树木雷达在颐和园古树内部缺陷检测中的应用

发布时间：2024-07-09 05:41

　　颐和园内生长的树木由于生态环境恶化和外界侵害,易导致内部腐朽中空,甚至死亡和倾倒,从而造成不可估量的损失,因此需要对树木内部情况进行有效的检测。目前主要应用的检测手段有应力波、CT扫描、雷达波等,其中,雷达波检测技术以其快速、无损等特点应用愈加广泛,但是由于树木内部复杂的结构特性,同时检测结果评判标准在很大程度上依赖技术人员的主观性,导致树木雷达技术在实际应用过程中难以获得理想的效果。因此,利用计算机技术进行树木内部结构的正演模拟,研究多种典型树木模型的雷达波传播、成像的规律具有很大的实际意义。本文从雷达波和正演模拟相关理论出发,基于时域有限差分法(FDTD),通过GprMax和Matlab编程对树木内部结构进行正演模拟,研究不同形状、不同部位、不同大小的树木内部缺陷结构中雷达波的传播规律及其反射波的成像规律,同时讨论单一参数的变化对雷达波传播及成像的影响;利用雷达设备通过实测树木获取数据并处理结果,通过分析雷达实测结果与正演结果之间的异同,研究正演模拟的准确性,进一步修改参数,丰富正演模拟数据;通过分析所得结果,利用Myeclipse和Tomcat服务器,借助Bootstrap框架和...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 无损检测发展现状
    1.3 雷达波正演模拟研究
    1.4 研究内容及结构
        1.4.1 本文研究内容
        1.4.2 文章组织结构
2 雷达波相关理论
    2.1 雷达基本原理
        2.1.1 雷达波数据显示
        2.1.2 探测深度
        2.1.3 探测方法
        2.1.4 测量参数设置
    2.2 树木雷达
        2.2.1 探测原理
        2.2.2 探测设备
    2.3 介电常数估计方法
    2.4 本章小结
3 基于FDTD正演模拟分析
    3.1 FDTD正演模拟原理
        3.1.1 FDTD基本原理
        3.1.2 本构关系
        3.1.3 数值稳定性和数值色散
        3.1.4 激励源设置
        3.1.5 吸收边界条件
    3.2 基于GprMax的正演模拟相关技术
        3.2.1 正演模拟软件一GprMax
        3.2.2 GprMax坐标体系
        3.2.3 GprMax输入文件相关命令
        3.2.4 GprMax输出文件
    3.3 本章小结
4 基于GprMax的树木正演模拟分析
    4.1 健康树木结构正演模型
    4.2 空洞结构正演模型
        4.2.1 空洞发生在芯材部位
        4.2.2 空洞发生在边材部位
    4.3 腐朽结构正演模拟
        4.3.1 腐朽发生在芯材部位
        4.3.2 腐朽发生在边材部位
    4.4 本章小结
5 树木雷达实测实例与应用
    5.1 数据分析
    5.2 探测结果与正演对比
    5.3 正演结果分析
    5.4 实验现场
    5.5 颐和园古树信息管理系统平台设计
        5.5.1 背景介绍
        5.5.2 相关技术介绍
        5.5.3 系统分析
        5.5.4 系统实现
    5.6 本章小结
6 结论与展望
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢



本文编号：4004482