基于探地雷達(dá)城市地下空間圖像的探測識別研究的開題報(bào)告

基于探地雷達(dá)城市地下空間圖像的探測識別研究的開題報(bào)告一、選題背景和意義城市化進(jìn)程的加速和城市人口的快速增長導(dǎo)致了城市地下空間的不斷擴(kuò)展，地下設(shè)施的建設(shè)也日益增多。傳統(tǒng)的地下勘探方法受到了限制，如地面檢測和鉆孔方法不能滿足精度和效率的要求。因此，探地雷達(dá)技術(shù)作為一種非接觸式、高效率、高精度的地下勘探技術(shù)被廣泛使用。在城市地下空間勘探過程中，地下空間潛在的各種地下管線、地鐵、隧道和建筑物等被廣泛利用。地下空間與地表環(huán)境相互作用，直接影響城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展。因此，需要通過建立城市地下空間地圖，了解城市地下空間基本信息，維護(hù)城市地下基礎(chǔ)設(shè)施，提高城市防災(zāi)減災(zāi)能力和可持續(xù)發(fā)展水平。二、現(xiàn)狀及存在的問題探地雷達(dá)技術(shù)相對成熟，已經(jīng)被許多國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用于地下勘探。但是，在城市地下空間的勘探中，面臨的挑戰(zhàn)與傳統(tǒng)勘探方式相比較大，如：1.地下管線密集，深層軌道交通、隧道、地下商業(yè)建筑物等種類繁多，且互相關(guān)聯(lián)交叉，難以精確識別；2.探測深度受限，一般僅能探測到幾十米到百米深度，不能對深層地下空間進(jìn)行有效探測；3.探測數(shù)據(jù)與背景噪聲、雜波等相伴而生，高噪聲和低信噪比(STNR)是城市地下探測中的常見問題，不利于數(shù)據(jù)解釋和地下空間識別。三、研究內(nèi)容和方法本研究旨在提高城市地下空間探測的精度和準(zhǔn)確性，具體工作內(nèi)容如下：1.開展探地雷達(dá)城市地下空間數(shù)據(jù)采集，獲得大量探地雷達(dá)數(shù)據(jù)；2.對獲得的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，減少噪聲、雜波等影響，并提高信噪比(STNR)；3.基于數(shù)據(jù)處理后的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)，采用基于特征識別的分析方法，進(jìn)行城市地下空間探測識別；4.結(jié)合GPS、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，將識別結(jié)果繪制成城市地下空間圖譜。四、預(yù)期成果與創(chuàng)新點(diǎn)本研究的預(yù)期成果包括：1.建立基于探地雷達(dá)的城市地下空間探測系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)精度高、效率高的城市地下空間勘探；2.制定適用于城市探測的探地雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，即減少噪聲并提高信噪比(STNR)的預(yù)處理方法；3.提出新的城市地下空間識別方法，即基于特征識別的分析方法；4.繪制成完備的城市地下空間圖譜，為城市地下基礎(chǔ)設(shè)施的管理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于：1.以探地雷達(dá)技術(shù)為基礎(chǔ)，探索城市地下空間的探測與識別方法，改變傳統(tǒng)的地下勘探方式；2.開發(fā)基于特征識別的分析方法，實(shí)現(xiàn)城市空間中復(fù)雜地下空間的識別；3.研究建立城市地下空間圖譜，為城市空間管理和規(guī)劃提供重要的參考依據(jù)。五、工作計(jì)劃及進(jìn)度安排本研究的計(jì)劃進(jìn)度如下：1.前期階段（第1個(gè)月）：收集探地雷達(dá)城市地下空間圖像數(shù)據(jù)和相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)，并撰寫開題報(bào)告、論文綜述和研究計(jì)劃書；2.中期階段（第2-6個(gè)月）：進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和探測識別的方法研究及算法模型的開發(fā)；3.后期階段（第7-12個(gè)月）：完成城市地下空間圖譜的制作和研究成果的歸納總結(jié)，并撰寫論文和報(bào)告。六、預(yù)期的研究結(jié)果1.獲得較準(zhǔn)確的城市地下空間地圖，并為城市地下網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃