The patent of the invention provides a quantitative identification method of underground voids based on ground penetrating radar. The method realizes the purpose of quantitative identification of the position, size and other information of underground voids by pretreatment of ground penetrating radar data and construction of a quantitative identification model of voids. The steps are as follows: 1. Preprocessing, including zero-point calibration, filtering and gain processing of raw ground penetrating radar data; 2. feature extraction of void echo signal, dimensionality reduction of pre-processed time-domain radar data and extraction of void echo signal features as the feature vector of void quantitative identification; 3. Constructing the initial model of quantitative identification, and making void detection in ground penetrating radar data. The training samples are extracted from non-void data in a certain proportion, and the training samples are trained by SVM with radial basis function (RBF) as the kernel function to construct the initial void quantization recognition model. 4. Model parameters are optimized by cross-validation method, and the initial model is modified with the optimized parameters to obtain high-precision void quantization recognition. The model is used to identify the underground voids quantitatively.
【技术实现步骤摘要】
基于探地雷达的地下空洞量化识别方法
本专利技术属于探地雷达探测应用
,涉及一种基于探地雷达的地下空洞量化识别方法,该方法通过对探地雷达数据的预处理、训练空洞样本并构建量化识别模型,从而实现对地下空洞的位置、尺寸等信息进行定量识别的目的。
技术介绍
近年来,城市地下工程规模不断扩大,大中型城市地铁修建、地下管线铺设进入高速发展阶段,地下工程施工引起的土体扰动进而引起道路塌陷事故时有发生,威胁道路安全。物探技术的快速发展为城市道路地下空洞的探测提供了重要手段,其中探地雷达(GPR)技术是一种用电磁波反射来确定地下介质分布的技术,并以其无损、快捷以及浅层高分辨率的优势被广泛应用于道路地下病害检测中。目前,GPR技术在路基空洞探测中仅能实现对地下空洞的定性解释,难以实现定量识别,仍无法满足城市道路安全监测和养护的需求。因此,如何解决现有技术中,准确并快速的识别出空洞位置、尺寸等参数信息是本领域技术人员亟待解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现对地下空洞位置、尺寸等参数的自动识别。为了达到上述目的,本专利技术提出了一种基于探地雷达的地下空洞量化识别方法。本专利技术采取的步骤如下:1、对接收到的原始探地雷达数据进行预处理;2、对预处理后的数据进行空洞回波信号时域特征提取;3、运用核函数为RBF的SVM训练出初始量化识别模型;4、通过交叉验证的方法对初始量化识别模型进行参数优化;在上述技术方案中,步骤1、所述预处理包括对探地雷达原始数据进行零点标定、滤波和增益处理。其中,零点标定的目的是标定地面起始零点,滤波处理以消除噪声干扰,增益处理是对深部回波信号进行衰减 ...
【技术保护点】
1.一种基于探地雷达的地下空洞量化识别方法,其特征在于,该方法通过处理探地雷达数据并构建空洞量化识别模型,以实现对地下空洞的位置、尺寸等信息进行定量识别的目的。包括如下步骤:1.预处理;2.空洞回波信号特征提取;3.构建量化识别初始模型;4.模型参数优化,并通过该优化模型实现地下空洞的量化识别。
【技术特征摘要】
1.一种基于探地雷达的地下空洞量化识别方法,其特征在于,该方法通过处理探地雷达数据并构建空洞量化识别模型,以实现对地下空洞的位置、尺寸等信息进行定量识别的目的。包括如下步骤:1.预处理;2.空洞回波信号特征提取;3.构建量化识别初始模型;4.模型参数优化,并通过该优化模型实现地下空洞的量化识别。2.根据权利要求1所述的基于探地雷达地下空洞量化识别方法,其特征在于:预处理包括对探地雷达原始数据进行零点标定、滤波和增益处理;其中,零点标定的目的是标定地面起始零点,滤波处理以消除噪声干扰,增益处理是对深部回波信号进行衰减补偿,提高信噪比。3.根据权利要求1所述的探地雷达地下空洞量化识别方法,其特征在于:对预处理后的时间域雷达数据应用主成分分析法进行降维处理,并将前10个贡献率最大的主成分...
【专利技术属性】
技术研发人员:许献磊,李俊鹏,彭苏萍,
申请(专利权)人:中国矿业大学北京,
类型:发明
国别省市:北京,11
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