基于偏移定位技术的水利探测方法及应用

吴学礼 郑文俭 胡雪松 孟凡华 甄然 武晓晶

摘 要：为了抑制探地雷达原始图像中较为强烈的直达波，突显较弱的目标信号，实现对隐患位置的精确定位，提出了结合鲁棒主成分分析的Stolt偏移方法。首先使用探地雷达分析程序包matGPR3.1生成合成数据，模拟坝体和坝体内空洞模型，通过扫描处理得到探地雷达原始图像，然后利用鲁棒主成分分析方法提取目标双曲线信号，最后采用Stolt偏移技术对目标信号进行聚焦处理，并通过最小熵速度估计选取合适的偏移速度得到最佳偏移效果。实验结果表明，提出的方法能够有效地抑制杂波，更清楚地判别目标空洞的位置。与之前方法相比，其得到的图像分辨率更高，性能更优，在水利工程隐患探测方面具有一定的应用价值。

关键词：空间物理探测;探地雷达;鲁棒主成分分析;Stolt偏移;最小熵

中图分类号：TP751;P631.8 文献标志码：A

文章编号：1008-1542（2019）04-0317-08

水利关乎国民经济的发展，水利工程的安全隐患问题是一个亟待解决的重点问题。水利工程隐患一般有堤坝渗漏、坝体裂缝、坝体内空洞等，这些隐患的存在使人们的生命财产安全受到了严重威胁，而探地雷达（ground penetrating radar，GPR）作为一种无损高效的地球物理探测手段，能够实时显示地下剖面图像，直观反映出工程的实际情况，在水利工程隐患探测方面有着很好的应用前景[1-2]。

探地雷达通过发射高频电磁波并接收反射回波再由计算机处理得到雷达图像[3]，但是，探地雷达接收到的回波图像中往往有杂波存在，这导致很难准确判读有用信息，因此，有效消除这些杂波非常必要。……