社団法人 物理探査学会
第140回(2019年度春季)学術講演会


地中レーダー波形のスペクトル解析による地下空洞規模の推定

講演要旨(和文)
地中レーダー探査は、地下浅部を対象とする物理探査手法の中でも特に分解能が高く、地下構造を高速かつ高精度に可視化できるという特長がある。一方で、可視化された地下画像の解釈は解析者の判断に依るところが大きく、特に地下空洞に対する客観的な解析・解釈方法は確立されていない。そこで、この問題の解決にあたりGPRで得られる波形データのスペクトル解析に着目した。実験方法として、地中の埋没空洞を想定し、空洞の厚さを変化させながら2次元FDTD法による電磁場解析を行った。その結果、送信する電磁波の波長と比較して空洞の厚さが薄い時、時間領域波形のみでは空洞の厚さを判別できないことが分かった。一方で、波形のパワースペクトルに着目すると、干渉の理論式に基づく予測と一致することが確認でき、薄い空洞や地層の層厚・物性を推定することが可能であることが示唆された。

講演要旨(英文)
Ground-penetrating radar (GPR) is one of the geophysical exploration methods to image the subsurface quickly and precisely. But that GPR image cannot be interpreted objectively, especially in case of exploring underground cavity. For solving this problem, we focus on the spectrum analysis. We supposed that cavity exist underground and carried out the numerical simulation by using 2D finite-difference time-domain method with varying cavity size. Our simulation results showed that when cavity size is small, we cannot judge the accurate scale through time domain analysis. On the other hand, by focusing on the spectrum and comparing the formula of interference, it is possible to estimate the layer thickness and physical properties of underground cavity.