|本期目录/Table of Contents|

[1]罗古拜,曹银贵,况欣宇,等.基于探地雷达的典型土壤物理性质探测研究进展[J].江苏农业科学,2019,47(14):40-44.
 Luo Gubai,et al.Research progress of detection of typical soil physical properties based on ground penetrating radar[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2019,47(14):40-44.
点击复制

基于探地雷达的典型土壤物理性质探测研究进展(PDF)
分享到:

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第47卷
期数:
2019年第14期
页码:
40-44
栏目:
专论与综述
出版日期:
2019-08-10

文章信息/Info

Title:
Research progress of detection of typical soil physical properties based on ground penetrating radar
作者:
罗古拜1 曹银贵12 况欣宇1 张庆1
1.中国地质大学(北京)土地科学技术学院,北京 100083; 2.国土资源部土地整治重点实验室,北京 100035
Author(s):
Luo Gubaiet al
关键词:
探地雷达土壤含水量土壤容重土层厚度土壤质地土壤砾石含量土地复垦
Keywords:
-
分类号:
S152
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
探地雷达(GPR)作为一种新型的无损探测工具,具有探测速度快、探测过程连续、操作简单,探测费用低等优点。探地雷达在工程勘探方面应用广泛,但在探测典型土壤物理性质,尤其是在探测矿区典型土壤物理性质方面的应用研究较少。本文在介绍GPR基本工作原理、发展历程及其图像处理研究进展的基础上,对基于GPR的典型土壤物理性质探测研究进展作详尽文献分析,最后阐述基于GPR的矿区复垦土壤典型物理性质的研究进展,并对探地雷达探测典型土壤物理性质进行了展望,指出基于GPR对典型土壤物理性质的研究应主要集中于GPR图像处理技术、GPR的分辨率及探测效果评价等方面。
Abstract:
-

参考文献/References:

[1]许献磊,赵艳玲,王方,等. GPR探测地埋管径研究综述[J]. 地球物理学进展,2012,27(5):2206-2215.
[2]刘传孝. 探地雷达空洞探测机理研究及应用实例分析[J]. 岩石力学与工程学报,2000,19(2):238-241.
[3]程久龙,胡克峰,王玉和,等. 探地雷达探测地下采空区的研究[J]. 岩土力学,2004,25(增刊1):79-82.
[4]杨天春,吕绍林,王齐仁. 探地雷达检测道路厚度结构的应用现状及进展[J]. 物探与化探,2003,27(1):79-82.
[5]Doolittle J A,Jenkinson B,Hopkins D,et al. Hydropedological investigations with ground penetrating radar (GPR):estimating water-table depths and local ground-water flow pattern in areas of coarse-textured soils[J]. Geoderma,2006,131(3/4):317-329.
[6]侯征,杨进,宋静. 探地雷达在地下污染检测中的应用研究[C]//中国地球物理学会第二十八届年会论文集,2012.
[7]Hubbard S S,Grote K R. Mapping the volumetric soil water content of a California vineyard using high-frequency GPR ground wave data[J]. Leading Edge,2002,21(6):552-559.
[8]胡振琪,陈宝政,王树东,等. 应用探地雷达测定复垦土壤的水分含量[J]. 河北建筑科技学院学报,2005,22(1):1-3.
[9]何瑞珍,胡振琪,王金,等. 利用探地雷达检测土壤质量的研究进展[J]. 地球物理学进展,2009,24(4):1483-1492.
[10]王前锋,周可法,孙莉,等. 基于探地雷达快速测定土壤含水量试验研究[J]. 自然资源学报,2013,28(5):881-887.
[11]Ratto C R,Morton K D,Collins LM,et al. Analysis of linear prediction for soil characterization in GPR data for countermine applications[J]. 2014,15(1):86-105.
[12]雷少刚,卞正富. 探地雷达测定土壤含水率研究综述[J]. 土壤通报,2008,39(5):1179-1183.
[13]冉弥,邓世坤,陆礼训. 探地雷达测量土壤含水量综述[J]. 工程地球物理学报,2010,7(4):480-486.
[14]Tosti F,Patriarca C,Slob E,et al. Clay content evaluation in soils through GPR signal processing[J]. Journal of Applied Geophysics,2013,97:69-80.
[15]杨峰,杜翠,梁胤程,等. 基于探地雷达波速层析的金属矿区勘探仿真[J]. 地球物理学进展,2014,29(3):1332-1336.
[16]Wang P,Hu Z Q,Zhao Y L,et al. Experimental study of soil compaction effects on GPR signals[J]. Journal of Applied Geophysics,2016,126:128-137.
[17]胡振琪. 露天煤矿复垦土壤物理特性的空间变异性[J]. 中国矿业大学学报,1992,21(4):34-40.
[18]白中科,王文英,李晋川,等. 黄土区大型露天煤矿剧烈扰动土地生态重建研究[J]. 应用生态学报,1998,9(6):63-68.
[19]李新举,胡振琪,李晶,等. 采煤塌陷地复垦土壤质量研究进展[J]. 农业工程学报,2007,23(6):276-280.
[20]何瑞珍. 探地雷达检测土壤物化质量的关键技术研究[D]. 北京:中国矿业大学,2011.
[21]曾昭发. 探地雷达方法原理及应用[M]. 北京:科学出版社,2006.
[22]张玉海. 探地雷达的工作原理和检测应用[J]. 铁道建筑技术,2003(4):70-72.
[23]许团江,姬文瑞,范飞. 探地雷达工作原理及其在隧道质量检测中的应用[J]. 公路隧道,2012,26(2):214-216.
[24]杨可,赵新生,赵钦. 探地雷达方法的原理及工作方法技术简介[J]. 西部探矿工程,2011,23(6):151-152.
[25]彭苏萍,杨峰,许献磊. GPR城市道路病害检测应用技术研究综述[J]. 办公自动化,2014(增刊1):134-139.
[26]陈义群,肖柏勋. 论探地雷达现状与发展[J]. 工程地球物理学报,2005,2(2):149-155.
[27]石宁,陈佩茹. 探地雷达的基本原理及其在沥青路面中的应用[J]. 中外公路,2004,24(1):75-78.
[28]李大心. 探地雷达方法与应用[M]. 北京:地质出版社,1994.
[29] 白冰,周健. 探地雷达测试技术发展概况及其应用现状[J].岩石力学与工程学报,2001(4):527-531
[30]周杨,冷元宝,赵圣立. 路用探地雷达的应用技术研究进展[J]. 地球物理学进展,2003,18(3):481-486.
[31]周春林,陈晔 . 探地雷达研究进展[J]. 南京师大学报(自然科学版),1998,21(1):111-115.
[32]冯德山,戴前伟,余凯. 基于经验模态分解的低信噪比探地雷达数据处理[J]. 中南大学学报(自然科学版),2012,43(2):596-604.
[33]周奇才,陈秋锋,冯双昌. 探地雷达图像数据处理及应用研究[J]. 物探化探计算技术,2010,32(6):665-668,570.
[34]王磊,彭涛,孙浩伟,等. 偏移技术在探地雷达数据处理中的应用[J]. 自动化技术与应用,2007,26(6):100-101.
[35]曹震峰,杨世福,宋世荣,等. 探地雷达数据处理方法及其应用[J]. 地质与勘探,1996(1):34-42.
[36]杨秋芬. 基于EMD分解的探地雷达信号瞬时频率分析[J]. 煤田地质与勘探,2009,37(4):64-67.
[37]杜修力,何立志,侯伟. 基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J]. 北京工业大学学报,2007,33(3):265-272.
[38]邹海林,宁书年,林捷. 小波理论在探地雷达信号处理中的应用[J]. 地球物理学进展,2004,19(2):268-275.
[39]李成方. 偏移技术在探地雷达数据处理中的研究[D]. 成都理工大学,2002.
[40]张博,刘斯坦. 基于偏移和反褶积的探地雷达图像处理正演模拟[J]. 河南建材,2017(6):61-62.
[41]Cao Y G,Zhou W,Bai Z K,et al. Differentiations in nutrients of reconstructed soils on open-cast mine dump of loess area[J]. Fresenius Environmental Bulletin,2016,25(7):2331-2342.
[42]曹银贵,白中科,周伟,等. 山西平朔露天矿区复垦农用地表层土壤质量差异对比[J]. 农业环境科学学报,2013,32(12):1540-1538.
[43]Wang J M,Wang H D,Cao Y G,et al. Effects of soil and topographic factors on vegetation restoration in opencast coal mine dumps located in a loess area[J]. Scientific Reports,2016(6):22058.
[44]Cao Y,Wang J M,Bai Z K,et al. Differentiation and mechanisms on physical properties of reconstructed soils on open-cast mine dump of loess area[J]. Environmental Earth Sciences,2015,74(8):6367-6380.
[45]Andrea B. Water content evaluation in unsaturated soil using GPR signal analysis in the frequency domain[J]. Journal of Applied Geophysics,2010,71(1):26-35.
[46]夏银行,黎蕾,邓少虹,等. 基于探地雷达的喀斯特峰丛洼地土壤深度和分布探测[J]. 水土保持通报,2016,36(1):129-135.
[47]Wang P,Hu Z Q,Zhao Y L,et al. Experimental study of soil compaction effects on GPR signals[J]. Journal of Applied Geophysics,2016(126):128-137.
[48]于秀秀,马兴旺,迪力夏提,等. 探地雷达在土层厚度调查中的试验研究[J]. 土壤学报,2011,48(4):874-878.
[49]何亮,王旭东,杨放,等. 探地雷达测定土壤含水量的研究进展[J]. 地球物理学进展,2007,22(5):1673-1679.
[50]蔡佳琪,刘四新,傅磊,等. 探地雷达探测路基含水量[C]//中国地球科学联合学术年会论文集,2015:1589-1591.
[51]蔡毅. 探地雷达检测的原理方法及在水利工程中的应用[J]. 河南水利与南水北调,2010(8):72-73.
[52]卢奕竹,宋文龙,路京选,等. 探地雷达测量土壤水方法及其尺度特征[J]. 南水北调与水利科技,2017,15(2):37-44.
[53]朱安宁,吉丽青,张佳宝,等. 基于探地雷达的土壤水分测定方法研究进展[J]. 中国生态农业学报,2009,17(5):1039-1044.
[54]张昊,杨进,李胜利,等. 基于探地雷达技术的点坝浅部地层分布分析[J]. 中北大学学报(自然科学版),2016,37(6):638-647.
[55]范洪利,张生善,张平. 探地雷达在地下管道地层探测中的应用[J]. 露天采煤技术,1996(4):36-38,29.
[56]孙坚,白明洲,王连俊. 探地雷达在地层划分中应用的研究[J]. 岩土工程技术,2004(4):168-171.
[57]Davis J L,Annan A P. 用探地雷达高分辨率圈定土层和岩层[J]. 国外煤田地质,1990(2):41-47.
[58]卞正富,雷少刚,金丹,等. 矿区土地修复的几个基本问题[J]. 煤炭学报,2018,43(1):190-197.
[59]王丹丹,徐永明,岳书平,等. 基于探地雷达的植物根系探测研究进展[J]. 南京信息工程大学学报,2016,8(1):46-55.
[60]解迎革,李霞. 土壤中砾石含量的测定方法研究进展[J]. 土壤,2012,44(1):17-22.
[61]Lejzerowicz A,Czurylowicz K,Kowalczyk S,et al. Ground Penetrating Radar and sedimentological investigations of quartz-glauconite sands in the Lubartow area (south-east Poland)[C]// Proceedings of the 15th International Conference on Ground Penetrating Radar,2014:239-244.
[62]廖立坚,杨新安,叶培旭,等. 基于时空域的探地雷达杂波的去除[J]. 勘察科学技术,2008(3):59-61.
[63]廖立坚,杨新安. 提高探地雷达剖面分辨率的方法[J]. 物探化探计算技术,2008(1):63-65,92.
[64]赵永辉,吴健生,万明浩. 应用分形技术提取探地雷达高分辨率信息[J]. 物探与化探,2001(1):40-44.
[65]吴丰收,曾昭发,王德库,等. 沥青心墙压实度的探地雷达探测研究[J]. 地球物理学进展,2009,24(2):742-749.
[66]郭淑丽. 基于GPR的复垦土壤压实探测模型研究[D]. 泰安:山东农业大学,2013.
[67]Eriksson C P,Holmgren P. Estimating stone and boulder content in forest soils:evaluating the potential of surface penetration methods[J]. Catena,1996,28(28):121-134.
[68]秦俊梅,白中科,李俊杰,等. 矿区复垦土壤环境质量剖面变化特征研究——以平朔露天矿区为例[J]. 山西农业大学学报(自然科学版),2006,26(1):101-105.
[69]陈龙乾,邓喀中,唐宏,等. 矿区泥浆泵复垦土壤物理特性的时空演化规律[J]. 土壤学报,2001,38(2):277-283.
[70]Bowen C K,Schuman G E,Olson R A,et al. Influence of topsoil depth on plant and soil attributes of 24-year old reclaimed mined lands[J]. Arid Soil Research & Rehabilitation,2005,19(3):267-284.
[71]叶宝莹,白中科,孔登魁,等. 安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感调查[J]. 北京科技大学学报,2008,30(9):972-976.
[72]de Barros D A,Pereira J A A,Ferreira M M,et al. Soil physical properties of high mountain fields under bauxite mining[J]. Ciência e Agrotecnologia,2013,37(5):419-426.
[73]刘宁. 基于探地雷达的复垦土壤压实与工程质量评价[D]. 泰安:山东农业大学,2016.
[74]李华,李永青,等. 风化煤施用对黄土高原露天煤矿区复垦土壤理化性质的影响研究[J]. 农业环境科学学报,2008,27(5):1752-1756.
[75]匿名. 露天煤矿复垦中需要注意哪些问题[EB/OL]. (2016-06-24)[2018-01-01]. http://www.cwestc.com/newshtml/2016-6-24/416388.shtml.
[76]倪含斌,张丽萍,吴希媛,等. 矿区废弃地土壤重构与性能恢复研究进展[J]. 土壤通报,2007,38(2):000399-403.
[77]樊文华,李慧峰,白中科,等. 黄土区大型露天煤矿煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响[J]. 农业工程学报,2010,26(2):319-324.
[78]赵艳玲,王金,贡晓光,等. 基于探地雷达的复垦土壤层次无损探测研究[J]. 科技导报,2009,27(17):35-37.
[79]杜翠,杨峰,彭猛,等. 雷达层析成像对复垦土壤分层结构的探测[J]. 计算机仿真,2013,30(9):217-220+273.
[80]李亮,王昕,胡克想,等. 探地雷达探测煤岩界面的方法与试验[J]. 工矿自动化,2015,41(9):8-11.
[81]陈星彤,吴长悦,王健,等. 多约束条件下复垦土壤水分的微波探测及标定[J]. 灌溉排水学报,2008,27(5):100-103.
[82]吴志远,尹尚先,马丽红. 基于探地雷达的煤矿开采区地表土壤含水率变化研究[J]. 华北科技学院学报,2017,14(6):17-23.
[83]王萍,李新举,孙小银,等. 基于探地雷达的滨海盐渍土表层含水量测定研究[J]. 土壤通报,2017,48(6):1329-1337.
[84]Hugge P,唐文敏. 应用探地雷达评价砾石层非均匀性:在数据处理和岩相分析方面的发展[J]. 国外煤田地质,1994(4):34-40.
[85]何平毅,张健. 综合物探方法在卵砾石层地基勘察中的应用[J]. 工程勘察,2008(增刊1):276-278.

相似文献/References:

[1]刘国银,于恩厂,魏军亚,等.2个芒果品种的叶片含水量与土壤水分的关系[J].江苏农业科学,2014,42(02):124.
 Liu Guoyin,et al.Relationship between soil humidity and leaf water content of two mango varieties[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(14):124.
[2]周恒,时永杰,路远,等.不同种植年限紫花苜蓿种植地土壤容重及含水量特征[J].江苏农业科学,2016,44(05):490.
 Zhou Heng,et al.Study on soil bulk density and soil water content in alfalfa field with different growing years[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(14):490.
[3]唐玉邦,何志刚,虞利俊,等.土壤水分传感器(FDR)在作物精准灌溉中的标定与应用[J].江苏农业科学,2014,42(04):343.
 Tang Yubang,et al.Calibration and application of soil moisture sensors (FDR) in crop precision irrigation[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2014,42(14):343.
[4]李杨,王百田.保水剂对土壤物理性状和棉花生长的影响[J].江苏农业科学,2015,43(10):97.
 Li Yang,et al.Effects of aquasorb on soil physical properties and growth of cotton[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(14):97.
[5]孙成明,曹军,刘涛,等.稻麦周年地区机械深松对土壤特性及小麦产量的影响[J].江苏农业科学,2015,43(06):76.
 Sun Chengming,et al.Effects of mechanical subsoiling on soil characteristics and yield of wheat in annual area of rice and wheat[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2015,43(14):76.
[6]杜江洪,景振举,郑伟,等.保墒减蒸技术对半干旱地区玉米生长发育及产量的影响[J].江苏农业科学,2016,44(11):122.
 Du Jianghong,et al.Effects of soil moisture conservation and evaporation reduction technology on growth and yield of maize in semi-arid area[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(14):122.
[7]吴帆.基于计算机C++语言的温室雨水自动化灌溉系统设计[J].江苏农业科学,2016,44(12):368.
 Wu Fan.Design of greenhouse rainwater automatic irrigation system based on computer C++ language[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2016,44(14):368.
[8]吴凤日,吴明根,朱国君,等.土壤温度、湿度对作物种子发芽能力的影响[J].江苏农业科学,2017,45(03):51.
 Wu Fengri,et al.Effects of soil temperature and humidity on crop seed germination ability[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2017,45(14):51.
[9]乔帅,王梦姣,邓百万,等.轮作区水稻根际土壤钙镁离子含量、含水量和酸碱度变化趋势[J].江苏农业科学,2017,45(05):284.
 Qiao Shuai,et al.Changes of calcium and magnesium ion contents, water content and pH in rhizosphere soil of rice in rotation area[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2017,45(14):284.
[10]刘莉莎,唐明双,黄迎冬,等.地膜覆盖对甘薯地土壤含水量及土层温度的影响[J].江苏农业科学,2017,45(09):76.
 Liu Lisha,et al.Effects of plastic film mulching on soil water content and temperature in sweet potato fielda[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2017,45(14):76.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2018-08-14
基金项目:国家自然科学基金(编号:41701607)。
作者简介:罗古拜(1992—),男,宁夏固原人,硕士研究生,主要从事矿区土地复垦方面的研究工作。E-mail:1091915713@qq.com。
通信作者:曹银贵,博士,副教授,主要从事土地复垦与土地利用方面的教学与科研工作。E-mail:caoyingui1982@126.com。
更新日期/Last Update: 2019-07-20