SUE の専門職の基本的な核心は、不確実性の原理を完全に理解することです。 SUE の専門家は、認定された専門技術者、認定測量士、またはその他の資格のある専門家であっても、この原則を理解する必要があります。 これらの専門家は、それぞれの州の関連法令に基づいて活動し、公益事業の各セグメントが関連する品質の不確実性レベルによって表される判断を下して評価した上で、SUE 成果物に署名します。 最終図面に示されている各ユーティリティ セグメントには、ASCE 38-02 に基づいて QLD から QLA までの QL レベルが割り当てられます。 既存の地下施設データの収集と描写に関する標準ガイドライン.
採用されている地球物理学的手法は、QL B として不確実性スケールで XNUMX 位に位置していますが、真空またはその他の安全な掘削手段を介してその有用性を暴露することによってのみその地位を奪われています。 SUE の専門家なら誰でもわかるように、QLA でさえ、ユーティリティ セグメントが適切に識別されているという確実性の点で絶対的なものではありません。検出と暴露によって予期せぬ結果が生じることがあります。
地球物理学的手法における最近の進歩の XNUMX つは、大規模または非常に複雑な SUE 調査のための GPR アレイ システムです。 SUE などの確立された実践にまだ広く統合されていないテクノロジーへの合理的な新規参入者と同様に、価値を実証する必要があります。 これは、プロの SUE プロバイダーから、成果物の代金を支払うエンドクライアントまでを超えます。 メソッドを導入した確実性の程度が最終成果物に付加価値を与えることは、プロセス全体を通じて明らかである必要があります。 メリアム・ウェブスターによると、まさにその定義による確実性とは、 特に証拠に基づいて確実であるという性質または状態。 これらのプラットフォームをそれぞれのプロジェクトに統合した SUE の専門家と研究からの証拠は十分に説得力があるため、ASCE 38 とその今後の更新バージョンには、マルチチャネル/アレイ GPR などの 3D 描写および収集方法が含まれることになります。
知識は不確実性の軽減と密接に関係しています。 3 次元 GPR は SUE の専門分野で広く受け入れられ、理解されており、アレイの概念は一般に知られています。 しかし、XNUMXD イメージングというアイデアそのものが、日常の GPR 実践者にとっては飛躍的な進歩のように思えます。 それが単に量子的飛躍ではなく、むしろ自然な経過であるということ以上に確かなことはありません。
3D GPR アレイ処理の謎を解く
SUE に適用される地球物理学の世界では、フィールドの取得から最終的な 3D 成果物に至るまで、関連する専門用語に迷うことがあります。 高校で必須の物理の授業を楽しんでいなかった人にとって、「地球物理学」という言葉そのものが怖いのです。 GPR アレイは GPR システムであることを思い出してください。 公共事業の日常的な指定に使用されるデータとの違いは、2D システムでは複製できないデータ密度です。 これは、標準の 2D システムの場合のように単一ペアではなく、トゥルー アレイでは送信機と受信機の組み合わせを使用して GPR 信号で地面を飽和させるためです。 任意の配列内の個々のチャネルからのデータを見ると、典型的な 2D GPR プロファイルのように見えます。 （図1）
通常の 2D スキャンと 3D データの処理および表示の最も影響力のある差別化要因を選択するように求められた場合、それは信号の移行です。 印刷メディアでは移住の概念を視覚化するのは困難です。 ただし、これは、観察/記録された反射 GPR 信号を 3D レーダーグラム内の適切な位置に計算によって移動することに他なりません。 アレイには多くの受信機があるため、反射体 (つまり、ユーティリティ) からのエネルギーは一度に複数の受信機で記録されます。 反射点からの距離が異なる場合、到達時間も異なるため、単純なレーダーグラムでは、遠ざかるほどエネルギーは「より深く」表現されます。 散弾銃が下方の遠くの物体に向けて発砲し (自宅では試しないでください)、地面に十分な大きさの水平な紙のターゲットを置き、下の物体から跳ね返ったすべてのペレットを捕捉することを考えてください。 各ペレットが紙に突き刺さる時間を記録すると、高い角度で上向きに跳ね返ったペレットが最初に到着し、より低い角度で下向きのペレットが紙に衝突するのは、衝突点からさらに遠くなり、かなり遅くなります。 しかし実際は、紙に当たったすべてのペレットが同じ点から跳ね返ったということです。
これらのペレットを紙に捕捉し、跳ね返った地点まで戻す (移動する) と、オブジェクトの周囲にこれらのペレットをクラスター化することができます。 さあ、出来上がり！ 反射された GPR 信号を使用してこれを実行し、地下の点音源に関するこれらすべてをクラスター化します。
これはまさに、尾/脚が散在するペレットであるため、2D システムで毎日見る重要な双曲線 (有利な土壌、公共施設の場合は GPR トラバースに垂直) からのエネルギーを点に移動する方法です。頂点が実際の衝撃点になります。 図 2A および 2B は、選択されたターゲットがどのように移動して発信元からの信号をクラスター化するかを示しています。 この操作を効果的に実行するための重要な要素は土壌の速度です。 適切に移行されたデータの最良の結果としての美しさは、最も正確な速度でのみ得られます。これにより、データ ボリュームで指定されたユーティリティやその他のオブジェクトの最も正確な深さが得られます。
GPR アレイの場合、データは 3D ボリュームであるため、すべての信号を 3D 空間の元の場所に戻し、アレイの複数の帯にわたって実際のユーティリティまたはその他の機能の「イメージ」を取得することを思い出してください。が実現されます（図3）。 もちろん、これは写真という意味の画像ではありませんが、この機能はユーティリティであると高い確信度で推測できます。 画像が有用かどうかについて専門的な判断を下すのに地球物理学者である必要はありません。 この判断を下すための不確実性の程度は非常に低いです。
GPR アレイ処理ソフトウェアが価値の鍵となる
GPR アレイが、良好な土壌条件での実績ある処理ルーチンからのユーティリティと、システムの周波数で検出可能な形状の一貫した合理的な画像を提供できることは明らかです。 辺縁地や痩せた土壌でも、これらの同じルーチンによって溝の特徴の画像が作成されますが、実際の効用の直接検出は実現されない可能性があります。 ただし、その場所に公共施設が存在するかどうかの不確実性の程度は大幅に減少します。
最近まで、3D アレイの使用における最も高い不確実性は、ソフトウェアの複雑さにより、データがどのように、どのくらいの時間処理されるかに関係していました。 土壌条件が GPR アレイのパフォーマンスにどのような影響を与えるかを理解することは、2D システムで指定を成功させることとまったく異なるわけではありません。したがって、不確実性のレベルは、テスト スキャンや、以前にその地域で作業したことによる知識によって簡単に管理できます。 これまで述べたように、実際の不確実性は、これらの追加データの収集がプロジェクトのコストと追加情報の全体的な価値にどのような影響を与えるかということです。
アレイの経験から、3D GPR アレイ調査で最もコストがかかる要素はフィールド データ収集ではないことが証明されています。 現在のアレイは、RTK GPS システムを使用して、掲示されている制限速度まで調査することができ、数マイルのデータを数分の一時間で収集できるため、ほとんどの場合、交通規制の必要性がなくなり、コストがさらに削減されます。 最近まで、これらの新しい高速システムのおかげで、3D GPR アレイ処理は、3D アレイ自体を実装するための追加コストの半分で済みました。
この迅速かつ効率的なデータ収集により、大量のデータが作成され、処理すると、地下施設や地下施設、掘削溝、埋設バルブ、マンホールなどの施設の抽出と指定が可能になります。 最近までゴールラインに到達するまでに費やされた労力は、フィールド データ収集時間のおよそ 6 ～ 10 倍に相当します。 これらのプロセスを実行するための知識とスキルを備えた上級人材の請求可能料金は、会社の範囲の中で最も高額になる傾向があるため、コストが大幅に増加し、クライアントにとっての実際の価値または知覚価値を換算するのが難しい場合があります。
データの処理にかかる時間の要因の代表的なものは、信号処理に関する深い知識を必要とするソフトウェアに慣れている地球物理学者向けにカスタマイズされたソフトウェアでした。 これらのプログラムは、ワークフローの簡素化と、出力の品質を損なうことなく可能な場合の自動化にはほとんど注意を払っていませんでした。 これは、早期採用者が SUE 業界のために我慢してきた、過度に複雑なユーザー インターフェイスと街路や公共施設通路での効率的なデータ収集に適さない扱いにくいハードウェアを備えた非常に高価なシステムからの 2D GPR のトレンドを正確に追随しています。 GPR 後処理ソフトウェアの最近の進歩により、処理時間が最大 50 パーセント短縮されました。 他のテクノロジーと同様に、これは今後も減少傾向にありますが、現時点では確かに量子的飛躍です。
GPR アレイ用の 3D 処理ソフトウェアの成熟と改良により、追加次元の全体的なコストが削減され、3D GPR アレイの価値の不確実性が根本的に減少しています。 これは、SUE 専門家とそのクライアントに満足していただけることは間違いありません。
この記事は、 dp-PRO 2020年秋
