الجوهر الأساسي لمهنة SUE هو الفهم الكامل لمبدأ عدم اليقين. يجب أن يفهم محترف SUE سواء كان مهندسًا محترفًا أو مساحًا مرخصًا مهنيًا أو محترفًا آخر مؤهلًا هذا المبدأ. يعمل هؤلاء المحترفون بموجب القوانين ذات الصلة في ولايتهم الخاصة ويوقعون على تسليم SUE بعد تقييم كل جزء من المرافق في حكمهم من خلال مستوى الجودة ذات الصلة من عدم اليقين. يتم تعيين مستوى QL من QLD إلى QLA بموجب ASCE 38-02 لكل جزء من أجزاء المرافق الموضحة في الرسم النهائي الدليل الإرشادي القياسي لجمع وتصوير بيانات المرافق الموجودة تحت السطحية.
تحتل الطرق الجيوفيزيائية المستخدمة المرتبة الثانية في مقياس عدم اليقين مثل QL B ، ويتم اغتصابها فقط من خلال تعريض المنفعة من خلال الفراغ أو غيرها من وسائل التنقيب الآمن. حتى QLA لا يمثل مطلقًا من حيث اليقين ، يتم تحديد قطاع المرافق بشكل صحيح حيث يمكن لأي متخصص في SUE إخبارك بأن الكشف والتعرض يؤدي أحيانًا إلى ما هو غير متوقع!
يتضمن أحد أحدث التطورات في الأساليب الجيوفيزيائية أنظمة مصفوفة GPR لتحقيقات SUE واسعة النطاق أو شديدة التعقيد. كما هو الحال مع أي مشارك جديد بشكل معقول للتكنولوجيا التي لم يتم دمجها عالميًا بعد في ممارسة راسخة مثل SUE ، يجب إثبات القيمة. هذا يتخطى من مزود SUE المحترف إلى العميل النهائي الذي يدفع مقابل التسليم. يجب أن تكون درجة اليقين بعد نشر الطريقة قيمة مضافة إلى الناتج النهائي واضحة طوال العملية. اليقين بالمعنى الدقيق للكلمة حسب ميريام وبستر جودة أو حالة اليقين خاصة على أساس الأدلة. الأدلة من المتخصصين في SUE والأبحاث التي دمجت هذه المنصات في مشاريعهم الخاصة مقنعة بما يكفي لأن ASCE 38 ونسختها المحدثة القادمة ستتضمن التصوير ثلاثي الأبعاد وطرق التجميع مثل القنوات المتعددة / المصفوفة GPR.
ترتبط المعرفة ارتباطًا وثيقًا بالحد من عدم اليقين. GPR ثنائي الأبعاد مقبول عالميًا ومفهوم في مهنة SUE ومفهوم المصفوفة معروف بشكل عام. ومع ذلك ، فإن فكرة التصوير ثلاثي الأبعاد تبدو وكأنها قفزة نوعية لممارس GPR اليومي. لا شيء يمكن أن يكون مؤكدًا أكثر من كونها ليست قفزة نوعية بل تطور طبيعي.
معالجة صفيف GPR ثلاثية الأبعاد
في عالم الجيوفيزياء كما هو مطبق على SUE ، يمكن للمرء أن يضيع في المصطلحات التقنية المتضمنة من الاكتساب الميداني إلى التسليم النهائي ثلاثي الأبعاد. إن كلمة "الجيوفيزياء" ذاتها مخيفة لأولئك الذين ربما لم يستمتعوا بأخذ دروس الفيزياء الإلزامية في المدرسة الثانوية! تذكر أن مجموعة GPR هي نظام GPR. يتمثل الاختلاف عما يتم استخدامه في التعيين اليومي للمرافق في كثافة البيانات التي يستحيل تكرارها باستخدام نظام ثنائي الأبعاد. وذلك لأن المصفوفات الحقيقية تستخدم مجموعات من المرسلات والمستقبلات لتشبع الأرض بإشارة GPR بدلاً من زوج واحد كما هو الحال في الأنظمة ثنائية الأبعاد القياسية. إذا نظر المرء إلى البيانات من القنوات الفردية في أي مجموعة ، فإنه يبدو ببساطة مثل أي ملف تعريف 3D GPR نموذجي. (شكل 2)
إذا طُلب من المرء اختيار العامل الأكثر نفوذاً في التمايز من معالجة وعرض عمليات المسح العادية ثنائية الأبعاد مقابل البيانات ثلاثية الأبعاد ، فسيكون ذلك بمثابة ترحيل للإشارة. من الصعب في وسائل الإعلام المطبوعة تصور مفهوم الهجرة ؛ ومع ذلك ، فهي ليست أكثر من نقل إشارة GPR المنعكسة المرصودة / المسجلة إلى موقعها الصحيح في الرادار ثلاثي الأبعاد. نظرًا لأن الصفيف يحتوي على العديد من المستقبلات ، يتم تسجيل الطاقة من عاكس (أي أداة مساعدة) في أكثر من مستقبل واحد في المرة الواحدة. إذا كانت على مسافات مختلفة من نقطة الانعكاس ، فسيكون وقت الوصول مختلفًا ، وبالتالي في الرادار البسيط ، كلما تم تمثيل تلك الطاقة "أعمق". فكر في إطلاق بندقية على كائن أسفلك وبعيدًا عنك (من فضلك لا تجرب ذلك في المنزل) ووجود هدف ورق أفقي كبير بما يكفي على سطح الأرض لالتقاط جميع الكريات المرتدة من الكائن أدناه. إذا قمت بتسجيل الوقت لكل بيليه لاختراق الورق ، فإن أولئك الذين ارتدوا بزاوية عالية لأعلى سيصلون أولاً في حين أن أولئك الذين في الزوايا السفلية والنطاق السفلي سيضربون الورقة بعيدًا عن نقطة التأثير وبعد ذلك بكثير. لكن الحقيقة هي أن كل الكريات التي تصطدم بالورق ارتدت من نفس النقطة.
إذا التقطنا تلك الكريات في الورقة وأعدناها (هاجرت) إلى النقطة التي ارتدت فيها ، فيمكننا تجميعها حول الكائن. حسنًا ، فويلا! نحن نفعل هذا الشيء بالذات بإشارة GPR المنعكسة ونجمع كل هذه الأشياء حول مصدر النقطة في باطن الأرض.
هذه هي بالضبط الطريقة التي نحول بها الطاقة من تلك القطعات الزائدة المهمة التي تراها كل يوم مع الأنظمة ثنائية الأبعاد (في التربة الملائمة وفي حالة المرافق ، عموديًا على اجتياز GPR) إلى نقطة حيث أن ذيول / أرجل هي الكريات المتناثرة مع القمة نقطة التأثير الفعلية. يوضح الشكلان 2 أ و 2 ب كيفية ترحيل الأهداف المحددة لتجميع الإشارة من نقطة الأصل. تعتبر سرعة التربة مكونًا مهمًا لإجراء هذه العملية بشكل فعال. لا يتم الحصول على جمال البيانات التي تم ترحيلها بشكل صحيح كأفضل نتيجة إلا بالسرعة الأكثر دقة ، والتي تحدث للحصول على أعماق أكثر دقة للمرافق والأشياء الأخرى المحددة في حجم البيانات.
تذكر ، باستخدام مصفوفة GPR ، تكون البيانات عبارة عن وحدة تخزين ثلاثية الأبعاد ، لذا إذا قمنا بترحيل / تجميع كل الإشارات مرة أخرى إلى حيث أتت في مساحة ثلاثية الأبعاد عبر مساحات متعددة من المصفوفة أسفل الشارع ، تكون "صورة" الأداة الفعلية أو ميزة أخرى يتحقق (الشكل 3). بالطبع ، هذه ليست صورة بمعنى الصورة ، ولكن يمكن للمرء أن يفترض بدرجة عالية من اليقين أن هذه الميزة مفيدة. لا يتعين على المرء أن يكون جيوفيزيائيًا لإصدار حكم احترافي فيما إذا كانت الصورة مفيدة. درجة عدم اليقين لإصدار هذا الحكم منخفضة للغاية.
برنامج معالجة صفيف GPR هو مفتاح القيمة
من الواضح أن مصفوفة GPR يمكنها تقديم صور متسقة ومعقولة للمرافق من إجراءات المعالجة التي تم اختبارها بمرور الوقت في ظروف التربة المواتية وهندسة يمكن اكتشافها مع تكرار النظام. حتى في التربة الهامشية أو الفقيرة ، تخلق هذه الإجراءات الروتينية صورًا لميزات الخندق ، على الرغم من أن الاكتشاف المباشر الفعلي للمرافق قد لا يتحقق. ومع ذلك ، فإن درجة عدم اليقين من وجود الأداة أو عدم وجودها في ذلك الموقع تتضاءل إلى حد كبير.
حتى وقت قريب ، تضمنت أعلى درجة من عدم اليقين لاستخدام المصفوفات ثلاثية الأبعاد كيفية ومدة معالجة البيانات بسبب تعقيد البرنامج. لا يختلف فهم كيفية تأثير ظروف التربة على أداء صفيف GPR تمامًا عن نجاح التعيين باستخدام نظام 3D الخاص بك ، وبالتالي يمكن بسهولة إدارة مستوى عدم اليقين من خلال عمليات الفحص بالاختبار أو المعرفة من العمل في المنطقة مسبقًا. كما ذكرنا حتى الآن ، فإن عدم اليقين الحقيقي يتمثل في كيفية تأثير جمع هذه البيانات الإضافية على التكلفة والقيمة الإجمالية للمعلومات الإضافية الخاصة بالمشروع.
أثبتت التجربة مع المصفوفات أن المكون الأعلى تكلفة في مسح مصفوفة 3D GPR ليس جمع البيانات الميدانية. تستطيع المصفوفات اليوم مسح ما يصل إلى حدود السرعة المنشورة باستخدام أنظمة RTK GPS والسماح بجمع أميال من البيانات في أجزاء من الساعة وإلغاء الحاجة إلى التحكم في حركة المرور في معظم الحالات ، مما يقلل التكاليف بشكل أكبر. حتى وقت قريب ، يمكن أن تكون معالجة مصفوفة 3D GPR بسهولة نصف التكلفة الإضافية لتنفيذ المصفوفة ثلاثية الأبعاد نفسها بسبب هذه الأنظمة الجديدة عالية السرعة.
ينتج عن جمع البيانات السريع والفعال هذا حجمًا كبيرًا من البيانات التي تسمح عند معالجتها باستخراج وتعيين العديد من المرافق الجوفية وميزات المرافق مثل الخزائن وخطوط الخنادق والصمامات المدفونة وفتحات التفتيش. مقدار الجهد المبذول للوصول إلى خط النهاية حتى وقت قريب تمت ترجمته إلى ما يقرب من 6-10 أضعاف وقت جمع البيانات الميدانية. يميل السعر القابل للفوترة لشخص كبير يتمتع بالمعرفة والمهارة لأداء هذه العمليات إلى أن يكون في الطرف الأعلى من نطاق الشركة ، وبالتالي تزداد التكلفة بشكل كبير وقد يكون من الصعب ترجمة القيمة الحقيقية أو المتصورة للعميل.
تم تمييز أحد العوامل في الوقت المستغرق في معالجة البيانات بواسطة برنامج مصمم خصيصًا للجيوفيزيائيين الذين اعتادوا على البرامج التي تتطلب معرفة عميقة بمعالجة الإشارات. لم تهتم هذه البرامج بتبسيط سير العمل والأتمتة حيثما كان ذلك ممكنًا دون المساس بجودة المخرجات. يتبع هذا تمامًا الاتجاه السائد في 2D GPR من الأنظمة باهظة الثمن ذات واجهات المستخدم المعقدة للغاية والأجهزة المرهقة غير المناسبة لجمع البيانات بكفاءة في الشوارع وممرات المرافق التي تحملها المستخدمون الأوائل لصناعة SUE. أدت التطورات الحديثة في برامج المعالجة اللاحقة GPR إلى تقليل وقت المعالجة بنسبة تصل إلى 50 بالمائة! كما هو الحال مع أي تقنية ، سيستمر هذا في الاتجاه الهبوطي ولكن في الوقت الحالي يعد هذا بالتأكيد قفزة نوعية.
إن نضج وصقل برنامج المعالجة ثلاثية الأبعاد لمصفوفات GPR يقلل بشكل أساسي من عدم اليقين في قيمة مصفوفات 3D GPR عن طريق تقليل التكلفة الإجمالية للبعد الإضافي. هذا أمر مؤكد لإرضاء المتخصصين في SUE وعملائهم.
تم نشر هذه المقالة في الأصل دب-برو خريف 2020
