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| 內容簡介： |
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探地雷达是用高频无线电波来确定介质内部物质分布规律及属性的一种地球物理方法，它利用宽带电磁波以脉冲形式来探测地表之下的物体或结构，或者确定不可视的物体或结构。经过几十年的发展，探地雷达逐渐趋于成熟，且由于具有高分辨率、高效率等优点而广泛应用于工程、环境和资源等浅部地球物理领域，取得了很好的效果。本书介绍探地雷达的基本原理、天线、系统、测量方法与技术、数据处理、解释与模拟及其在不同领域中的应用。本书是在充分吸收国内外研究成果的基础上编著而成的，目的是以教学用书的形式，为在校大学生和从事探地雷达研究与应用的工程技术人员提供一本内容详细的教材或参考书。
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| 關於作者： |
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曾昭发，吉林大学唐敖庆特聘教授，博士生导师，吉林省政协委员，国务院学位委员会第八届地质资源与地质工程学科评议组成员，中国地球物理学会常务理事，中国地球物理学会环境地球物理专业委员会副主任委员，吉林省地球物理学会常务理事，吉林省拔尖创新人才，首批国家级黄大年式教师团队核心成员；现为吉林大学地球探测科学与技术学院院长，长期从事工程与环境地球物理的教学与科研工作，开发了MIMO探地雷达系统、低频极化干涉探地雷达系统，提出了探地雷达随机等效介质的探测与成像方法技术；主持国家和省部级科研项目20余项；发表高水平学术论文200余篇；培养研究生50余名；出版教材或专著6部；获省部级科技进步一等奖1项、二等奖3项。
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| 目錄：
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目 录第1章 探地雷达的起源及特点11.1 探地雷达的基本概念11.2 探地雷达的发展历史11.3 探地雷达的优越性51.4 探地雷达的局限性61.5 探地雷达的发展趋势61.6 探地雷达的应用7习题8参考文献8第2章 探地雷达的电磁基础112.1 电磁波传播的基本规律112.1.1 电磁波谱112.1.2 麦克斯韦方程组122.1.3 本构关系132.1.4 探地雷达方法中电磁波的波动性142.1.5 电磁波的横波性质152.1.6 能流密度矢量162.1.7 电磁位函数172.2 平面电磁波182.2.1 理想介质中的平面波182.2.2 导电介质中的平面波232.2.3 平面波的极化262.2.4 平面波的反射和透射292.2.5 多层介质表面的正入射352.2.6 电磁散射372.2.7 色散和群速40习题41参考文献41第3章 介质的电性质及对电磁波传播参数的影响423.1 介质的电性参数423.1.1 介质的电导率423.1.2 电介质的极化和介电常数423.1.3 矿物的电性质433.1.4 岩石的电导率与介电常数443.1.5 土壤的电导率和介电常数473.1.6 植被的介电常数483.1.7 永久冻土的电性参数483.1.8 人造介质的电性参数493.2 介质电性参数和介质电性参数模型493.2.1 介质介电常数与电磁场频率的关系493.2.2 探地雷达平台513.2.3 混合介质的介电常数模型523.2.4 介质的介电常数模型533.3 电磁波传播参数与介质电性质的关系553.3.1 电性参数对相速度的影响553.3.2 电性参数对衰减系数的影响57习题58参考文献58第4章 探地雷达仪器系统和工作方法594.1 探地雷达仪器和参数594.1.1 探地雷达系统的信号调制方式594.1.2 探地雷达系统的主要设计参数614.2 时间域探地雷达634.2.1 时间域探地雷达的基本原理634.2.2 GSSI的SIR系列的构成和技术指标644.2.3 加拿大EKKO系列探地雷达654.2.4 RAMAC/GPR探地雷达系统654.2.5 中国电波传播研究所LTD-2100探地雷达664.3 FMCW探地雷达674.3.1 FMCW雷达探测的基本原理674.3.2 FMCW探地雷达694.4 步进频率探地雷达734.4.1 步进频率探地雷达系统的基本原理734.4.2 步进频率探地雷达系统设计方案744.4.3 步进频率探地雷达实验系统754.5 脉冲探地雷达和步进频率探地雷达的比较76习题78参考文献78第5章 探地雷达天线805.1 天线基本元的辐射805.1.1 近区815.1.2 远区815.1.3 中间区825.2 天线的基本参数835.2.1 天线效率835.2.2 输入阻抗845.2.3 辐射方向图（波瓣图）845.2.4 方向系数855.2.5 极化865.2.6 增益系数865.2.7 有效长度875.2.8 工作频带宽度885.2.9 天线的屏蔽885.2.10 接收天线的电参数895.3 探地雷达的天线类型及辐射形式895.3.1 天线在探地雷达系统中的作用895.3.2 简单的探地雷达辐射系统——线天线895.3.3 从线性天线到圆锥形天线、领结形天线和圆柱形天线915.4 常见探地雷达天线935.4.1 5100型天线945.4.2 3101D型天线945.4.3 5103型天线945.4.4 5106型天线945.4.5 3207型天线和3207A型天线955.4.6 3200 MLF型低频天线955.4.7 Subecho-40型和Subecho-70型天线955.4.8 4108型角形天线965.4.9 Vivaldi天线96习题97参考文献97第6章 探地雷达工作方法996.1 探地雷达的测量方式996.1.1 反射测量方式996.1.2 折射测量方式1016.1.3 透射测量方式1026.1.4 MIMO测量方式1026.2 探地雷达野外测量设计1026.2.1 探地雷达适用性评价1036.2.2 目标体特性和测量参数选择1076.3 多极化测量1126.3.1 多极化测量实验系统1126.3.2 野外多极化测量方式1136.3.3 多极化数据校正1156.4 探地雷达野外资料评价及注意事项1196.4.1 资料的验收1196.4.2 实际测量中的注意事项及干扰消除方法119习题120参考文献121第7章 探地雷达的数值和物理模拟1237.1 射线追踪法1237.1.1 计算方法原理1237.1.2 收敛性问题1267.1.3 雷达波的衰减问题1277.1.4 数值模拟计算1277.1.5 应用实例1287.2 有限元法1297.2.1 雷达波和地震波之间运动学规律的对比1297.2.2 雷达波有限元正演模拟的实施1307.2.3 数值模拟1317.3 时域有限差分法1347.3.1 FDTD基本原理1347.3.2 解的稳定条件和数值色散1387.3.3 吸收边界条件1437.3.4 FDTD中的常用激励源1457.3.5 计算实例1517.4 模型实验1537.4.1 实验1：直达波测量研究1537.4.2 实验2：金属管探测1547.4.3 实验3：单层塑料板探测1557.4.4 实验4：多层塑料板探测1557.4.5 实验5：水池中小球模型探测实验1567.4.6 实验6：复杂结构的石蜡模型探测156习题158参考文献158第8章 探地雷达数据处理1598.1 资料整理、数据处理技术要求1608.2 数据编辑1608.3 常规处理1618.3.1 数字滤波原理1618.3.2 反滤波（反卷积）1638.4 偏移处理1728.4.1 偏移归位的概念1728.4.2 绕射扫描叠加1728.4.3 相移偏移法1738.4.4 基尔霍夫积分偏移法原理1768.5 探地雷达数据分析与增强处理1778.5.1 振幅恢复1778.5.2 道内均衡1788.5.3 道间均衡1788.5.4 希尔伯特变换与属性分析1798.6 经验模态分解与信号提取1818.6.1 经验模态分解1818.6.2 整体经验模态分解1838.6.3 完全总体经验模态分解1848.6.4 变分模态分解185习题193参考文献193第9章 探地雷达数据解释1949.1 探地雷达数据解释基础和解释流程1949.2 典型目标体探地雷达异常特征1959.3 时间剖面的解释方法1989.3.1 反射层的拾取1989.3.2 时间剖面的解释1999.3.3 雷达波速度的求取2009.4 属性解释2039.5 频散介质一维反演2049.5.1 最小二乘法的基本原理2059.5.2 反演算例2069.6 全波形反演2089.6.1 地面GPR全波形反演的发展历史及现状2089.6.2 时间域全波形反演2099.6.3 频率域全波形反演2149.7 阻抗反演2199.7.1 阻抗反演的发展历史及现状2199.7.2 电磁学中的波阻抗2209.7.3 有限带宽阻抗反演的基本原理2209.7.4 数值模拟算例2239.7.5 应用实例2249.8 多极化成像与目标识别2259.8.1 极化偏移成像2259.8.2 基于H-α分解的目标分类识别2289.8.3 基于Freeman分解的目标分类识别2329.9 人工智能解释2349.9.1 探地雷达数据智能目标检测与识别2349.9.2 基于深度学习的探地雷达数据智能反演244习题250参考文献250第10章 钻孔雷达25410.1 钻孔雷达的发展历史及现状25410.2 钻孔雷达的测量方式25510.2.1 单孔反射测量25610.2.2 跨孔测量25710.2.3 孔中-地面测量25810.2.4 定向钻孔雷达26010.2.5 极化钻孔雷达26210.3 钻孔雷达数据处理26510.3.1 跨孔雷达层析成像26510.3.2 跨孔雷达全波形反演27310.4 钻孔雷达应用实例27810.4.1 油田应用27810.4.2 矿山和煤田应用28110.4.3 水文、工程、环境地质中的应用285习题293参考文献293第11章 机载探地雷达29511.1 发展历史及现状29511.2 固定翼飞机搭载的探地雷达29511.3 直升机搭载的探地雷达29811.4 无人机搭载的探地雷达30011.5 仪器系统及应用307习题307参考文献307第12章 工程探测应用30912.1 公路工程探测领域30912.1.1 公路病害检测30912.1.2 公路结构层厚度检测31112.1.3 掌子面前方地质超前预报31312.1.4 隧道衬砌质量检测31512.1.5 钢筋质量检测31912.2 水利工程探测领域32112.2.1 堤坝蚁巢、洞穴的探地雷达探测32112.2.2 水坝渗漏通道探测32212.2.3 水下工程隐患探测32312.2.4 江堤滑塌成因探测32412.3 电力工程探测领域32512.3.1 不良地质现象探测32512.3.2 岩性界面划分32612.3.3 核电站选址勘察32712.3.4 灰坝渗漏探测32812.3.5 水电站坝基隐患探测33112.4 城市建设工程领域33212.4.1 地下管线探测33212.4.2 地下建筑结构物探测33312.5 城市道路塌陷检测33312.5.1 城市道路塌陷隐患成因33312.5.2 城市道路塌陷探地雷达探测334习题335参考文献336第13章 水文地质领域33713.1 河道探测33713.1.1 古河道探测33713.1.2 河道堵塞现状探测33913.2 潜水面探测34013.3 水深探测34113.4 冻土层探测34213.5 落水洞探测34413.6 水下结构物探测34513.7 地下水污染探测347习题348参考文献348第14章 环境地质应用34914.1 地下岩溶探测34914.1.1 城市区域岩溶探测34914.1
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