应用探地雷达探测古树根系分布

为监测古树健康状况和为古树复壮措施提供指导,通过使用探地雷达探测了一株古侧柏的根系在水平方向和垂直方向的分布.结果显示:探地雷达对于处于地表浅层0～60 cm的根系分布有较好的探测作用,对更深处的粗根也能探测,探测结果和实际观察相比在水平分布上大致相同,但无法探测交叉或重叠根系.总体来说探测的可能性随着根系直径的增加而...     

探地雷达树木根系定位与直径估算

使用深度学习方法实现对根系雷达图像的多目标检测和多参数估计。

构建了一种以YOLOv5s和CNN-LSTM为主要框架的网络模型实现对根系雷达扫描图像的多目标检测和多参数估计。首先,通过仿真模拟和预埋试验获取试验所需的根系雷达剖面图数据,同时为了增加数据的多样性,使用CycleGAN风格迁移网络获取了一批具有真实雷达图像特征的仿真数据;然后,使用YOLOv5s目标检测网络识别并提取根系响应区域;接着引入频域变换,获取频域特征,并将根系雷达图像的时域特征和频域特征融合;最后,利用卷积神经网络、卷积注意力机制以及长短期记忆网络强调和提取与根系参数相关的信息特征,并使用多任务学习的方法实现对根系半径、深度、相对介电常数以及水平倾角的预测。

（1）仿真试验中,根系半径估计的最大误差是4.3 mm,R²为0.980,均方根误差为1.32,深度估计的最大误差是35.1 mm,R²为0.962,均方根误差为17.68,相对介电常数估计的最大误差是3.1,R²为0.960,均方根误差为1.10,水平倾角估计的最大误差是10.2°,R²为0.821,均方根误差是4.96。（2）在实测数据上对根系半径估计的平均相对误差是9.112%,深度估计的平均相对误差是5.772%,水平倾角估计的平均相对误差是11.25%。

本文提出的基于深度学习与探地雷达的多目标检测方法可以为根系检测和根系参数估计提供便利。

     

基于GprMaxV2.0的树木根系正演模拟

将现场实验得到的相思树根系的探测信号图与利用Gpr Max V2.0软件模拟的根系信号图对比分析,得出根的埋深、水平间距、根的直径是根目标反射信号产生差异的主要影响因素。为得到更接近实际根系生长状况的图像数据,利用Gpr Max V2.0模拟了交错根系的图谱,并对其反射信号进行了分析;探查出交错根系不同角度的模拟图像的差异及其产生原因,进一步证实了利用Gpr Max V2.0软件模拟探地雷达探测树木根系的有效性。     

基于探地雷达途径的小叶杨粗根空间分布特征研究

根系研究一直是生态学领域一项极具挑战性的工作,传统研究方法具有多种局限性,因此应用非侵入式方法开展根系研究具有重要实践意义。以黄河漫滩地生长的不同胸径大小(45～104.5 cm)小叶杨共40株为研究对象,应用探地雷达(GPR)技术测定粗根(粗度≥1 cm的根系)空间分布情况,并对1～2、2～3 cm和>3 cm 3个径级粗根进行分类统计,综合研究小叶杨粗根空间分布特征。结果表明,1)在垂直方向0～80 cm范围内,粗根密度以20～40 cm处最大,为8.17 roots/m,其中径级2～3 cm粗根密度占比由23.7%增加至47.2%。2)在水平方向5 m范围内,粗根密度逐渐下降,在1 m处密度值最大,为5.24 roots/m,其中径级1～2 cm粗根密度占比在2 m处最低,为49%,而径级2～3 cm和>3 cm在2 m处最高,分别为34%、17%。3)粗根密度随着胸径径级的增加由15.34 roots/m增加至28.16 roots/m,但不同胸径水平下各径级粗根密度特征存在明显差异,径级1～2 cm的粗根是差异存在的主要原因(P=0.000)。4)粗根密度主要受到...     

探地雷达在碎石桩检测中的应用

将探地雷达检测技术应用于碎石桩的质量检测,判定碎石桩的桩身完整性,具有快捷、准确和实时处理及显示的优点。结果表明:该技术可为复合地基的质量检测提供大量相关信息。     

探地雷达在林木无损检测应用初探

阐述了林木无损检测的主要原理和研究现状,介绍了探地雷达的工作原理、应用情况和主要特点,探讨了将探地雷达应用在无损检测中的研究难点和方向.     

基于探地雷达的果树根系检测试验与分析

果树的根系健康与水果品质息息相关,如何检测根系的健康状况一直是果树养护管理领域的难题。探地雷达作为新兴的无损检测技术日益受到学术界和业界的重视。选择江南大学校内果园和江苏省苏州市吴中区东山镇双湾村果园内的枇杷和水蜜桃果树试样,利用探地雷达对试样进行根系检测试验,以评价探地雷达对果树根系检测的可行性。结果表明,通过分别设置900 MHz和400 MHz的天线频率,探地雷达能够获取果树试样的细根和粗根分布图,包括雷达信号波形图、三维总览图和分层密度图,根系图像准确地反映了果树地下根系分布状况,结果有助于果树健康风险评价和养护管理。     

钢筋混凝土无损检测的手持式探地雷达研制

根据钢筋混凝土无损检测的特点和超宽带雷达探测原理,研制了一种手持式高分辨率超宽带探地雷达系统.阐述了基于无载频脉冲发射机、等效时间采样接收机和超宽带收发天线的低成本射频模块的基本结构和工作原理,描述了集雷达控制、数据采集和图像处理于一体的嵌入式控制模块的设计方法.软硬件集成提高了系统的便携性、可靠性和实时性.原理样机实验结果表明：该检测系统可有效检测埋深为0~35 cm,间隔6 cm以上的Φ6钢筋位置和保护层厚度,并可反映钢筋混凝土的其他特性.     

探地雷达在辽宁普通公路面层检测中的应用

随着旧路改造工程逐渐增多,传统的钻芯取样检测沥青层厚度已满足不了设计者的要求,雷达作为一种先进技术手段,它的高效性、准确性已被广大道路工程师们认可。就探地雷达在辽宁普通公路面层检测中的应用进行探讨。     

探地雷达技术在土壤性质探测应用中的研究进展

探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)作为一种快速、无损的中小尺度近地传感技术,因其具有信息量大、分辨率高、空间连续性好等优点在土壤性质探测中得到广泛应用。在系统介绍探地雷达在探测土壤性质原理的基础上,概述了正演模拟方法与目前应用广泛的土壤介电模型,归纳了探地雷达技术在土壤性质（土壤含水量、土壤质地、土壤层次、土壤压实、土壤盐分）探测中的应用研究现状。并讨论了该技术在实地应用中存在的问题与局限性：实地探测影响因子复杂,难以分离,数据解译复杂且具有主观性,大部分研究仅停留在定性或半定量阶段等。最后针对探地雷达在土壤学领域的应用情况,提出了其不足与展望：随着信号处理技术的不断发展与理论研究的日益成熟,探地雷达在土壤特性探测中仍然是一个有潜力的工具。旨在为探地雷达在土壤性质探测应用中的研究提供参考。     

基于k-means算法的树根雷达图像数据处理研究

文章通过研究探地雷达探测原理,提出一种数据处理成像方法,用于对通过地下树根的探测得到的雷达图像进行处理,实现对树根的无损检测。经验证,该方法有一定效果,这将为探地雷达在林业和农业方面的进一步应用提供基础,同时表明了将探地雷达用于树木无损检测的可行性。     

花生根系分泌物对根腐镰刀菌和固氮菌的化感作用研究

采用连续收集法提取到花生植株的根系分泌物,并就花生根系分泌物对根腐镰刀菌36194和固氮菌14046的化感作用进行了初步研究。结果表明,花生根系分泌物的中性、酸性和碱性组分对根腐镰刀菌菌丝的生长均存在一定的化感促进作用,对固氮菌的生长存在一定的化感抑制作用,并随添加浓度的增加化感作用增强。中性组分的化感作用相对更强些。GC-MS分析显示中性组分共含有2,4-二甲基苯甲醛、月桂酸、豆寇酸、软酯酸、油酸、硬酯酸等6种主要成分。     

PCR法快速检测鸭疫里氏杆菌的研究

根据Gen-Bank中25株鸭疫里氏杆菌(RA)的外膜蛋白A(OmpA)基因序列,在其高度保守区设计了一对特异性引物,成功地建立了鸭疫里氏杆菌的快速、准确PCR检测方法。RA参考菌株J04(2型)、J07(JX1型)均能扩增出67lbp的特异性目的条带,而对鸭源大肠杆菌、鸭源多杀性巴氏杆菌、鸭源沙门氏菌、鸭源葡萄球菌的扩增结果均为阴性。PCR产物经EcoRI酶切鉴定得494bp和177bp两个预期条带。最低检出基因组DNA浓度为800fg。用全菌体进行PCR时,本实验室分离鉴定的60株RA均能够扩增出特异性目的条带。25份临床疑似病例的分离菌株的PCR扩增阳性率与生化鉴定率完全一致。该方法表明能从痫料组织培养8h的混合菌群中快速、准确地检测到RA,可用于RA的快速诊断和流行病学调查。     

TMV溶液诱导蚕豆根尖微核的研究

应用蚕豆根尖微核试验初步研究了一定浓度的烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)溶液对环境污染的效应.结果表明,TMV溶液浓度与各处理蚕豆根尖微核率的相关性较强(r=0.982),且差异极显著(P=0.003＜0.01),即蚕豆根尖微核率随着TMV溶液浓度的升高而增加;同一浓度的TMV溶液处理蚕豆根尖不同时间后其微核率在各组间没有显著差异(P＞0.01),且蚕豆根尖微核率与处理时间相关性不强(r=0.312).研究表明蚕豆根尖细胞微核技术可应用于烟草花叶病毒遗传毒性监测.