基于探地雷达的出矿口土壤含水率测量
刘红亮1
王旭2
李志华2
李晓山1
杨袁昊南2
刘林全1
都吉1
1.云南迪庆有色金属有限责任公司,云南迪庆 6744082.中国地质大学(武汉)自动化学院,湖北武汉 430074
摘要：在高海拔地下采矿过程中,出矿口土壤含水率分布不均,易受降雨渗流影响,其浅层至深层水分变化是诱发泥石流或涌泥灾害的关键因素.传统接触式测量方法难以实现对该区域的有效监测.针对上述问题,提出一种基于步进频率连续波(SFCW)探地雷达与支持向量机(SVM)的土壤含水率反演方法,对出矿口土壤含水率进行测量.该方法将探测深度设定为0.3 m,通过雷达扫描、信号预处理与特征(反射系数、相位差)提取及SVM建模反演等步骤,实现了出矿口含水率的快速、非接触式测量.模拟结果表明:SFCW雷达能有效识别湿润区域引起的反射特征,验证了该方法在分层和非均质土壤中应用的可行性.在实验室环境下,利用SFCW雷达对采集自普朗铜矿出矿口的砂质土壤样本进行测量,通过对比多种建模方法,得出基于反射系数与相位差联合特征的SVM模型反演效果最优.在普朗铜矿出矿口进行野外实测,预测值与实测值相对误差为9.67％～14.53％,说明该方法在水平1 m、深度0.3 m有效探测范围内能够提供较为可靠的土壤含水率估计结果.
关键词：出矿口土壤含水率探地雷达步进频率连续波雷达支持向量机反射系数相位差
分类号：TD74(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2022YFF0801203)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 46-53 )
英文信息