探地雷达技术在机场灾害检测中的应用与创新

“基于探地雷达的机场场道灾害目标检测与识别(答辩ppt)” 这篇硕士学位论文答辩报告由钟羽中完成，指导老师为吴仁彪，主要探讨了利用探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）技术在机场场道灾害目标检测与识别中的应用。该研究首次尝试解决钢筋回波抑制问题，并提出了快速Hyp-curvelet算法以及一种结合最小距离分类器和Fisher线性判别分析的地下目标识别策略。 1. 研究背景： 探地雷达是一种非破坏性的无损检测技术，广泛应用于地质结构探测和基础设施检测。然而，其数据解释通常需要专业知识且效率较低，特别是在面对大量数据时。在机场环境中，由于跑道中含有钢筋等强反射体，这可能导致灾害目标无法被准确检测或识别，从而引发安全隐患。 2. 研究内容： - 基于Hyp-curvelet变换的灾害目标检测：通过引入Hyp-curvelet变换，能更有效地检测双曲线特征，提高对地下目标的识别能力。Hyp-curvelet变换是一种结合了广义Hough变换和双曲线Radon变换的方法，能够更好地捕捉目标的几何特性。 - 基于时频分析的目标识别：利用时频分析技术提取目标特征，包括对一维（A-scan）和多维（B-scan、C-scan）数据的特征提取。同时，研究中设计了多种分类器，如最小距离分类器、人工神经网络和支撑向量机，以提高识别准确性。 3. 技术创新： - 钢筋回波抑制：首次研究了如何在探地雷达数据中抑制钢筋产生的回波，以减少其对灾害目标检测的干扰。 - 快速Hyp-curvelet算法：通过傅里叶变换优化了Hyp-curvelet变换，提高了算法的计算效率。 - 目标识别策略：结合最小距离分类器和Fisher线性判别分析，提出了一种新的地下目标识别方法，旨在提高检测率和降低虚警率。 4. 研究现状： - 目标检测和识别领域已有的工作包括信号奇异性检测、能量统计检测、相关性检测和各种特征检测方法。而针对机场环境，钢筋回波的抑制和有效目标特征提取是关键挑战。 5. 总结与展望： 论文不仅深入研究了探地雷达在机场场道灾害检测中的应用，还提出了新的理论和技术，为未来在类似场景下的目标检测提供了有效工具。未来的研究可能进一步优化算法，提高检测和识别的精度，以及探索更多适应复杂环境的解决方案。 这项研究对于提升机场的安全运营，尤其是对潜在灾害的早期预警具有重要意义，有助于保障飞行安全和机场设施的长期稳定。