بعد أن قمنا بتغطية العديد من أدوات التصور والتفسير المفيدة في الملاحظات السابقة ، لم نتحدث بعد عن معالجة "الشرائح السميكة". لذلك ، في هذه المذكرة ، نقدم طريقة جديدة لتصور بيانات 3D-GPR بشكل أكثر فعالية من خلال تطبيق معالجة "الشرائح السميكة". على حد علمنا ، لم تكن هذه الطريقة متاحة تجاريًا حتى الآن. تم تقديم المفهوم الأصلي لنا من قبل مارك جراسميك وآخرون من جامعة ميامي. بينما يظل مارك هو المبتكر ، قمنا بتكييفه كميزة داخلية الكندور نسر أميريكي.
تتمثل جهودنا في البحث باستمرار عن طرق فعالة لإدارة مجموعات البيانات الضخمة ، دون فقدان الدقة / التفاصيل ، والتي تحافظ على الوعي بالعمق / الموقع والدقة ، وأخيراً ، تفسح المجال للاختيار الدقيق للأهداف والتصدير إلى بيئات cad. علاوة على ذلك ، يطلب عملاؤنا هذه الوظائف التي يتم حزمها في بيئة سهلة الاستخدام ، دون الحاجة إلى تعديل كبير للمعلمات. تلبي OspreyView ، كما نسميها ، كل هذه الشروط.
يظهر المثال الأول لما نقدمه الآن في الشكل 1. تُظهر الصورة العلوية نهجنا في معالجة "الشرائح السميكة" بينما يُظهر العرض السفلي شريحة رفيعة تقليدية. على الرغم من أن كلتا الصورتين جيدتان ، إلا أنه يتم عرض خمس أدوات مساعدة على الأقل بوضوح في صورة OspreyView غير الموجودة في الصورة السفلية أو مع بعض الخيال فقط. قبل الخوض في مزيد من التفاصيل ، دعونا نراجع بإيجاز بعض المفاهيم في معالجة الشرائح السميكة. أولاً ، شريحة العمق عبارة عن قطع أفقي من خلال مجموعة البيانات الخاصة بك ، والتي تُظهر سعة البيانات بعد تطبيق المعالجة. الصورة الناتجة (C-scan) لها بعض الخصائص المهمة. إنه يعطي نظرة عامة ممتازة وهو أمر مرهق للغاية لتحقيقه من خلال التنميط في سطر واحد ، ويحافظ على الدقة الكاملة لنظام GPR وجمع البيانات. سيكون تحديد عمق الأهداف دقيقًا ، وسيكون التنقل عبر البيانات سريعًا. يوضح الشكل 2 (الصورة العلوية) مثالاً على هذا التصور الأساسي.
على الرغم من جودة هذا النوع من التصور "للشريحة الرقيقة" ، فإن العيب الواضح هو أنه يظهر فقط ما يكتشفه GPR في الوقت / العمق المقطوع بواسطة شريحة معينة. لا يوجد تصور فعال لأهداف الغطس ، ولا يمكن رؤية تلك الأهداف على أعماق مختلفة تمامًا. التمرير ضروري ، مما يضيف الوقت ، ولكن الأهم من ذلك أنه لا يمنح المشغل نظرة عامة كاملة.
للتغلب على هذا العيب والحصول على نظرة عامة أفضل ، من الشائع إضافة المزيد من المعالجة عن طريق حساب متوسط الشرائح على نطاق عمق معين. في الشكل 2 ، تُظهر الصور الوسطى والسفلى تأثير هذا المتوسط على 4 و 8 شرائح ، على التوالي. بينما يعمل المتوسط المطبق على الصورة الوسطى ، فإنه لا يعمل على الصورة السفلية. يرجع الانحطاط الشديد لهذه البيانات إلى متوسط الامتداد القريب من الطول الموجي الكامل لإشارة الرادار. تعمل هذه الطريقة دائمًا على تقليل الدقة ، وحتى إذا بدا أن متوسط الشرائح الأربع يعمل ، فإن نظرة متأنية ستكشف عن فقدان المعلومات. غالبًا ما يتم إضافة تحويل هيلبرت قبل حساب المتوسط لتجنب الإلغاء بسبب السمة ثنائية القطب لإشارة GPR. ومع ذلك ، فإن هذا النهج يقلل من الدقة وبالتالي ليس ما نريده.
ومع ذلك ، فإن الرسوم المتحركة للشرائح ذات المتوسط المتوسط تعمل بشكل جيد. تم إعدادها بسرعة إطار مناسبة ، فهي توفر طريقة فعالة لتصور جميع الأهداف الحالية ، ومن المحتمل ألا يختفي هذا النهج قريبًا. على الرغم من الحفاظ على الدقة الكاملة ، إلا أنها لا تصلح بسهولة كأداة تدعم انتقاء الهدف الدقيق للتصدير إلى بيئات CAD / GIS - وهي مهمة حاسمة لعملائنا. بغض النظر ، تظل طريقة مفيدة لتصور البيانات ثلاثية الأبعاد ولفت الانتباه إلى ما يمكن تحقيقه باستخدام GPR.
يمكننا أن نواصل مناقشة عتبة السعة أو غيرها من الوسائل لتبسيط وتحسين التصور ، لكن هذا خارج نطاق هذا المستند. الهدف هو معالجة "الشرائح السميكة" ، لذا دعنا ننتقل إلى OspreyView. يوضح الشكل 3 أدناه مقارنة ثانية بين هذه الطريقة الجديدة (أسفل) و "شريحة رقيقة" نموذجية (أعلى). يكشف مثالا البيانات عن خطوط المرافق أسفل تقاطع طريق مزدحم ، يتمركز حول. عمق 1.3 متر.
في هذا المثال ، قام المشغل بتعيين OspreyView للرؤية من 0.2 إلى 1.9 متر ، وكشف تقريبًا كل شيء متاح في هذه البيانات. قد يؤدي هذا النطاق الواسع إلى تشويش بعض التفاصيل الدقيقة ، ولكنه يعطي نظرة عامة ممتازة.
بالنظر إلى المثال الموضح في الشكل 3 ، يجب أن تكون ميزة OspreyView واضحة لأي شخص يعمل باستخدام بيانات 3D-GPR ، على الرغم من عرض منظر عين الطائر عبر الأرض فقط. منظر عين الطائر هذا ليس التسليم النهائي الذي يطلبه عملاؤنا ، ولكن من الضروري الحصول على نظرة عامة واضحة على المشهد. سنتحدث عن الدقة لاحقًا.
كيف يعمل OspreyView؟
بعبارات بسيطة ، يطبق البرنامج مصفوفة لونية لفك الأعماق وقوة عودة الإشارة. يختلف هذا النهج عن لوحات الألوان أحادية البعد المستخدمة بشكل شائع في جميع أنحاء صناعة GPR.
كما هو موضح في الشكل 4 ، يتم تعيين مصفوفة الألوان الافتراضية ، بحيث تكون الأهداف في المركز مخضرة ، في حين أن تلك الأهداف الضحلة أو الأعمق تكون صفراء أو مزرقة ، على التوالي. هذا المخطط مناسب للحفاظ على الشعور بالعمق في الصور (حسب مفهوم المخترع). إنها عملية مباشرة لتغيير مصفوفة الألوان ، حسب الحاجة لمن يريدون شيئًا آخر.
سهولة الاستخدام هي ميزة غالبًا ما يتم تجاهلها. نعتقد أنه أمر ضروري ونسعى جاهدين لجعل هذه السمة المميزة للعلامة التجارية ImpulseRadar - لماذا تجعل الأمور معقدة عندما لا تكون هناك حاجة لذلك؟ يتم التحكم في OspreyView بواسطة منزلقين ، أحدهما لمدى العمق والآخر للتباين ، كما هو موضح في الشكل 4 أعلاه. يتم تنشيط العرض نفسه عبر مربع اختيار ، لذا فإن التبديل بين العرض العادي و OspreyView سريع ولا يمكن أن يكون أبسط.
بالعودة إلى ما يحتاج عملاؤنا إلى وضعه في تقارير التسليم الخاصة بهم ، أي المواقع المستهدفة الدقيقة ، الشكل 5 أعلاه ، يوضح كيف يساعد OspreyView في استخراج ذلك بالضبط. تدور التفسيرات الدقيقة حول وظيفة Ribbon-Box المقدمة في الملاحظات السابقة ، ويمزج OspreyView بسلاسة مع هذه الوظيفة. والنتيجة هي أن الانتقاء الدقيق للأهداف أصبح الآن مهمة أكثر سهولة بالنظر إلى نظرة عامة على ملف تعريف العمق المرمّز بالألوان في OspreyView.
لا يعد OspreyView طريقة لتلوين المنظر العلوي فحسب ، بل إنه يحتوي أيضًا على معلومات متعمقة. هذا يعني أنه عندما نختار خطًا على طول أداة ملونة في العرض العلوي ، فسيتم وضع رؤوس تلك اللقطات على العمق الدقيق الذي يحدده ذلك اللون. لذلك ، باختصار ، نجري الآن اختيارات دقيقة للعمق من العرض العلوي! لكي يعمل هذا ، يجب أن يكون لدينا بيانات نظيفة ومعقولة ، من ناحية أخرى ، يمكن بسهولة تعديل أي اختيارات غير محاذاة في عرض جانبي.
لقد وجدنا أيضًا أن طريقة تصور البيانات هذه تساعدنا في العثور على أهداف دقيقة وحالات شاذة يصعب اكتشافها بطريقة أخرى. إنها ليست غير مرئية في عرض الشريحة الواحدة ، ولكن يتم تمريرها بسهولة دون أن يلاحظها أحد ، إذا كانت مرئية فقط عند شريحة عمق واحدة. يوضح الشكل 6 أدناه هذا تمامًا. الصورة العلوية عبارة عن شريحة عادية حيث بالكاد تكون بعض الهياكل من صنع الإنسان مرئية. لا يمكن اكتشافها إلا في شريحة واحدة أو شريحتين وبضعف. قارن هذا مع OsrpreyView حيث تكون مرئية بوضوح.
الفائدة لا تقتصر على البيانات المثالية ، وفي الحقيقة وجدناها مفيدة في جميع المشاريع التي طبقت عليها. من الواضح أنه لا يساعد عندما يكون الموقف خاطئًا أو عندما تجعل التربة GPR عديمة الفائدة ، لكننا وجدناها مفيدة حتى عندما تصبح الأمور صعبة.
ملخص
OspreyView هو أول تطبيق تجاري لطريقة جديدة لتصور بيانات 3D-GPR. إنه متوفر في برنامج CONDOR الخاص بنا ، ويتم تلخيص المزايا على النحو التالي:
- لدى المستخدم نظرة عامة واضحة على الأهداف الموجودة تحتها ، على الفور ، دون مزيد من المعالجة في إطار زمني متغير عشوائيًا.
- يحافظ تمامًا على دقة البيانات الأصلية ، سواء في العمق أو المكاني.
- سريع جدًا ، يكون التقليب بين عرض الشرائح التقليدي و OspreyView فوريًا.
- يدعم الانتقاء الدقيق للأهداف ، بما في ذلك العمق الصحيح ، من العرض العلوي فقط ، مع عدم التداخل مع اللقطات في طرق العرض الأخرى.
- لا يتطلب حالات معالجة منفصلة ، ولا حاجة إلى مساحة قرص إضافية.
- يساعد في الكشف عن الأجسام الخافتة ، ويقلل من مخاطر فقدان الأهداف.
- يحتوي على واجهة مستخدم مباشرة وبديهية ، ولا حاجة لتغيير المعلمات
