雷達(dá)圖像分析及地質(zhì)應(yīng)用

目錄

序 陳述彭

前言

雷達(dá)地質(zhì)及其進(jìn)展 郭華東

雷達(dá)圖像的幾何特點(diǎn)及計算機(jī)模擬 舒士畏等

側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何校正與鑲嵌 張云和等

一種新的合成孔徑雷達(dá)圖像幾何校正方法 洪峻等

增強(qiáng)地質(zhì)信息的雷達(dá)圖像處理方法研究 張云和等

目標(biāo)的雷達(dá)圖像特征及其提取方法的研究 舒士畏等

方向溶解算子在平滑雷達(dá)圖像斑點(diǎn)噪聲中的應(yīng)用 張大力等

雷達(dá)圖像成像機(jī)理分析 郭華東

X波段微波穿透性的定量分析 趙昌齡等

雷達(dá)圖像定標(biāo) 舒士畏

地質(zhì)探測的最佳雷達(dá)俯角選擇 郭華東

垂直視向雷達(dá)圖像線性體提取及對比分析 董品亮

圣海倫火山區(qū)X波段多極化雷達(dá)圖像評價 A.J.劉易斯等

內(nèi)蒙古巴音諾爾公地區(qū)雷達(dá)圖像構(gòu)造分析 王超等

雷達(dá)圖像用于恰奔金礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查 李林等

利用航天雷達(dá)圖像尋找含金構(gòu)造帶 王超等

新疆布爾根地區(qū)雷達(dá)圖像的金礦地質(zhì)分析 藺啟忠

甘肅酒泉地區(qū)SIR-A圖像的地質(zhì)信息 劉子貴等

麥哲倫成像雷達(dá)對金星地質(zhì)學(xué)的貢獻(xiàn) 郭華東等

90年代的星載雷達(dá)遙感 郭華東

英文摘要

圖版 2100433B

本書介紹了雷達(dá)圖象的分析法及其在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用研究成果，主要內(nèi)容包括三部分：雷達(dá)圖象幾何校正、處理及專題信息增強(qiáng)技術(shù)；雷達(dá)圖像成像機(jī)理分析；雷達(dá)圖象在巖性、 構(gòu)造及礦產(chǎn)調(diào)查中的應(yīng)用。

在雷達(dá)反射探測方式中，發(fā)射天線和接收天線都放置于同一鉆孔中，且間距固定，用于傳輸信號觸發(fā)和數(shù)據(jù)采集的光纜可以消除普通電纜對收發(fā)天線的附加干擾，鉆孔雷達(dá)常用天線為偶極子天線，它能輻射和接收來自360°空間的信號。和地面地質(zhì)雷達(dá)一樣，鉆孔雷達(dá)的解譯是在數(shù)據(jù)處理后所得的地質(zhì)雷達(dá)圖像剖面中，根據(jù)反射波組的波形與強(qiáng)度特征，通過同相軸的追蹤，確定反射波組的地質(zhì)特征。當(dāng)巖體中存在不良地質(zhì)體（如裂隙、層理、斷裂、破碎帶、巖溶和地下水等）時，不良地質(zhì)體與周圍巖體的電性差異較大，容易形成強(qiáng)烈的反射波，同時，還可能由于巖性的差異產(chǎn)生繞射波，并在時間剖面上形成雙曲線特征。鉆孔雷達(dá)解譯的不同之處主要在于對空間的解釋，對于地面地質(zhì)雷達(dá)來說，所有的反射都來自半空間，而對于鉆孔雷達(dá)來說，反射來自360°的徑向范圍。一般情況下，利用單孔雷達(dá)反射數(shù)據(jù)很難確定反射體的方位，而只能確定反射體的距離。當(dāng)反射體為平面時，平面和鉆孔的夾角也可確定下來。對于點(diǎn)目標(biāo)來說，反射信號的特征為雙曲線，對于未穿過鉆孔的裂縫來說，反射特征為一條斜線。斜線和鉆孔的夾角由裂縫與鉆孔的夾角決定。當(dāng)裂縫穿過鉆孔時，反射特征像張開的剪刀，利用這些特征可以推斷裂縫的形態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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地質(zhì)雷達(dá)法用來進(jìn)行野外觀測的專用儀器，一般包括發(fā)射天線和發(fā)射機(jī)，接收天線和接收機(jī)，以及內(nèi)裝微處理機(jī)或直接用便攜式微機(jī)的控制部件。發(fā)射機(jī)將直流電源供給的直流電轉(zhuǎn)換為高頻、窄脈沖的交流信號，通過發(fā)射天線向被探測介質(zhì)定向發(fā)射固定頻率的電磁波。接收天線接收回波信號后輸入到接收機(jī)，經(jīng)放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸?shù)娇刂撇考M(jìn)行疊加、計算、存貯，由液晶顯示器實時顯示斷面圖像，并可打印、拷貝。觀測數(shù)據(jù)可存貯在軟盤上，也可通過機(jī)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸?shù)酵饨佑嬎銠C(jī)進(jìn)行更詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理、彩色顯示和繪制彩色斷面圖。為了同時進(jìn)行不同深度的探測，提高施工效率，可以用一臺發(fā)射機(jī)或多臺接收機(jī)同時觀測。最新儀器都配置多種頻率的發(fā)射和接收天線，可根據(jù)不同地質(zhì)任務(wù)和施工條件選用或作幾種頻率觀測，取得更多的地質(zhì)信息。

地質(zhì)雷達(dá)按使用場合不同可分為空中地質(zhì)雷達(dá)(又稱機(jī)載地質(zhì)雷達(dá))、地面地質(zhì)雷達(dá)、礦井地質(zhì)雷達(dá)和鉆孔地質(zhì)雷達(dá)。其中，機(jī)載雷達(dá)是裝在飛機(jī)上的地質(zhì)雷達(dá)的總稱，主要有側(cè)視雷達(dá)、前視雷達(dá)、平面位置顯示器雷達(dá)等，它具有快速覆蓋和全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，主要用于測繪地形、地面巖性識別、判別地質(zhì)構(gòu)造特征等。煤炭工業(yè)部門常用的是地面地質(zhì)雷達(dá)、礦井地質(zhì)雷達(dá)和鉆孔地質(zhì)雷達(dá)。

地面地質(zhì)雷達(dá)在地面進(jìn)行觀測，是地質(zhì)雷達(dá)中使用最多的一種方法。它用發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線向地下發(fā)射高頻電磁波，電磁波在地下土層、巖層中有明顯電性差異的界面上反射，在地面用接收機(jī)和接收天線接收回波信號，并對其進(jìn)行計算處理、解釋、成圖，得到地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的顯示圖象和深度資料。地面地質(zhì)雷達(dá)測線、測點(diǎn)布置靈活，可根據(jù)需要布設(shè)成規(guī)則網(wǎng)狀、不規(guī)則網(wǎng)狀或任意單條剖面。既可逐點(diǎn)觀測，也可沿剖面連續(xù)觀測。

礦井地質(zhì)雷達(dá)具有防爆功能。在礦井巷道中進(jìn)行觀測?？梢詫ο锏老路?、上方、兩側(cè)及前方進(jìn)行探測。向下方探測時，工作方法與地面觀測相同。巷道有支架支護(hù)時，向上和向兩側(cè)探測的天線要特殊設(shè)置。向采掘前方探測是在巷道揭露的煤層或巖石斷面上垂直布設(shè)發(fā)射天線和接收天線，可探測采掘前方的斷層、巖溶及其它異常體。礦井中的干擾因素 (各種電纜、金屬物等)較多，現(xiàn)場觀測時要盡可能避開或減少干擾源的影響，以提高信噪比。資料解釋要正確區(qū)分有效信號和干擾信號，以保證地質(zhì)解釋結(jié)果的可靠性。

礦井地質(zhì)雷達(dá)在煤礦區(qū)一般用于探測厚煤層采后的剩余厚度，煤層下面的石灰?guī)r層或其它需要探測巖層的深度、喀斯特發(fā)育情況，巷道或工作面前方的小斷層、老窯水、喀斯特陷落柱、火成巖巖墻、煤層夾矸和其它地質(zhì)異常體。

鉆孔地質(zhì)雷達(dá)把發(fā)射及接收裝置放入鉆孔中進(jìn)行觀測，有單孔測量和跨孔測量兩種方式。①單孔測量。把發(fā)射和接收裝置放于同一鉆孔中，兩者的間距保持不變，沿鉆孔剖面進(jìn)行測量。電磁波向鉆孔壁介質(zhì)發(fā)射，遇有電性差異的界面反射回來被接收，即可發(fā)現(xiàn)鉆孔未揭露到的周圍介質(zhì)中的斷層、破碎帶、喀斯特、金屬礦體等，并確定其距鉆孔的位置、延伸方向。②跨孔測量。把發(fā)射裝置和接收裝置分別放入相鄰兩個鉆孔中(也可采用一孔發(fā)射、多孔接收方式)，雷達(dá)脈沖從發(fā)射鉆孔傳輸?shù)浇邮浙@孔，通過對透射波傳播速度、振幅等的分析，以及對反射波的分析，可以了解兩個鉆孔之間介質(zhì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)異常體的情況?？缈椎刭|(zhì)雷達(dá)的工作方法與鉆孔無線電波透視法相似。

地質(zhì)雷達(dá)可用來劃分地層、查明斷層破碎帶、滑坡面、巖溶、土洞、地下硐室和地下管線，也可用于水文地質(zhì)調(diào)查。由于地質(zhì)雷達(dá)在電阻率小于100Ω·m的覆蓋層地區(qū)，探測深度小于3m，嚴(yán)重阻礙了地質(zhì)雷達(dá)的應(yīng)用。因此，在低電阻率區(qū)如何加大探測深度，仍是一個研究課題。20世紀(jì)80年代末，還主要用于高電阻率的基巖地區(qū)、鉆孔和坑道中。2100433B