雷达技术

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雷达技术范文第1篇

关键词：激光雷达技术、发展、技术应用

1、前言

激光雷达技术是一门新兴技术，在地球科学领域及行星科学领域有着广泛应用。随着这一技术在相关行业的深入开展，它越来越被世界各国的人们所熟知，并被大力推广、研发和应用，成为当今较为热门的现代量测技术。

激光雷达技术按不同的载体可分为星载、机载、车载及固定式激光雷达系统。其中星载及机载激光雷达系统结合卫星定位、惯性导航、摄影及遥感技术，可进行大范围数字地表模型数据的获取；车载系统可用于道路，桥梁，隧道及大型建筑物表面三维数据的获取；固定式激光雷达系统常用于小范围区域精确扫描测量及三维模型数据的获取。总之，激光雷达技术的出现，为空间信息的获取提供了全新的技术手段，使得空间信息获取的自动化程度更高，效率更明显。这一技术的发展也给传统测量技术带来革命性的挑战。

2、激光雷达技术的发展历程

国外激光雷达技术的研发起步较早，早在20世纪60年代年代，人们就开始进行激光测距试验；70年代美国的阿波罗登月计划中就应用了激光测高技术； 80年代，激光雷达技术得到了迅速发展，研制出了精度可靠的激光雷达测量传感器，利用它可获取星球表面高分辨率的地理信息。到了21世纪，针对激光雷达技术的研究及科研成果层出不穷，极大地推动了激光雷达技术的发展，随着扫描，摄影、卫星定位及惯性导航系统的集成，利用不同的载体及多传感器的融合，直接获取星球表面三维点云数据，从而获得数字表面模型DSM，数字高程模型DEM，数字正射影像DOM及数字线画图DLG等，实现了激光雷达三维影像数据获得技术的突破。使得雷达技术得到了空前发展。如今机光雷达技术已广泛应用于社会发展及科学研究的各个领域，成为社会发展服务中不可或缺的高技术手段。

3、激光雷达技术的工作原理及流程

激光雷达系统是一种集激光雷达扫描探测，卫星定位和惯性导航系统于一身的多功能三维影像获取系统。通常由三部分组成，分别为POS系统，传感器系统以及存储与控制系统。其中POS系统由卫星定位系统和惯性导航系统组成，卫星定位系统通过差分实时测定传感器的空间位置，惯性导航系统精确记录传感器的空间姿态，存储与控制系统将传感器测算的空间信息存储起来，通过后处理软件计算出准确的空间点云数据。并生成各种数字产品如：DSM、DEM、DOM、DLG等，其工作流程如下：

激光雷达技术工作流程（东方道尔）

确定激光雷达技术方案

根据所需要成果的用途及精度，确定采用激光雷达技术的工作方式。对于小比例尺基础测绘和大范围的规划及考察研究，可采用星载激光雷达技术进行数据采集；对于高精度大面积基础测绘及区域性详细规划，可采用机载激光雷达技术进行数据获取；对于交通及观测条件允许的带状区域的基础测绘及高精度信息获取，可采用车载激光雷达技术采集数据；对于小范围、小区域的高精度三维数据获取及建模研究等可采用固定式激光扫描技术采集数据。

数据采集

根据选定的激光雷达技术方法，利用GPS系统获得传感器的空间位置数据，利用惯性导航系统获取传感器空间姿态数据；利用摄影及扫描系统获取空间三维坐标及影像数据；利用存储及控制系统记录所有获取数据，并对定位数据、测姿数据、扫描及影像数据进行归类存储。

数据处理

外业数据采集完成后，利用相关软件，对卫星定位轨迹数据、传感器姿态数据、激光扫描数据进行联合处理，得到大量测点的(X，Y，Z)三维点云数据及影像数据。其中包括影像数据的定向、镶嵌及空三结算；激光数据拼接、滤波及异常值剔除；坐标及高程系统转换等。

数据应用：通过内业联合处理后，生成满足用户需求的数字表面模型DSM、数字高程模型DEM、正射影像图DOM及数字线划图DLG及各类专业地图。

4、激光雷达技术的主要应用领域

随着国际社会对激光雷达技术的深入研究，这一新兴技术的优越性越来越明显，在各个行业均有其独特的优势。激光雷达传感器发射的激光脉冲能部分穿透树林遮挡，直接获取真实地面的高精度三维地形信息。且激光雷达测量不受日照和天气条件的限制，能全天候地对地观测，这些特点使它在灾害监测、环境监测、资源勘查、森林调查、地形测绘等方面的应用更具优势，能有效地弥补常规传感器的缺陷，是对现有航空、遥感技术的一种有效补充。

况且激光雷达测量技术又可以同其他技术手段集成使用，如将激光雷达测量技术同传统的航空相机、CCD相机以及红外遥感器等进行结合，可组成一套新的功能更强的遥感系统，为地球空间信息智能化处理提供新的融合数据源，在各行各业的应用都有较大优势， 具体表现如下：

普通测绘中的应用激光雷达技术常被用来测绘带状地形图，其中包括交通线路、输电线路、海岸线、沟、管线路、水下地形等。通过激光雷达技术可以获取高密度、高精度的激光点云数据，去除植被、房屋、其他建筑物等非地形目标上的点云数据，进而生成目标表面模型。

电力线路的设计（东方道尔产品）

文物遗址保护领域的应用对大型的遗迹及文物进行激光扫描，实现文物遗址的三维数字化建模，永久地保存文物信息，减少人为因素对文物的损坏；还可以按照时间序列，将历史文化遗迹在时间隧道中再现；另外借助于互联网，可以快速地实现资源共享，这都将对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。

构建“数字城市”的应用地面激光雷达能够对地面建筑物进行多角度激光扫描，可以快速获取城市中各类建筑物的三维点云数据，并在软件的支持下进行拼接、建模、纹理映射，从而得到“数字城市”所需要的高精度、真三维、可量测的，具有真实感的虚拟城市三维模型。三维模型不但可以对目标建筑进行精确量测，也可以从任意角度实时交互地看到规划效果，获得前所未有的直觉体验。

数字城市（东方道尔产品）

工程测量中的应用

工程测量的特点是:测量范围大小不一;被测目标周围环境复杂，目标之间空间几何关系复杂、也可能时刻处于变化状态等。这些特性就要求能有一种速度快、精度高，且可以实现远距离主动遥感获取空间信息的技术手段来实施测量。而地面激光雷达技术正好可以满足这些要求，并已经被逐步应用于建筑工程、巷道与洞穴测量、工厂设施与管线测量等领域，成为工程测量新的技术力量。

困难区域的DEM(东方道尔产品)林业勘测中的应用森林地区准确的地形及植被参数信息对于林业及自然资源的管理非常重要。而这些数据用常规方法获取较为困难。激光雷达技术它能同时获得树冠底部的地形信息以及树高信息。通过数据后处理，可分析植被并对其加以分类，计算树高、计算木材量，并可动态监测植物的生长情况以及提取林区的真实数字地面模型，成为林业管理的好帮手。

数字高程模型及等高线（东方道尔产品）

灾害调查与环境监测方面的应用

激光雷达测量技术能快速、及时、直接准确地服务于自然灾害的评估、监测及宏观管理。为宏观决策提供技术支持，避免常规测量受环境条件影响而面临的困难。

灾害区域DEM(东方道尔产品)

5、激光雷达测量技术的优越性

激光雷达测量技术的发展历史虽然不长，但已经引起人们的广泛关注，成为国际社会研究开发

的重要技术之一。同其他常规技术手段相比，激光雷达技术具有其自身独特的优越性，主要表现在以下几方面： （1） 采用激光探测技术，直接获取地物三维坐标，采集数据精度相对较高。 （2） 激光雷达的激光脉冲信号能部分穿过植被，能快速获得高精度和高空间分辨率的森林覆盖区的真实数字地表模型（3） 在有少数或无地面控制点的情况下进行作业，且速度快，效率高。（4） 作业安全，它能进行危险地区（如沼泽地带、大型垃圾堆等）的测量工作。 （5） 作业周期快，效率高，易于更新。 （6） 具备全天候获取测区的三维数据的能力； （7） 激光雷达将信息获取、信息处理及应用技术融为一体，更有利于提高自动化及高速化程度。

6、激光雷达测量技术的发展展望

激光雷达技术的发展为获取高时空分辨率的地球空间信息提供了全新的技术手段，使人们从传统的单点数据获取变为连续自动数据获取，并能够快速地获取精确的高分辨率的数字地面模型以及地面物体的三维坐标，同时配合地物的影像，增强人们对地物的认识和识别能力，在社会建设的各个领域均具有广阔的发展前景和应用需求。目前，越来越多的用户对使用激光雷达技术产生了浓厚的兴趣，显示了这项技术的强大市场需求。

激光雷达技术，能够在一定程度上解决城市建设、规划、环保、虚拟显示，军事国防，电子娱乐、灾害预防与控制等方面的数据需求。涉及测绘、国土、规划、电力、交通等多个领域的产业部门的用户。随着激光雷达技术在我国的全面推广以及相关技术的飞速发展，激光雷达技术难度将大大降低，会使越来越多的用户在使用激光雷达技术中获得所需的空间信息，从而创造更大的经济利益和社会效益。

参考文献：

1、LIDAR技术及在高精度测绘领域应用_东方道迩 张生德

雷达技术范文第2篇

1.1探地雷达的组成

一般来说，在目前的探地雷达中它主要是由主机、天线和后处理软件构成。这其中主机起到的作用是帮助实现雷达系统的整个控制、数据采集以及处理和显示。在我国现阶段的公路工程建设中，由于地下介质情况比较复杂，我们在探测到的数据资料往往要用后处理软件进行运算，以增强异常区域，利于得出准确结论。

1.2探地雷达工作原理

在现在的公路探地雷达使用中，它主要依据电磁脉冲在地下传播的原理进行具体的工作。当遇到存在电性差异的地下目标时候，电磁波就会发生反射，然后由地面接收天线接收，再通过对接收到的雷达波进行处理分析，形成一定的平面图形，具体如下。我们根据这个参数就可判断地下物体的结构，位置等。

2探地雷达的技术参数

在探地雷达技术中，最主要的莫过于是技术参数的分辨率了，它是探地雷达分贬率最小异常介质的能力，可以分为垂直分辨率和水平分辨率这两种。下面笔者根据实际分析了探地雷达不同天线垂直分辨率的经验值，供大家参考使用。

3探地雷达技术在公路隧道中应用

雷达技术范文第3篇

《激光雷达技术原理》以测量学和数据处理理论和方法为基础，讲授激光雷达技术的基本原理和数据后处理方法，同时结合实际案例讲解激光雷达技术在测绘、地质和工程等领域的应用前景和亟待解决的问题。由于激光雷达是一项测绘新技术，国内还没有成熟的教材，因此结合国际上较为权威的专著《AirborneandTerrestrialLaserScanning》［5］以及国内外相关的研究和应用成果自编了教程，对学生采取了“了解—新型传感器原理”“熟悉—激光扫描仪操作”和“掌握—激光点云数据后处理方法”的教学模式，以达到从理论到实践的教学效果。

1．1了解新型传感器原理

首先，以学生熟悉的全站仪为对照，让学生了解激光雷达是一种集成了多种高新技术的新型测绘仪器，具有非接触式、精度高(毫米级/亚毫米级)、速度快(可达120万点/秒)、密度大(点间距可达毫米级)的优势，且数据采集方式灵活，对环境光线、温度都要求较低。其次，让学生理解LiDAR的测量原理主要分极坐标法和三角测量法两种。其中，对于极坐标法测量，使学生了解测距的关键在于时间差的测定，引出两种常用的测时方法:脉冲法和相位法;让学生理解直接测时和间接测时的区别以及各自的优缺点，从而进一步了解脉冲式和相位式激光扫描设备的优势、局限性以及应用领域。最后，通过介绍激光雷达采集数据的扫描方式，让学生了解不同平台上的激光雷达传感器的工作特点，如固定式激光扫描仪适合窗口式和全景式扫描，车载、机载以及星载平台适合移动式扫描等。

1．2熟悉激光扫描仪操作

考虑到各类平台激光雷达的作业特点以及现有设备的情况，《激光雷达技术原理》课程以地基三维激光扫描仪为重点，让学生熟悉仪器的外业操作。尽管激光扫描仪数据采集的自动化程度较高，外业采集仍然需要解决扫描设站方案设计和不同扫描站间连接点选择等问题，要求学生在熟悉激光扫描仪软硬件操作的同时，还要掌握激光扫描仪外业采集方案的设计:踏勘工作区，分析研究最优化的扫描设站方案和坐标转换控制点选择，画出相关的设计草图，并设置主要扫描设站的标志。要求设站位置既要保证与相邻站的重叠，又要覆盖尽量大范围的被扫描对象，以减少设站数，从而提高外业数据采集效率。

1．3掌握激光点云数据后处理方法

利用点云数据可视化与点云原始存储格式之间的明显反差，让学生了解激光点云数据后处理的重要性和难点，及其已成为制约激光雷达技术应用瓶颈的现状。根据学生的理解程度，选取了点云的拼接/配准、点云的滤波和分类、点云的分割和拟合等后处理方法，要求学生掌握相关的算法并编程实现。

1．3．1点云的拼接/配准点云拼接是将2个或2个以上坐标系中的大容量三维空间数据点集转换到统一坐标系统中的数学计算过程。要求学生掌握如何解决点云拼接的两个关键问题:同名特征的配准以及旋转矩阵的构造。对于同名特征的配准，使学生了解常用配准方法的特点和适用范围，如ICP方法适合用于精拼接，而基于特征面的方法对场景特征分布要求较高等。着重让学生掌握最常用的人工标靶识别，以及特征面匹配，后者有别于学生所熟知的点特征匹配;对于旋转矩阵的构造，拓展学生在《摄影测量学》［6］中学习的基于欧拉角的旋转矩阵构造，掌握角－轴转角系和单位四元数方法。

1．3．2点云的滤波和分类要求学生了解滤波和分类的目的是解决激光脚点在三维空间的分布形态呈现随机离散的问题。掌握基于高程突变和空间形态学的点云滤波和分类方法。让学生理解单一的信息量会导致算法不稳健，从而引出多源数据融合的思路。目前，已经有很多激光扫描仪生产厂商推出的新产品中实现了多传感器平台的集成，如激光扫描仪会搭载小像幅的数码相机，甚至有些系统还提供由集成传感器生成的红外影像。每种数据源都有其自身的优点和局限性，将多源数据融合能够弥补各个单数据源的局限性，增大信息量，从而提高滤波和分类方法的稳健性。

1．3．3点云的分割和拟合要求学生掌握实现点云分割的相似性原则:平面性、曲面平滑度和邻域法向，以及常用的点云分割方法表面生长法。考虑到点云拟合是由离散激光点坐标计算特征模型参数的过程，要求学生掌握点云拟合中两个主要问题的解决方法:粗差剔除及最优解获取。

2实践教学法

实践教学是卓越工程师培养体系中一个重要的组成部分。作为技术性的测绘工程学科，除应用测量仪器采集数据、应用计算机处理数据的基本能力外，还需要构建实践教学体系以培养学生在实践中选用适当的理论、技术、仪器设备和作业方法解决测绘工程与地理空间信息产品生产实际问题的能力，从而使学生接受测绘工程与地理空间信息产品生产方案设计、实施以及实际应用中测绘工程解决方案确定等系统化训练。《激光雷达技术原理》课程实习要求学生全面应用所学知识，利用实习场地，依据实习目的和要求在老师的指导下分组独立完成全部实习内容。实习仪器为中国地质大学(北京)遥感地理信息工程教研室使用教育部采购专项购买的RIEGLLMSZ620三维激光扫描仪。《激光雷达技术原理》课程实习的目的主要是使学生通过三维激光扫描仪的使用，进一步巩固和加深理解相关理论知识和技术方法。要求熟悉三维激光扫描仪数据采集与处理(包括DEM、等高线和剖面图生成以及三维建模等)的全过程。通过实践性教学，不仅能够让学生掌握基本的软、硬件使用操作方法和LiDAR测量项目的作业流程，而且能够加深学生对所学专业理论知识的理解。培养学生的应用能力、创新能力以及严肃认真、实事求是、吃苦耐劳、团结协作的精神。要求学生必须参加每一个实习环节，协作完成实习任务，独立完成实习报告。实习内容主要包括以下部分。

2．1三维激光扫描

数据的外业采集要求学生分组完成测区划分和踏勘，确定测站位置，根据测区地形，设计外业数据采集方案，完成外业设站、反射标靶布设和数据采集工作。学生需要完成校园内建筑物点云数据和奥林匹克森林公园地形点云数据的采集。

2．2点云数据预处理

要求学生分别利用随机软件RiSCANPRO和上机C语言编程对外业采集的三维点云数据进行预处理，包括点云数据的滤波和拼接。

2．2．1点云滤波1)手动滤波要求学生利用RiSCANPRO对点云数据进行滤波。RiSCANPROv1．7．0有两种模式，即Filterdata和Terrainfilter。前者针对一般数据，后者对于提取地形的数据有明显效果。2)自动滤波要求学生上机应用C语言编程实现数学形态学方法、移动窗口滤波法、迭代线性最小二乘内插法、基于可靠最小值的滤波方法等常用的地形滤波算法，对外业采集的数据进行滤波，并对各算法的结果进行比较和分析。图1为学生基于虹湾地区嫦娥一号激光测高数据，利用五种滤波方法滤波后的数据点残差值分布图［7］。

2．2．2点云拼接1)基于反射标靶的点云拼接要求学生利用RiSCANPRO软件，结合外业数据采集时布设的标靶连接点，对地形和建筑物点云数据进行拼接。激光点云数据的拼接有两种方式:公共反射体的方式和采用使所有的反射体处于同一坐标系统的方式。在实际操作过程中，要求学生对两者结合使用，以期达到更好的拼接效果。2)基于特征面的点云拼接要求学生在对点云进行拟合的基础上，选取至少三对相互正交的特征面，利用C语言上机编程，实现基于特征面的点云拼接，并与单纯基于点的拼接结果进行对比，分析不同方法的优缺点。

2．2．3地形数据处理对地形数据的处理主要包括三角化、平滑、生成等高线和剖面。三角化参数的设置可参考量测工具量测出的点云中两点之间的距离初步设定，这个值可适当调整，目的在于使图中的点云数据彼此之间能尽量大面积地构成三角网;要求学生对已经完成三角化的数据进行平滑处理;针对已经完成平滑的数据，利用RiSCANPRO软件生成等高线。剖面图的显示既可以针对三角化之前的数据，也可以针对三角化之后(包括完成平滑的数据)来操作。

2．2．4建筑物几何模型重建针对《激光雷达技术原理》数据处理方法的教学内容，指导教师结合自身的研究成果组织研究生开发了点云分割和拟合以及三维建模等软件模块，考虑到学生的掌握程度和实用性，要求学生在利用软件模块实现点云数据分割和拟合的基础上，利用AutoCAD软件手工建立建筑物的几何三维模型，基于3DSMAX软件建立建筑物纹理模型。图2为暑期教学实习中指导学生利用商业软件和自主开发的软件模块重建的地大校园主要建筑物的三维模型。

3结束语

雷达技术范文第4篇

关键词：探地雷达；数据处理；混凝土密实性探测；应用前景

中图分类号：TV331文献标识码： A

0 前言

探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)是用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律的一种探测方法。探地雷达有许多名称，如地面探测雷达、地下雷达、地质雷达、脉冲雷达和表面穿透雷达等，探地雷达是目前应用比较广泛的名称（曾昭发，刘四新，冯等，探地雷达原理与应用，北京：电子工业出版社，2010）。探地雷达发明于20世纪初叶，并在20世纪90年代以后逐渐成熟起来，由于具有高效、无损和高分辨率等优点，在水利行业有着广阔的应用前景。

1探地雷达的基本原理

探地雷达检测原理类似于探空雷达和地震反射技术，是地球物理方法中的一种高分辨率、高效率的探测方法，是二十世纪地球物理探测科学的结晶。探地雷达方法将高频电磁波（1MHz～1GHz）以脉冲的形式通过发射天线送入地下。电磁波在地下介质中传播时，当遇到存在电性差异的地层或目标体时，会发生反射和折射，反射回地面的电磁波被接收天线所接收和被雷达系统采集和显示。在对采集到的雷达波进行数据处理的基础上，根据雷达波的频率、振幅和相位等特征，推断地下介质或目标体的空间位置、形态特征和埋藏深度，从而达到对地下地层或目标体探测的目的。

电磁波从发射天线发射到被接收天线所接收，行程时间t为：

式中，t为电磁波行程时间；Z为反射界面深度；X为发射天线到接收天线间的距离；V为电磁波在介质中的传播速度；C为光速（C=0.3m/ns）；εr为介质的相对介电常数。当速度V已知时，通过对雷达剖面上反射信号旅行时间的读取计算反射界面的埋藏深度Z值。

图1 探地雷达的电磁波传播示意图

2探地雷达数据处理方法

对于采集到的雷达数据，应进行必要的处理。数据处理不应消除或增加目标特征，也不应改变数据所蕴含的目标特征本身，但应有助于解译。增益调整和滤波是数据处理的关键。常用的探地雷达数据处理方法有：

（1）距离归一化，目的是确定目标的桩号位置。

（2）一维频率滤波，用来消除低频干扰。滤波时，如果通频带选得太窄，滤波处理就会将真实数据的有用频谱成分去除。合适的准则是将通频带选在沿中心频率对称分布的区段，其带宽一般可设置为中心频率的1.5倍。但是，由于采集到的数据的中心频率往往比标称的天线频率低，滤波器参数设置应考虑这一点。

（3）反褶积处理，通过压缩子波，并消除多次波，在雷达地层上只保留地层波阻抗差产生的反射系数，从而提高雷达剖面分辨率（地质雷达探测原理与方法研究，杨峰，彭苏萍，北京：科学出版社，p82）。反褶积过程实际上是抵消大地的滤波作用（何樵登，熊维纲，应用地球物理教程―地震勘探，地质出版社，1991年10月）。

（4）二维滤波，当有效波和干扰波的频谱比较接近时，很难用一维频率滤波消除干扰，如果干扰波和有效波存在视速度差异，则可进行视速度滤波，这种滤波是一种空间域的滤波，电磁波波动是时间和空间的函数。

（5）偏移滤波，用于消除侧反射和绕射波，突出介质内部的细微结构变化。

（6）增益调整与色阶变换，增强目标层位的信号幅度，增强目标层位的视觉感。增益调整可以使雷达剖面上各有效波的能量均衡，这种处理便于有效波的追踪，也利于弱信号的对比。

3.工程应用实例

吉林省境内某水电站坝体溢洪道表面有一定的冲刷剥蚀，为深入了解堰体内部混凝土密实状况，采用美国劳雷SIR-3000型雷达配以400MHz天线进行了探测，测线间距为1m，探测模式为连续测量。图2为混凝土不密实区域的雷达图像，可以看出，不密实区域的电磁性质与密实区域相比有差异，因此雷达回波的振幅在横向上将发生改变，在纵向上表现为强反射，在雷达剖面上显示为局部异常。

图3中方框所示为堰体内部探测到的孔洞的图像，这里电磁波首波为负波，当电磁波经过混凝土遇到孔洞时，电磁波实际上由低速介质进入高速介质，因此会发生强反射，但不反相，振幅仍为负相位，据此可以判断孔洞的位置。

4．总结

由于具有快速、高效、无损和高分辨率等优点，探地雷达技术在水利行业有着广阔的应用前景，特别是以下几个方面：

（1）工程勘察。具体包括地下断层探测、地质层分界面探测和地下溶洞探测等。断层是指地层发生错动，并且在断点附近，地层往往出现绕射。地层分界面产状对地表构造物的建造具有重要意义，采用探地雷达精确探测地层分界面，可为地上构筑物岩土工程设计提供依据。

雷达技术范文第5篇

关键词：地理信息行业；地理信息数据采集；机载激光雷达技术；GI

一、地理信息行业及数据采集概念

地理信息行业是以地理信息系统（GIS）、遥感、导航卫星定位系统等地理信息技术为基础，以地理信息资源的生产和服务为核心的战略性新兴产业。

按产业链结构分，地理信息产业可以分为地理信息制造业、地理信息软件业及地理信息服务业。地理信息制造业是地理信息产业链的上游，包括如地理影像信息、波形图、碎步点等原始数据采集获取及其设备的生产，信息商品包括各种GPS设备、影像扫描设备、数据采集设备及各种测量原始数据等；地理信息软件业是数据的处理和生产，信息商品包括各种地理信息系统软件、数据采集软件、成果展示软件以及管理和决策软件；地理信息服务业中的信息商品包括各种电子地图和模拟地图产品的增值服务、信息咨询等。

由此可见，地理信息数据采集是地理信息产业的基础环节，是地理信息产业及相关服务的第一步。

二、行业现状

地理信息行业是以现代测绘技术和信息技术为基础发展起来的综合性高技术产业，目前其应用领域已涵盖规划、国土、城管、公安、工商、税务、环保、房产、卫生、药监等30多个领域。

2014年1月《国务院关于促进地理信息产业发展的意见》出台，地理信息产业被纳入战略性新兴产业范畴，上升为国家战略。政策支持相继出台，我国地理信息产业开始进入飞跃期。根据国家发展改革委会同国家测绘地信局组织编制印发的《国家地理信息产业发展规划（2014―2020年）》，“十二五”以来，产业服务总值年增长率30%左右，截至2013年底，企业达2万多家，从业人员超过40万人，年产值近2600亿元。到2020年，政策法规体系基本建立，结构优化、布局合理、特色鲜明、竞争有序的产业发展格局初步形成。科技创新能力显著增强，核心关键技术研发应用取得重大突破，形成一批具有较强国际竞争力的龙头企业和较好成长性的创新型中小企业，拥有一批具有国际影响力的自主知名品牌。产业保持年均20%以上的增长速度，2020年总产值将超过8000亿元，成为国民经济发展新的增长点。

国家测绘地理信息局就《国务院办公厅关于促进地理信息产业发展的意见》答问指出，近年来我国地理信息产业年均增速超过25%，《意见》根据对地理信息产业发展的预测和我国近年来地理信息产业发展的实际，提出了未来发展目标。这个目标可概况为：一条主线，四大目标。“一条主线”，就是以形成地理信息获取、处理、应用为主的成熟产业链为主线。地理信息应用位于地理信息产业链的下游，是产业发展的重点领域，也是最具潜力的领域。“四大目标”，就是用5～10年时间，在市场主体方面，形成若干个龙头企业和一批充满活动的中小型企业。

三、几种地理信息数据采集方法对比

目前，地理信息数据获取产业中，针对大地工程测量的方法主要包括：传统人工测量方法、航空摄影、机载雷达摄影（LIDAR）、机载合成孔径雷达测量（SAR）等，几种主要测量方法优劣对比情况如下：

四、机载激光雷达摄影技术介绍

激光雷达（Light Detection And Ranging，简称LIDAR）大致分为机载和地面两大类，其中机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，可以量测地面物体的三维坐标。机载激光雷达是一种主动式对地观测系统，是90年代初首先由西方国家发展起来并投入商业化应用的一门新兴技术。它集成激光测距技术、计算机技术、惯性测量单元差分定位技术于一体，该技术在三维空间信息的实时获取方面产生了重大突破，为获取高时空分辨率地球空间信息提供了一种全新的技术手段。它具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点。机载LIDAR传感器发射的激光脉冲能部分地穿透树林遮挡，直接获取高精度三维地表地形数据。机载LIDAR数据经过相关软件数据处理后，可以生成高精度的数字地面模型DTM、等高线图，具有传统摄影测量和地面常规测量技术无法取代的优越性。

机载激光雷达系统主要包括：

（1）激光测量装置。它的数据发射量和功率非常大，每秒最多可发射12.5万个激光点，测量距离为离地面30～2500m。测量到地面的激光点密度最高可达65个/m2，正常飞行高度情况下（航高800m），在植被比较茂密的地区也有一定量的激光点射到地面上。

（2）GPS接收机。通过接收卫星的数据，实时精确测定出设备的空间位置，再通过后处理技术与地面基站进行差分计算，精确求得飞行轨迹。

（3）惯性测量装置（IMU）。由装置将接收到的GPS数据，经过处理，求得飞行运动的轨迹，根据轨迹的几何关系及变量参数，推算出未来的空中位置，从而测算出该测量系统的实时和将来的空间向量。

（4）数码相机。采用高分辨率数码相机，在1000m的飞行高度，影像地面分辨可达到250px，可以获得高清晰的影像。通过影像与激光点数据整合处理后，可以得到依比例、带坐标和高程的正射影像图。在不同航高下，可以按需要得到1：250～1：10000不同比例尺的正射影像。

（5）其他相关设备。其他相关装备有飞机、计算机、专业数据处理软件等，用于完成诸如数据解算、图像解压、数据转换、点云分类、影像拼接、影像匀色等主要工序，其技术较稳定、成熟，自动化程度高。

五、未来发展

目前，全国引进激光雷达技术设备的企业不超过30家，真正采用机载激光雷达技术从事测绘生产的更少，如广州建通测绘技术开发有限公司2008年即主要应用该项技术生产，属于该领域先驱，大部分购入设备企业属于科技、学校、国有单位，主要用于研发和作为本单位的生产保障。

由于机载激光雷达技术在地理信息测量方面具有测量精度高、人工投入低、环境适应能力强、产出效率高及数据可编辑能力强的优点，结合灵活的搭载方式，LiDAR技术可以广泛应用于基础测绘、道路工程、电力电网、水利、石油管线、海岸线及海岛礁、数字城市等领域，提供高精度、大比例尺（1：500至1：10000）的空间数据成果。随着市场接受度的不断提高及实践测量经验技术的不断丰富，机载激光雷达技术在地理信息数据采集及分析领域的市场空间将更加广阔。

参考文献：

[1] 国家发展改革委会同国家测绘地信局.国家地理信息产业发展 规划（2014-2020年）[Z].2014.

[2] 国家测绘地理信息局.测绘地理信息科技发展“十二五”规划[Z].2012.

雷达技术范文第6篇

【关键词】激光雷达 测绘技术 探讨分析

中图分类号：P2文献标识码： A

前言

目前激光雷达测绘技术在我国工程测绘中应用的十分的广泛，而且和传统的工程测绘技术相比较，它不仅有着较高的精度和准确性，还可以有效的提高工程测绘的效率。不过由于激光雷达测绘技术在我国起步的比较晚，在对数据处理方面还不够成熟，因此我们还要深入研究，对其进行适当的改进和完善。

一、激光雷达的分类与工作原理

人类在实践中已经发明了多种激光器，目前市场上激光器的种类比较多，比如：CO2激光器与氦-氖激光器等。依照探测技术，可以将激光雷达分成2种类型，即直接探测型与相干探测型。依据功能来划分，则可以分成跟踪、目标识别、流速测量、成像雷达与振动传感等多种雷达。激光雷达的工作原理跟无线电雷达的基本一样，均依赖于所使用的探测技术。

激光雷达在工作时，先由激光发射系统发出信号，经过目标反射以后直接被信号接收系统所收集，这样就可将激光信号往返传播的时间测量出来，从而确定所测目标之距离。对于所测目标之径向速度，我们可通过反射光之多普勒频移进行确定，通过测量出2个或者2个以上的距离，则可以准确计算出目标变化率，从而获取有效目标速度。

二、激光雷达测绘技术工作要点

激光雷达测绘技术也被称之为激光雷达成像测绘技术，它在目前的应用中主要是以地理信息导航技术和地形测绘技术为主的是目前最为先进的洲际地形图测绘方法，已经成功应用世界各国地质勘察工作中，这种测绘技术与传统的人工绘制相比较存在着速度快、准确性好、工作周期短、工作效率快的优势是一种低成本、高效率的空间数据获取方法，也是指导遥控技术发展的必然结果。在近年来随着机载、星载平台的出现和发展激光雷达技术的研究逐渐深入，已成为当今城市建设、山川河流地形图绘制的主要手段也是实现地理信息数据共享的重要基础。

三、激光雷达测绘技术在工程领域中的应用分析

近年来人们对各种物质本源和客观事物规律的追求在不断的深入，这使得激光雷达技术深受着人们的重视它在事物跟踪和控制方面发挥着重要的意义。同时计算机技术、信息技术、遥感技术和微电子技术的发展给激光雷达技术的应用打下了坚实的基础，也为其工作开展奠定了理论基础在目前的应用当中其主要应用在以下几方面:

3.1基础测绘工作

所谓的基础测绘主要指的是对工程项目施工场地进行的测绘工作，其工作目的在于实现工程项目的基本要求和主要施工目的，通常来说工程测绘是一种对有关测量物体的基本信息进行搜集和整理的，因此在这一工作阶段应当是以数字影像为主要技术要求进行的。但是在工作中因为数字影像本身存在着工作力度繁琐、施工内容复杂的特点，为此在工程项目中我们有必要针对其基本工作线路和施工技术要求来提前设置合理的程序和控制策略。在基础测绘工作中采用激光雷达测绘技术，可以有效的缓解传统测绘技术所带来的工作压力，提高工作效率和工作进度，这种技术在应用中是通过三维坐标的方式来实现对地面坐标的三维立体控制，从而达到精确坐标的要求，但是就机载激光雷达技术进行分析，其在应用中能够准确的判断出测量物体所在的部位，提高测量系统的工作效率，另外在工作中高精度的激光雷达测量技术还可以直观的观察到有关被测物、制备的信息，可以充分利用各种资源。

3.2精密工程的测量

测量都是一个复杂、系统的工作模式，它设计到多方面的内容加测量目标、三维立体坐标、三维物体模型等，因此整个测量工作的开展也是极为复杂和繁琐的包含了多种不同的工作流程加水文地质测量、沉降观测、电力选线、变形控制等地面激光雷达和机载激光雷达就是解决这类问题的有效方法利用数码相片获得纹理信息并与构筑物模型实现叠加，以构建三维模型河有效实现对景观的规划分析、物体保护、形变测量、规划决策等例如激光雷达技术在铁路设计、公路设计中提供的高精度地面高程模型河便于线路的设计与施工方法精确计算在电力线路设计过程中利用激光雷达技术的成果数据可以对整个线路有所了解包括公共区域内的地物、地形等要素在电路线维护或抢修时根据电力线路中的激光雷达数据点，以及对应地面点的高程计算出任意位置线路距离地面的高度，方便维护与抢修;另外在树木的密集区内也可利用激光雷达估算出需要砍伐树木的面积与木材量。

3.3数字城市建设

随着当前我国城镇化建设的大力推进，一些城市正朝着数字城市信息化目标方向前进。而空间信息就是打造数字城市之重要的框架与平台，也是建立数字城市之核心环节。激光雷达技术则能够获得一系列分辨率极高、且精读性极高的地面模型（数字），进而可以为数字城市建设提供一些非常宝贵的空间信息资源。为此，激光雷达技术可以说是当前城市建设之核心技术。在工程实践中，人们发现运用激光雷达技术可以在空中或地面通过激光多角度扫描地面的建筑物，从而能够快速、准确获知所测量目标的三维点（高密度且高精度）的空间坐标，然后再借助计算机软件，可以较好地对点云数据实施模型建构与纹理的映射，甚至可以全方位地构建出面积比较大的数字城市的三维模型；同时还能够实时、动态地更新三维模型，从而为我们数字城市的建设提供一些可靠的、持续的、真实的基础性数据源。

3.4数字矿山的构建

数字矿山的建立既满足环境友好型、经济节约型社会需要也对促进矿山可持续发展具有重要作用近年来胧国矿业及矿业城市遇到了生存与发展的困境而矿山生态环境、资源枯竭等问题严重矿山系统内的功能受到局限矿山的人力、物力、财力都有所影响若想解决这些问题必须加强对数字矿山的重视。

3.5水下地形测量

一些激光雷达系统是运用了2种波长不同的激光束，有益于对水下地形的真实测量。例如，通过激光雷达系统可以运用红光或者红外光对水面进行测量，还可以运用蓝绿光通过穿透水面的方式来测量水底，接着运用2光束（约等于）的接收时间差来进一步计算出水的真实深度。所以，能够运用激光雷达技术对水下地形进行大面积的测量。此外，可以运用激光雷达技术对海道进行测量，其测量海水的深度最高可达50m，这个测量深度是随着海水水质的清晰度有一定的所变化，普遍受到航道与水文等多种行业的欢迎。

3.6电力传输与管道布图

在直升机平台上工作的激光雷达系统最适用于测量传输线路由于直升机可以沿着电力线或者管道传输的走廊飞行，比固定翼飞机节约成本并且直升机可以随时根据需要调整高度和速度，以获得更为精准的数据如果在激光雷达应用平台中同时使用录像机、数字相机及其他传感设备，既可实现激光雷达测量也可同步进行线路检查及制图工作。

四、结论

激光雷达技术可以快速、准确、方便地获得一些三维空间信息，笔者结合自己的工作经验对激光雷达技术在测绘工程中的实际应用情况进行了分析，不仅阐述了激光雷达的作用原理还对其未来的发展方向进行了论述希望以此为推动我国的激光雷达技术的发展做出自己的贡献。

参考文献

雷达技术范文第7篇

【关键词】道路工程；无损检测；评价技术；现状与发展

【Abstract】With the continuous development of science and technology， advances in road detection technology and equipment with each passing day. NDT road because of rapid， non-destructive， accurate and so more and more popular within the industry. Aiming at the current status of non-destructive testing technology and future trends start on the road. It describes the current application of the main non-destructive testing technology， road radar， optical fiber sensing， automatic image recognition and falling weight deflectometer， while the laser detection technology， development and application profiler were introduced.

【Key words】Road works；Non-destructive testing；Evaluation techniques；Situation and Development

1. 概述

（1）路基路面从运营开始便会产生各种疲劳及损害，使用后期便表现出路基路面脱空、沉陷、唧泥、裂缝、坑槽等典型损害，但到目前为止，在对道路无损检测技术的检测与监控效果方面，研究者观点不尽相同，至于采用何种无损检测技术最有效，国内学者还尚未达成共识。

（2）现阶段，我国针对路基路面病害尚无理想、稳定的监测方法，通常病害形成后才能得到维修养护。我国道路无损检测技术种类众多，每种无损检测技术都有自己擅长的病害检测类型，而且至今还没有准确检测深层路基路面隐形病害的无损检测技术；如果单独开发新型无损检测技术，既费时又费力，关键也不是我们擅长的领域。因此，我们可对目前道路无损检测技术进行综合评价，有必要时做适当改进，找出快速有效的无损检测手段，及早检测出道路结构层中存在的隐形病害，并对其采取针对性的养护措施，具有十分重要的意义。

（3）我国对道路无损检测技术和设备进行了一系列的探索研究，取得了一定的研究成果，包括：路用地质雷达技术、光纤传感监测技术、冲击反射波技术、超声波技术、落锤式弯沉仪、断面仪、激光检测技术、瞬态瑞雷面波分析技术等，检测方法众多，工作原理和检测条件各不相同。

2. 主要无损检测技术介绍

2.1地质雷达技术（GPR技术）。

（1）地质雷达技术以电磁场理论、电磁波传播理论、地球物理学和现代信号处理技术为基础，在我国应用时间并不长。地质雷达技术作为一种连续且快速的道路无损检测技术，现阶段主要用于路面结构层厚度，但也开始用于路面脱空、断板等病害检测，但由于测量精度和稳定性稍显不足，探地雷达技术很少用于路面裂缝检测。

（2）地质雷达技术通过发射天线往地下发射高频率、宽脉冲电磁波束，电磁波在路面结构层内传播时以指数形式衰退，且频率越高衰减越快。假设路面结构是一个层状且各向同性的均匀介质，当电磁波遇到各结构层的界面或异常后会发生反射，传播路径也相应发生变化，通过反射波变化特征、地面反射波与地下反射波时间差等参数，进而得出路基路面病害的埋置深度和病害类型。

（3）20世纪70年代，美国开始将地质雷达技术用于道路检测，并相应的展开了一系列研究；1985年，美国联邦公路局对地质雷达进行了车载试验，随后高频率和空气耦合性高的地质雷达开始用于检测路面结构层厚度、路基路面脱空、路面病害位置等，并获得成功，极大的提高了路面检测效率。近年来，美国将地质雷达进行了改进，可用于诊断路面病害类型，效果较好。

（4）20世纪90年代初期，丹麦、瑞典等国开始将地质雷达技术用于道路检测工作；随后，芬兰开始引进地质雷达技术，主要用于高速公路的质量评定和检测，可用于探测地下空洞、脱空和路面裂缝。

（5）我国在20世纪70年代开始研究地质雷达探测技术，但20世纪90年代中后期才将其用于路面病害检测，目前该技术在我国应用较为普遍，可成功对路面结构层位、路面病害位置进行检测，但对深层路基病害、路面病害类型的检测有待于进步研究，主要表现在探测深度有限、精度不足。

（6）大连理工大学的蔡迎春和郑州大学的王复明等建立了地质雷达电磁波在路面结构中传播的二维时域有限差分（2D-FDTD）方程，探索研究了探地雷达用于半刚性基层路面裂缝检测的可行性，结果表明：当半刚性基层出现裂缝后，雷达反射波会在路面结构层间出现一个负反射波，且波幅随着裂缝宽度的增加而增大；高频、低噪音的探地雷达技术可用于检测半刚性基层产生的各种裂缝；当基层裂缝宽度大于1cm时检测效果更好。

（7）黄淮学院的李修忠通过理论分析和物理数值模拟，对多层均匀介质中垂直裂缝模型的雷达波场特性进行了研究，结果表明：基于垂直裂缝模型的探地雷达技术可对高速公路路面以下1m深度范围内的隐形裂缝进行准确测定，能快速对高速公路的工作情况进行监测与监控，可对工后维修养护工作提供重要参考。

2.2光纤传感技术。 光纤传感检测技术的工作原理是通过充分利用某些物理量的敏感特性并将外界物理量转换成光信号，最终达到测量的目的。国内的光纤传感检测技术经过了三十多年来在多个领域的应用，举得了突破性的发展。光纤传感检测技术可以有效地检测道路和桥梁使用现状和破损状况，包括路基路面脱空、路表坑槽、应变特性、预应力混凝土内部应力等。相对传统的传感器而言，光纤应变传感器灵活轻便、样式齐全，最关键的是它受外界环境和被测对象影响较小，而且能够承受高压、腐蚀、易燃易爆等特殊境况，实用性非常强。然而，光纤应变传感器的市场价格要比一般的传感器高出很多，这给光纤应变传感器在道路和桥梁检测工作中的推广带来了很大的阻力。

2.3数字化图像识别技术。数字化图像识别技术可将路面病害以图像的方式展现出来，形象直观，使人们更方便的观察到路面的使用现状。该技术要依次对数据进行搜集、编码、图像数字化处理，通常包括图像收集子系统和图像解释子系统。图像数字化处理能实现对图像的分割与组合，能对图像进行形象化的描述。现阶段典型的路面数字化图像检测系统有ARRB交通研究所和美国PAVEDEX公司开发的路面信息检测车。

2.4落锤式弯沉仪。落锤式弯沉仪是国际上较为通用的路面无损检测技术，应用较为广泛，通过产生荷载脉冲来模拟行驶车辆车轮荷载的影响，用于测定在动态作用下产生的动态弯沉和弯沉盆，可与其他路面检测设备一同评价路面的使用性能。郑州大学的王复明教授将落锤式弯沉仪（FWD）用于高聚物注浆修复技术中，FWD具有试验检测速度快、数据处理速度快、精度高、重复性好等特点，能较好的模拟实际行车荷载对路面的作用。

2.5激光检测技术。激光检测技术是一种新型的无损检测技术，不仅具有高亮度和高分辨率，还具有较好的方向性、相干性和衍射性。激光检测技术在路面检测中采用的原理主要是激光的光反射原理、光衍射原理和光时差原理，激光的光强越强则光电流越强，当光强发生变化时光电流也相应的发生变化，根据所标定的光电流与位移的关系，通过光电流的变化反算弯沉和位移的变化量，当作为路面检测技术是正是利用了这一原理，因此，激光检测技术可用于测量裂缝深度、弯沉、车辙和平整度等参数。

2.6断面仪。平整度是路面使用性能的最重要的指标之一，直接影响到行车舒适性。平整度的测试设备有两大类：反应类和断面类。反应类的代表设备为颠簸累积仪，它测量后轴同车身之间悬挂系统的位移，当位移累积一定量后，就送出一脉冲信号给电子计数器。但此类设备有一显著缺点：必须经常标定以确保测量结果的准确性。断面类设备直接沿行驶车辆的轮迹测量路表高程，得到路表断面，通过数学分析后采用综合统计表征其平整度。以前主要用的是水准测试和梁式断面仪，虽测试简单、直观，但测试速度较慢。近年来，人们逐渐采用激光断面仪来评价路面的平整度。

3. 发展趋势探讨

与国外发达国家相比，我国道路无损检测技术发展相对落后，目前尚不能单独用于高精度的隐形病害检测。比如地质雷达技术可用于准确检测水泥混凝土板的脱空、桥面铺装层剥离、路面厚度、路面坑洞等，但目前为止尚不能准确给出脱空边界、路面隐形裂缝等；比如落锤式弯沉仪，可用于评定路基路面弯沉、桥面铺装剥离判定，但往往需要采用不同的检测方法来相互印证；再比如激光检测技术，大大提高了检测数据的精度，但是由于路面状况复杂多变，必须对所测结果的可重复性、可再现性进行深人研究，欧洲和美国均进行过较大规模的可重复性和可再现性研究，并在其所使用的设备类型和品牌之间建立了相关关系，目前在我国使用的激光断面仪有多种品牌，但还没有进行过再现性研究。

4. 综上所述

4.1虽然我国道路无损检测技术众多，但还未形成标准化路面检测设备，同样也未制定供道路工作者参考的与道路无损检测相关的技术标准或规范。因此，有必要对我国现阶段的道路无损检测技术进行综合评价，找出快速有效的路基路面检测方法，及早发现路面隐形病害，及早进行针对性维修养护。

4.2因此，可以预见，道路无损检测技术未来发展方向为：

雷达技术范文第8篇

【关键词】地质雷达；隧道工程质量检测；应用

1 引言

近年来，我国的铁路、公路相关隧道工程得到了很大的发展，在很多地区，隧道工程也已经成为了很多线路中的控制工程，其建设的质量将直接对隧道的整体安全性带来影响。但是，由于隧道的部分工作如衬砌等较为隐蔽，在隧道建设完成后，用普通的方式很难对其施工质量进行检测。而这时，就需要使用地质雷达技术对其进行检测。地质雷达技术是目前在国际中应用广泛的一种检测方法，其有着无损、快速的检测特点，同时以实时成像的方式来对结构的剖面进行显示，从而使检测人员能够更为直观的对其进行分析与判断。而如何能够通过地质雷达技术对隧道工程质量进行良好的检测，则成为了目前行业人员关注的问题。

2 地质雷达技术在隧道工程应用的实例

在南部地区的某隧道中，其地质组成主要是二叠、三叠系灰岩，对于隧道施工带来了以下难点：爆破超挖、欠挖、断层破碎带等等，以上问题对于施工的衬砌质量都带来了一定程度的影响，下面我们就以地质雷达检测的方式，以无损的方式对以上问题进行解决。

2.1 异常体地质雷达检测资料的特征分析

通过将地质雷达紧贴衬砌壁的方式进行检测，当雷达信号发出后，就会遇到衬砌壁，并以极快的速度返回从而被雷达所检测，这样就会在雷达图中形成了垂直坐标为0的坐标，其所对应的基本水平的支线。

而对于质量合格的混凝土衬砌来说，其在正常情况下不会发生反射，这种情况在雷达图像中将以黑色的形式进行呈现，而有异常的位置则会在雷达图像中以规律的图形形式进行显现，其形成的电性差异将会对反射信号的强弱进行决定，而这种反射信号会随着电性差异的增大而更加强烈。如衬砌位置回填不够密实，那么就会因为混凝土与空气间的巨大差异而会以白色的方式在雷达图像中进行显现。而由于衬砌中混凝土与钢筋存在着较大的电性差异，就会以浅灰色在雷达图像进行呈现。而如果衬砌内部的混凝土没有捣固均匀，那么其存在的小反射面就会以灰黑色或者晦涩在雷达中显示。

2.1.1 脱空现象

当防水板悬挂方式不当或者光爆效果不佳的时候，就会出现衬砌接触不密实或者衬砌脱空的现象。而当光爆效果不佳时，按照相关规定则应当在支护的初期使用同级别的混凝土对其进行找平。而如果没有按照上述方式施工，而在拱部钢筋网背后垫片石后再进行混凝土的喷射，从而在喷射层后部出现一连串连续的空洞，从而对质量形成了一定的隐患。

图1 衬砌接触不密实的雷达图像

在上图中，我们发现纵坐标10.0处有一连串的白色圆状图像，这就是接触不密实在雷达图像中的表现，而图中的一串白色长条区域就代表这此处有着脱空现象的存在，而在其两侧，分辨分布这空气与混凝土，同时因为其有着较大的电性，从而使得其在雷达图像中以白色进行显示。

2.1.2 欠挖现象

如果对光面的爆破没有控制好，那么就会较为频繁的出现欠挖、超挖的现象。此时如果没有在施工的过程中采取适当的补救，就会在隧道断面出现一连串类似锯齿样的起伏，这种情况的出现不仅会很容易出现脱空现象，还有可能导致隧道由于其衬砌的厚度不够而对施工的质量产生影响。

图2 衬砌防水板背后脱空、厚度不够的雷达图像

在上图中，在混凝土反射界面之后，有着一个类似八字形的白色反射截面，而这个截面就应当衬砌同岩石的截面。通过界面可以看到，此混凝土的衬砌厚度有着中间薄、两边厚的现象出现。且图像中2080079.99处的衬砌厚度明显过薄。

2.1.3 钢筋布设不合格

在隧道施工的过程中，常常会由于控制不当的原因，从而出现钢筋布设数量不够、钢筋网缺失、错断等布设不合格的问题出现。

图3 钢筋缺失、错断、趁机后连续脱空的雷达图像

在上图中，就是由于钢筋缺失、错断问题的雷达图像。且由于围岩同钢筋之间有着较大的电特性差异，其介电常数也有着较大的差别，所以很利于我们使用地质雷达对其中的钢筋情况进行探析。在上图中可以看到，在隧道钢筋的反射中，其显示图像为外部白色、内部浅灰色的半圆型，从而可以看出图左半区的钢筋布设是符合要求的，而在129.93.99处则可以明显的看出钢筋出现了错断的现象。

2.2 具体应用

在该地区测试段中，其衬砌材质为C35号混凝土，以双层钢筋的形式进行布置，在同等条件下其混凝土的电磁波波速为13cm/ns，经地质雷达检测后，其波形图如下所示：

图4 有钢筋段雷达波形图

而在另一段没有钢筋的混凝土衬砌段中，其使用的混凝土型号为C30，经过同样的混凝土标定后，其电磁波速约为11cm/ns，经地质雷达检测后，其波形图如下所示：

图5 无钢筋段雷达波形图

由于混凝土同钢筋之间有着较大的电性差异，所以其在雷达图像中就属于一种由较强反射能力的异常体存在。在图4中我们可以看到，在5.00纵坐标处有很多的小圆圈所组成的两条曲线，而这就代表着两排钢筋。从图像中可以看到，该区段的混凝土布置情况较为均匀，大体上没有缺失现象的出现，且混凝土厚度也能够较好的满足施工要求。而为了进一步对预想结果进行证实，我们在该衬砌段的雷达测线中以任意选取两点的形式对其进行了钻芯验证，结果表明符合设计要求。而在图5中，其显示为普通无钢筋的混凝土雷达图像，可以看到，其在50cm的范围内，没有发现较为明显的异常体存在，而在雷达检测结果合格的同时，我们也对其进行了进一步的实际检测，发现其厚度也能够施工的需求。只是在其衬砌后方的初期支护处存在少量的不密实现象。

2.3 地质雷达检测中的相关经验

2.3.1 对于普通的混凝土来说，如果混凝土内部较为均匀，且没有存在异常体，那么就会以黑色的形式在雷达图像中显现。而如果其中存在异常体，那么就会在雷达图像中以一定有规律、其它颜色的形式进行显现。而对于雷达图像有较暗、较弱的反射面来说，其就应当判断为混凝土内部有着不均匀的现象，而不是存在异常体。

2.3.2 对于混凝土来说，钢筋则属于异常体的一种，由于这两者之间有着电性的差别，从而会在雷达图像中以很多小圆圈组成的曲线存在，颜色主要为浅灰色以及白色。通过雷达图像，则可以对其判定钢筋的布设情况是否合理以及钢筋是否有缺失、错断的情况存在。

3 结束语

总的来说，地质雷达技术在我国目前的隧道工程质量检测中有着重要的作用，是对隧道工程质量进行检测的重要保障。在实际的隧道工程检测中，我们也应当根据地区实际情况，以对地质雷达技术良好应用的方式，来对我国的隧道工程质量进行保证。

参考文献：

[1]王先桃，包太.地质雷达在某公路路面检测中的应用[J].贵州大学学报（自然科学版），2010（03）.

[2]李华，张庆旺.浅谈地质雷达在公路工程质量检测中的应用[J].黑龙江科技信息，2011（26）.