解层边界的位置和形状。为了进一步提高地下勘探准确性，不仅要识别与地下物质物质有关的中等常数（牙齿速率，导电速率，瓷器速率，瓷器速率等）。但是，关于地下特性分布形状和地层边框形状的不均匀质量特别大，并且地下物体性能不能使用常规的极化波在反射的地下雷达中握住。因此，在这项研究中，旨在提高地下结构的可视化准确性的设备的开发，可以在上一财政年度衡量雷达反射和透明度，并且也可以像合成的雷达系统一样考虑极化完毕。这应用于捕获D'Etrocytes表面的地下水表面下腔的问题。在此设备中，可以将传输的天线和接收天线分开，并且可以从表面发送的雷达在地下接收。根据透明的地面雷达，与反射类型相比，雷达传播距离约为一半。结果，雷达接收强度增加，可以探索的范围大约是两倍，这有助于阐明地下结构。为了验证开发装置的实用性，准备了一个大型水族馆模型，充满了沙子，埋有两种类型的管道管道和嗡嗡声管，并建立了一个空心。之后，通过倒水，可以模拟这些试管存在于地下水面，即在obi水性层中。基本实验的结果是，即使在较大的衰减区域中，也可以检测到传输信号，并且可以抓住空腔的存在。即使在包含加固条的人体管中，也可以检测到上部的腔，这些腔被认为阻碍了测量。此外，很明显，如果需要TE和TM波反射比之间的差异，则每层的介电速率是适当的。因此，该开发装置是普通的，并且证明了透明地面雷达的有用性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

偏波を利用した地中レーダ探査に関する基礎的研究

地下偏振雷达探测基础研究

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
(社)資源・素材学会九州支部平成22年春季例会講演要旨集
影响因子：
0
作者：
Qianqian YU;Takuya KASEYAMA;Keiko SASAKI;Tsuyoshi HIRAJIMA;槙原慧
通讯作者：
槙原慧

透過型地中レーダの開発と基礎的検証実験

穿透式地下雷达研制及基础验证实验

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
日本地球惑星科学連合2011年大会講演要旨集
影响因子：
0
作者：
Yoshitaka Uejima;Atsushi Sakamoto;Keiko SASAKI;Tsuyoshi HIRAJIMA、Junichiro Ishibashi;槙原慧
通讯作者：
槙原慧

Three-dimensional Geological Structure Modeling for Groundwater System Elucidation in a Wide Area Using MT Method

MT法三维地质结构模型阐释大范围地下水系统

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Proceedings of 11th International Symposium on Mineral Exploration (ISME-XI)
影响因子：
0
作者：
Keiko SASAKI;Qianqian YU;Takuya KASAYAMA;Hisafumi Aasue
通讯作者：
Hisafumi Aasue

Discriminating Alteration of Pyroclastic Flow Deposits in an Active Volcano by SAR Image Analysis for Assessing the Geothermal System

通过 SAR 图像分析判别活火山火山碎屑流沉积物的蚀变，评估地热系统