海堤抛石雷达图像特征及检测效果分析
海洋气象雷达技术的成像与探测能力评估
海洋气象雷达技术的成像与探测能力评估海洋气象雷达是一种应用于海洋观测与气象预测的高科技设备，可以实时监测大范围内的海洋气象变化，为海上作业、气象灾害预警和海洋资源研究等提供重要的技术支持。
本文将对海洋气象雷达的成像与探测能力进行评估与分析。
海洋气象雷达主要通过发送与接收微波信号来实现对海洋的探测与成像。
其工作原理是利用雷达发射的微波信号经过海面或大气中的反射、散射等过程后返回雷达，通过接收和处理这些返回的信号来获取海洋气象的信息。
因此，海洋气象雷达的成像与探测能力主要取决于它的波束宽度、波束聚束、发射功率、天线增益、接收灵敏度等技术指标。
首先评估海洋气象雷达的成像能力。
成像能力主要指雷达对目标进行探测与图像重建的能力。
海洋气象雷达具有较高的空间分辨率和时间分辨率，可以以较高的精度获取海洋气象信息。
其中，雷达的空间分辨率受到波束宽度的影响，波束聚束技术可以有效提高雷达的空间分辨能力。
此外，波束指向和跟踪技术的应用也可以进一步提高雷达的成像能力，使其能够快速锁定目标并保持准确的波束指向。
其次评估海洋气象雷达的探测能力。
探测能力主要指雷达对海洋气象目标的探测灵敏度和探测距离。
海洋气象雷达的探测灵敏度受到发射功率和接收灵敏度的影响。
较大的发射功率可以增加信号强度，而较高的接收灵敏度可以提高雷达对微弱信号的捕获能力。
同时，采用多普勒技术可以对目标的径向运动速度进行测量，进一步提高雷达的探测能力。
此外，海洋气象雷达还可以通过频率多波束等技术手段来获取更全面的目标信息，提高探测的准确性。
海洋气象雷达的成像与探测能力评估还需要考虑雷达的覆盖范围和采样率。
雷达的覆盖范围取决于它的发射功率、波束宽度以及接收灵敏度等因素。
当雷达的波束宽度较小，接收灵敏度较高时，其有效探测范围可以达到几十公里甚至数百公里。
采样率则决定了雷达对海洋气象变化的时空分辨能力，较高的采样率可以提供更精细的气象变化信息。
除了以上各项技术指标外，雷达的数据处理和分析能力也对成像与探测有着重要的影响。
抛石检测(钻孔)技术方案
宁海县下洋涂围垦工程海堤抛石体实际断面钻孔检测方案编写：审核：浙江省工程物探勘察院二O一一年五月一、前言宁海县下洋涂围垦工程占地面积5.38万亩，预投资14.8414亿元，岸线长17347m，场地东堤长约4261m ,南堤长约5448m，西堤长约7650m；纵隔堤桩号0+000（海堤桩号11+115）～3+960，北横隔堤桩号0+000（海堤桩号5+020）～4+240。
东堤高程7.5m～8.0m, 南堤高程7.5m～8.0m, 西堤高程7.5m左右，堤顶宽6.5m。
根据委托要求，为确保围堤施工形成断面符合设计要求，底层石块座落在设计要求的持力层上，拟通过钻孔的方法进行检测。
工作目的是：1、确定围堤横向范围的抛石体厚度、截面形状及底界标高；2、为计算抛石堤抛石方量提供依据。
二、检测数量和方法：根据国家标准《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》（JTJ/T258-98）的4.4质量检查中4.4.1.2、4.4.1.3及其他相关技术要求，并结合设计单位、建设单位的要求，本次钻孔检测断面为每个海堤标段布设3个检测断面，分别为：Ⅰ标段桩号1+500,3+500,4+700, Ⅱ标段桩号5+750，8+000,9+950，Ⅲ标段桩号14+000,15+500,16+800；临时龙口段布设1个检测断面，桩号为12+380；纵隔堤、北横隔堤各一个断面，里程桩号分别为：纵隔堤桩号2+600，北横隔堤桩号3+550。
合计12个断面,每个钻孔检测断面布设3个钻孔，合计钻孔检测数为36个，布置具体位置见《下洋涂围垦工程抛石体实际断面检测工程布置一览表》，估计钻进深度约240米左右。
三、检测技术要求：3.1、钻孔检测方法：1、钻孔检测时，采用YG-60型全液压锚固工程钻机进行检测钻进，检测时必须穿透抛填堤心石回填堤身断面，钻入抛填堤心石回填堤身下土层内。
2、钻孔取样准确判断出围堤落底情况，配合探地雷达检测，提供校正参数。
典型地质现象与雷达图像特征
典型地质现象与雷达特征一、完整岩体完整岩体一般介质相对均匀，电性差异很小，没有明显的反射界面，雷达图像和波形特征通常表现为：能量团分布均匀或仅在局部存在强反射细亮条纹；电磁波能量衰减缓慢，探测距离远且规律性较强；一般形成低幅反射波组，波形均匀，无杂乱反射，自动增益梯度相对较小。
该类岩体的探测和解释精度通常比较高，其典型图像见图1。
图1中最上面的几条水平强反射波同相轴为直达波和地表层受爆破松弛影响所致。
二、断层破碎带和裂隙带断层是一种破坏性地质构造，其内通常发育有破碎岩体、泥或地下水等，介质极不均匀，电性差异大，且断层两侧的岩体常有节理和褶皱发育，介质均一性差。
而裂隙带通常存在于断层影响带、岩脉以及软弱夹层内，裂隙内也有各种不同的非均匀充填物，介电差异大。
他们一般都有明显的反射界面，这就为地质雷达创造了良好的应用条件。
在断层或裂隙带，其地质雷达图像和波形特征较为相似，通常表现为断层和裂隙界面反射强烈，反射面附近振幅显著增强且变化大；能量团分布不均匀，破碎带和裂隙带内常产生绕射、散射，波形杂乱，同相轴错断，在深部甚至模糊不清；电磁波能量衰减快且规律性差，特别是高频部分衰减较快，自动增益梯度较大；一般反射波同相轴的连线为破碎带或裂隙带的位置。
其典型地质雷达特征图像如图2和图3所示。
虽然两者的雷达特征图像相似，但通过对比分析可大致把它们分辨开来：a.断层破碎带的影响范围通常比裂隙带宽，在地质雷达图像上有较宽的异常反应。
相反的，裂隙带异常在雷达图像上一般表现为相对较窄的条带。
b.断层破碎带的波幅变化范围通常比裂隙带大，而裂隙带的振幅一般为高幅。
c.在相对干燥情况下，断层破碎带在地质雷达图像上同相轴的连续性不如裂隙带，它的同相轴错断更明显，其波形更加杂乱，而裂隙带在地质雷达图像上同相轴的连续性反映了裂隙面是否平直、连续。
d.探测时可参考当地的区域地质背景资料和钻孔资料，对可能遇到的地质现象做出大致的判断，为图像解释时对这两种地质现象的分辨识别提供依据。
第三章2雷达图像特征
面实际距离并不保持恒定的比例关系，图像产生不 均匀畸变
制作：王瑞雪 2010-5-20
前视收缩(fore shortening—scale distortion)
▪ 缩短效应，透视收缩 ▪ 即雷达图像上所有前坡(面向传感器一侧)长度缩短，
D
Pa R
D
D 雷达天线孔径 R 距目标地物的距离
制作：王瑞雪 2010-5-20
了解
Pa R D
合成孔径侧视雷达方位分辨率
Pa D 2
D 雷达天线孔径
制作：王瑞雪 2010-5-20
了解
P32图3-23
pd 不变，
pg 随俯角不同而变化
四栋楼房A、B、C、D， 距离AB=CD， 哪两栋楼房 能够区分开？
▪ 延伸效应 ▪ 因地势起伏，地理位置远但地势高的地物产生的回波可能会
早于地理位置近但是地势低洼的地物产生的回波，因此，
▪ 当雷达接收到物体上部回波先于下部回波时，在成像处理时 物体的上部得以显示，产生目标倒置的视觉效果，称为叠掩。
▪ 一般情况下，叠掩出现在小入射角的时候，在星载雷达图像 上较为普遍。
制作：王瑞雪 2010-5-20
第三章 遥感成像原理与图像特征
第二节 微波遥感图像特征
制作：王瑞雪 2010-5-20
制作：王瑞雪 2010-5-20
一、被动微波遥感
▪ 20 世纪70 年代末以来, Nimbus 卫星系列和 美国国防气象卫星计划(DMSP) 上开始搭载 一系列被动微波传感器升空
制作：王瑞雪 2010-5-20
回波的强弱主要影响因素
防波堤抛石工程分析
海堤抛石工程：（1）工程概述：本工程海堤堤身结构形式为斜坡段，两侧堤身采用100～300kg块石回填形成，堤心采用回填山土和回填海砂形成。
桩号E0+000～E0+900段地基采用抛石挤淤进行软基处理，桩号E0+900～E2+900段地基采用打设塑料排水板进行软基处理。
海堤工程抛石体在高程2.0m以下时，采用水下抛石施工方法，利用该区段每日两次潮涨时段，水深可达6m以上，采用1000～15000m³抛石船水运船抛，分区段抛石施工。
海堤工程抛石体在高程2.0m以上为陆上直接抛填，利用该区段每日两次潮落时段，由15~20t自卸汽车经过1#临时施工道路至抛石体施工区域内直接卸入，ZL50装载机，1m³挖掘机配合施工。
（2）石料要求：抛石的石料采用新鲜岩石，容重应大于2.4t/m3，单块重量以100～300kg 为主，表层抛石单块应大于100kg，级配为：100kg以上占70%～80%，100kg以上占20%～30%，孔隙率小于30%。
抛石施工在抛投时应大小搭配，棱体达到设计断面，并经沉降初步稳定后，按设计轮廓在抛石的表面采用大块石理砌成型，尽可能理砌至最低潮水位高程以下。
块石的具体长度按设计要求开采，要求棱角分明，六面基本平整，上下面大小头允许偏差±50mm。
抛石挤淤必须注意铺筑后的压实，采用重型车碾压以使淤泥挤出至无明显沉降痕迹，减少不均匀沉降。
（3）施工设备选择：路上运输设备：采用15~20t自卸车运输石料。
石料装船时设专人指挥，确保施工安全；自卸汽车在码头前沿完成倒车，自卸车缓慢后退进入卸料点，之后顶起车箱将石料卸入船中，多辆自卸汽车循环进行装料直至装满抛石船。
海上运输设备：拟采用1000～15000m³抛石船进行抛石筑堤作业。
（4）施工工艺流程:抛填施工工艺流程图（5）主要施工方法考虑到本工程为外海无掩护作业，受风浪影响较大，而斜坡式抛石堤结构对风浪作用又比较敏感等因素，本工程施工采取平面上分区、立面上分层的施工方法。
地质雷达探测抛填厚度研究
A# H" 地质雷达检测精度校核 抛填区检测数据采集过程中 ! 首先要对 > + G , ! $ F 型地质雷达检测精度进行校核 " 校核方法为 ( $ % 在抛填区测路段测线相应点号钻取芯样 ! 并获取芯样厚度数据 & ! $ % 对检测 的 雷 达 波 进 行 后 处 理 ! 即 根 据 雷 达 波 界 面 反 射 波 波 速 U# 时间差 , " ) 与 行 程 @ 关 系 @\ ’ ! 计算机可精确计算出发射与接收时差 ! 任定一波速可计算出某点的厚度或根据 , # 计算U& U+, ) " ) @! $ % 取任意芯点的厚度与相应雷达测点的测试厚度比较 ! 用已知厚度计算雷达波波速 & % $ % 用已知雷达波波速 ! 分析另外已知点的厚度 ! 最终确定一个适中的波速 ! 使各对比点的误差最小 & ; $ % 由公式 $ % 可求出相应的介质介电常数 " ) ! 地质雷达探测记录分析计算的结 果 与 钻 孔 对 比 见 表 !" 由 表 ! 可 见 ! 该测区内抛石层的介电常数 为# 淤泥层介电常数为# 满足 常 见 介 质 介 电 常 数 值 范 围 ! 从理论上证明测厚的可 ;!" -! -!% *! 0\" 0\% 靠性 " 故利用 > + G , ! $ F 型地质雷达的后处理软件便可求出抛填区的测区厚度 " , ) , " 万方数据
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3D声纳扫测在胜利油田海堤堤脚水下探测中的应用
3D声纳扫测在胜利油田海堤堤脚水下探测中的应用发布时间：2022-07-24T01:52:18.293Z 来源：《工程管理前沿》2022年第3月5期作者：荆波朱克海陈玉明杨建民曲志轩[导读] 建设在冲积平原上的海堤，其堤脚淘刷失稳是海堤破坏的主要风险之一荆波朱克海陈玉明杨建民曲志轩胜利油田分公司生产运行管理中心摘要建设在冲积平原上的海堤，其堤脚淘刷失稳是海堤破坏的主要风险之一，堤脚结构监测探测显得尤为重要。
鉴于三维声纳系统的技术优势，2021年我们将其应用于胜利油田海堤堤脚水下探测，效果显著。
本文主要就该技术工作原理、技术要点、应用范围、应用效果进行介绍。
应用效果表明，该系统适应含沙量大、能见度低的水域环境，成像速度快、图像分辨率高、能够准确展示海堤水下部分的三维结构，在水下工程建设保障、勘测检测、隐患排查等方面有广阔的的应用前景。
1 引言上世纪七十年代中期，胜利油田开始采取围海造陆的方式进行探海油田的开发，相继建设各类海堤160多公里，防御风暴潮袭击，保护着桩西、河口、孤东等滩海油田安全生产。
近半个世纪以来，伴随着自然环境变化、滩海石油开发、地方经济发展、黄河入海口治理以及黄河入海水沙量减少的进程，油田海堤运行环境及状态发生了很大变化，主要表现在海平面上升、地质沉降、滩地蚀退、堤前水深增加等，近堤水深以孤东北大堤为例，1985年孤东围堤建设时，堤前水深是0米，2018年最深时达-6.8米。
水深浪大，加剧了海堤的破坏，上世纪九十年代以来，油田海堤多次受灾，甚至发生溃堤决口险情，造成巨大经济损失。
近年来，海堤安全已引起越来越多的关注，保护着油田生产和地方经济的油田海堤也是如此，加强海堤管理已成为一项重点工作。
目前胜利油田在用一级海堤39.6公里，为确保海堤安全运行，2021年油田对海堤进行了全面检测，考虑到海堤堤脚结构稳定的重要性以及护脚预制块体局部滑塌现状，我们把海堤堤脚结构探测也纳入到这次检测。
探地雷达：水闸水下结构探测之眼
水闸底板是水闸结构的重要组成部分，水闸底板决定着水闸的结构安全、渗流安全等多种安全状态。
由于长时间受外部载荷、水流冲刷和上下游水位差等影响，水闸底板易产生结构损坏等安全隐患，因此需要一种更加快速有效的探测水闸底板安全状态的方法来解决水闸底板探测的问题。
探地雷达是利用高频电磁波来确定介质内部结构分布规律的探测方法，具有高效、无损等优点。
探地雷达技术从1990年后逐渐兴起成熟，国内不少研究人员都对探地雷达在闸底板、抛石等闸坝水下结构的探测进行了研究。
探地雷达检测原理探地雷达(GPR)方法是利用高频电磁波(1~1000 MHz)，以脉冲形式通过发射天线定向地送入地下。
雷达波在地下介质中传播，遇到分界面时会发生反射，电磁波发生反射能量的强弱与分界面两侧的介电常数大小有关：当两个分界面的介质介电常数相同时，波形不会出现反射；当两个分界面的介质介电常数相差很大时，雷达波波形出现强反射，反射界面两侧的电性差异越大，反射图像越清晰。
雷达波返回地面后由接收天线接收，在对接收天线所接收到的雷达波进行分析和处理的基础上，根据接收到的雷达波波形、强度、电性及几何形态特征，推断地下地层(或目标体)。
雷达在密实土体材料的反射波很弱，反射波波形连续。
当土体局部发生渗漏时，在水的作用下，渗漏通道及其周围的黏土等材料处在相对饱和状态，介电常数和电导率增大，与不渗漏的部位形成明显的电性界面，形成雷达剖面上的强反射区，此时雷达剖面上的反射波强度加大，反射波同相轴基本不连续或局部连续。
电磁波在特定介质中的传播速度是不变的，因此根据地质雷达记录的电磁波传播时间ΔT，即可计算出地层的厚度ΔH i。
ΔH i=V i·ΔT/2(1)V i=c0/(εi·μi)1/2 (2)式中：V i为电磁波在介质中的传播速度；c0为电磁波在真空中的传播速度(c0=0.3 m·ns-1)；εi为第i层地层的介电常数；μi为第i层地层的磁导率。
雷达测图与遥感卫星图像的比较分析
雷达测图与遥感卫星图像的比较分析雷达测图和遥感卫星图像是现代科技中常用的两种遥感数据获取方法，它们在环境监测、气候研究、资源勘探等领域发挥着重要的作用。
本文将对雷达测图和遥感卫星图像进行比较分析，探讨它们的优缺点以及适用场景。
一、测图原理及数据特点雷达测图是通过发射电磁波并接收其回波来获取地表或大气信息的一种方式。
它的工作原理是利用雷达系统发射的微波信号与地表或大气中的物体发生相互作用，然后通过接收器接收回波并进行解译分析。
雷达测图的数据特点是具有较好的穿透能力，不受天气和光照条件的限制，可以在雨雪雾等复杂气象条件下获取图像。
遥感卫星图像则是通过卫星传感器获取地面信息的一种方式。
它的工作原理是将地面反射或辐射的电磁波通过空间传输到接收器，然后通过数据处理和解译得到图像。
遥感卫星图像的数据特点是具有较高的空间分辨率和谱分辨率，可以提供较为详细的地表信息。
二、应用领域比较雷达测图广泛应用于气象监测、地质勘探和海洋资源调查等领域。
由于雷达具有较强的穿透能力，能够透过云层、雨雪等大气干扰，因此在气象监测方面具有独特的优势。
此外，雷达测图还可以用于地形测量、土壤湿度监测和海洋测量等领域，为环境研究提供重要数据支持。
遥感卫星图像主要应用于土地利用规划、农作物监测和自然资源调查等领域。
由于遥感卫星图像具有较高的空间分辨率和谱分辨率，可以提供较为细致的地表信息，因此在土地利用规划和农作物监测方面有着重要的应用。
此外，遥感卫星图像还可以用于森林覆盖监测、水资源调查和城市规划等领域，对于社会经济发展和资源管理具有重要意义。
三、数据分析方法比较在数据分析方法上，雷达测图主要借助地物散射特征和雷达信号处理技术进行图像解译和特征提取。
雷达测图可以通过测量土壤湿度、植被生长情况等参数来进行环境监测。
此外，雷达测图还可以应用极化特性和散射系数来研究材料的物理特性，为地质勘探和矿产资源调查提供数据依据。
遥感卫星图像的数据分析方法主要包括图像分类、变化检测和光谱反射率分析等。
海堤工程检测方案
海堤工程检测方案一、引言海堤是一种用于防洪、防风、防浪、保护海岸线等目的的土木工程结构，通常由土石等材料构成，是海洋工程中的重要组成部分。
海堤的稳定性和安全性对于周边地区的生命财产安全具有重要意义，因此海堤工程的检测和监测显得尤为重要。
海堤工程的检测主要包括理论分析、现场检测和实验室试验等多个方面，综合使用不同的方法和技术可以更全面地了解海堤的工程状况，保证其稳定和安全。
本文将对海堤工程检测方案进行详细介绍，包括检测目的、方法、工具、步骤等内容，以期为海堤工程的安全运行和管理提供技术支持。
二、检测目的海堤工程的检测主要目的是为了维护和提高海堤的稳定性和安全性，保护周边地区的生命财产安全。
具体包括以下几个方面：1. 确定海堤结构的物理特性，如土石的密度、强度、湿度等参数，以便及时发现并修复可能存在的问题。
2. 监测海堤工程的动态变化情况，如受潮、塌方、沉降等，及时采取措施进行修复和加固。
3. 检测海堤工程的工程状况，包括结构的完整性、稳定性、安全性等，保证其符合相关标准和要求。
4. 评估海堤工程的寿命和剩余使用寿命，为后续维护和改造提供参考。
三、检测方法海堤工程的检测方法主要包括现场检测和实验室试验两种方式。
1. 现场检测现场检测是通过对海堤工程进行实地测量和观察，获取其实际工程状况的一种方法。
常用的现场检测方法包括：（1）基本勘测：包括地形、地质、气象、水文和海洋等基本情况的调查，为海堤工程的检测提供基础数据。
（2）水文测验：通过水文测站、海流测站等现场观测手段，获取海堤周围水域的流速、流向、潮汐等信息，用于分析海堤受涨潮、退潮和海浪等条件的应力情况。
（3）地质探测：通过钻孔、取样、实验、分析等手段，获取海堤工程地质和岩土情况，如土层的分布、性质、含水量等。
（4）非破坏性检测：如声波、电磁、地震等方式对海堤进行检测，获取其内部结构和物理特性等信息。
（5）振动检测：通过振动仪器对海堤进行振动测试，分析其动力响应和结构特性。