多通道探地雷達成像技術分析

摘要：文章介紹了一種多通道探地雷達成像的關鍵技術和方法，結合數據處理和數字成像技術，利用Visual C++編寫了多通道雷達數據處理軟件，可以同時顯示1～5個剖面，并可以根據需要動態增減，成圖效果較好，為該類探地雷達數據的自主處理分析提供了高效工具。

關鍵詞：探地雷達；多通道；圖像

中圖分類號：TN957.2文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）16-0087-01

探地雷達（Ground Penetrating Radar）是利用地下介質的不連續性來探測目標的有效工具，主要由主機、控制單元、發射天線、接收天線等部件組成。發射機向地下發送脈沖形式的電磁波，電磁波在傳播中當遇到存在電性差異的目標體時便發生反射，然后由接收機接收，主機可以將其以圖像的方式顯示出來。多通道雷達設置了多個發射陣元和相應的接收陣元，形成了多個輸入輸出通道，提高了雷達的檢測和跟蹤性能。相應的，在計算機上使用配套的數據處理軟件，用數據處理和數字成像技術，對采集到的數據進行讀取和成圖，對圖像進行處理分析，便可得出地下介質分布情況。

1多通道探地雷達剖面布局

針對同一條公路不同位置（暫且定位3個位置：中間和左右兩側），設計3個剖面區域和一個解釋區域，在屏幕的右側創建一個垂直滾動條來控制顯示區域，其布局如圖1所示。

其中，3個剖面區域分別顯示三個位置的時間剖面或頻率剖面，解釋區域用于病害解釋結果；右側垂直滾動條是對所有剖面共同控制結果，同時每個剖面都有自己的橫向滾動條來控制里程及標記的顯示。工具欄的按鈕操作以及窗口的滾動都將通過MFC的消息響應機制來實現。每個剖面中都有時間深度、里程以及標記、剖面區域顯示雷達剖面、鉆孔信息和異常信息以及單曲線、振幅譜和深度速度譜等信息。剖面道數可以進行實時壓縮顯示控制。

2多通道探地雷達圖像顯示

多個剖面的顯示利用Microsoft公司開發的Visual C++強大的繪圖功能來完成。繪圖時采用256色階，色階可以進行調節對比度和強度等信息。顯示模式分為彩色、變面積、曲線三種方式。

①讀取數據。不同的探地雷達采集的數據有不同的格式，但一般都會包含文件頭和數據體兩部分。首先讀取文件頭中的采集參數，包括：采樣點數，采樣道數，時間窗口，道間距等信息。為此，創建名為SAMPLEPARA的結構體，并定義該結構體類型的全局變量用來保存采集參數。文件打開響應OnFileOpen()函數，在該函數中讀取文件頭，然后將采樣參數保存在全局的結構體變量中。順利讀取文件頭之后，再讀取數據體。

②圖像顯示。在繪圖過程中，采用雙緩存機制能夠很好的改善數據量大時帶來的閃爍現象:即定義一個內存設備對象，將要顯示的圖像先繪制在內存設備對象上，再一次性地將內存中的圖拷貝到屏幕上顯示，整個過程非常快。同時，用數據塊快速拷貝法將當前已顯示的圖像復制到指定的位置，只對新的數據成像。結合雙緩存機制，能夠很好的解決由于大數據量的圖像的刷新顯示而帶來的閃爍問題。

曲線顯示區域顯示單曲域線、振幅譜和深度速度譜，只有彩圖顯示方式下有此功能。通過選擇菜單欄中的“查看”->“曲線顯示區域”，用戶可以隨時顯示和關閉曲線顯示區域。

3結語

文章介紹了一種多通道探地雷達成像的關鍵技術和方法，結合數據處理和數字成像技術，利用Visual C++ 強大的繪圖功能，將多通道探地雷達采集的數據，在計算機用圖像的方式直觀形象的顯示，并實現了多個剖面的同時顯示和自由滾動。為后續的圖像識別和分析創造了條件。

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