SUE专业的基本核心是对不确定性原理的完整理解。 SUE 专业人士，无论是持牌专业工程师、专业持牌测量师，还是其他合格的专业人士，都必须了解这一原则。 这些专业人员根据各自州的相关法规开展业务，并在评估公用事业的每个部分后签署 SUE 可交付成果，他们判断是否由相关的不确定性质量水平所代表。 根据 ASCE 38-02 为最终图纸上描绘的每个公用事业部分分配了一个从 QLD 到 QLA 的 QL 级别 收集和描述现有地下公用设施数据的标准指南.
所采用的地球物理方法在不确定性尺度中排名第二，为 QL B，仅通过真空或其他安全挖掘方式暴露公用设施而被篡夺。 就确定性而言，即使是 QLA 也不能代表公用事业部门被正确识别，因为任何 SUE 专业人员都可以告诉您检测和暴露有时会产生意想不到的结果！
地球物理方法的最新进展之一涉及用于大规模或高度复杂的 SUE 调查的 GPR 阵列系统。 与尚未普遍融入 SUE 等既定实践的任何相当新的技术进入者一样，必须证明其价值。 这超越了从专业 SUE 提供商到为交付物付费的最终客户。 部署该方法的确定性程度必须在整个过程中为最终交付物增加价值。 根据 Merriam-Webster 的定义，确定性是 确定的质量或状态，尤其是在证据的基础上。 来自 SUE 专业人士和将这些平台集成到各自项目中的研究的证据足以令人信服，以至于 ASCE 38 及其即将推出的更新版本将包括 3D 描绘和收集方法，例如多通道/阵列 GPR。
知识与减少不确定性密不可分。 二维 GPR 在 SUE 专业中被普遍接受和理解，并且阵列的概念是众所周知的。 然而，对于日常 GPR 从业者来说，3D 成像的想法似乎是一个巨大的飞跃。 没有什么比这不是一个质的飞跃而是一个自然的进步更确定的了。
揭开 3D GPR 阵列处理的神秘面纱
在应用于 SUE 的地球物理学领域中，人们可能会迷失在从现场采集到最终 3D 交付物所涉及的技术术语中。 对于那些可能不喜欢在高中强制上物理课的人来说，“地球物理学”这个词是可怕的！ 请记住，GPR 阵列是 GPR 系统。 与日常指定公用事业所使用的不同之处在于无法用 2D 系统复制的数据密度。 这是因为真正的阵列使用发射器和接收器的组合来用 GPR 信号使地面饱和，而不是像标准 2D 系统那样使用单对。 如果查看任何阵列中单个通道的数据，它看起来就像任何典型的 2D GPR 配置文件。 （图1）
如果有人被要求从处理和查看普通 2D 扫描与 3D 数据中选择最有影响力的区别，那就是信号迁移。 在印刷媒体中很难想象迁移的概念； 然而，它只不过是通过计算将观察到/记录的反射 GPR 信号移动到 3D 雷达图中的适当位置。 由于该阵列具有许多接收器，因此来自反射器（即，公用事业）的能量一次记录在多个接收器上。 如果它们与反射点的距离不同，到达的时间就会不同，因此在简单的雷达图中，距离越远，能量就越“深”。 想象一下霰弹枪向下方和远离您的物体射击（请不要在家里尝试这个），并且在地面上有一个足够大的水平纸靶以捕获从下方物体弹射的所有弹丸。 如果您记录每个弹丸刺穿纸张的时间，那些以高角度向上弹跳的弹丸将首先到达，而那些以较低角度和向下弹丸弹射的弹丸将在距离撞击点更远的地方击中纸张，并且要晚得多。 但事实是，所有击中纸张的弹丸都从同一个点弹开。
如果我们在纸上捕获这些颗粒并将它们移回（迁移）到它们弹跳的点，我们可以将它们聚集在物体周围。 好吧，瞧！ 我们用反射的 GPR 信号来做这件事，并将所有这些都集中在地下的点源上。
这正是我们如何将能量从您每天使用 2D 系统看到的那些重要双曲线（在有利的土壤中，在公用设施的情况下，垂直于 GPR 遍历）迁移到一个点，因为尾巴/腿是分散的颗粒与顶点的实际影响点。 图 2A 和 2B 显示了如何迁移选定的目标以从源点对信号进行聚类。 有效执行此操作的一个重要组成部分是土壤的速度。 只有以最准确的速度才能获得正确迁移的数据作为最佳结果的美丽，这恰好为数据量中指定的公用事业和其他对象产生最准确的深度。
请记住，对于 GPR 阵列，数据是一个 3D 体积，因此，如果我们将所有信号迁移/群集回它在 3D 空间中跨越街道上的多个阵列的位置，则实际实用程序或其他功能的“图像”实现（图3）。 当然，这不是照片意义上的图像，但可以高度肯定地假设此功能是一种实用程序。 不必是地球物理学家就可以对图像是否是实用工具做出专业判断。 做出这种判断的不确定程度很低。
GPR 阵列处理软件是实现价值的关键
很明显，GPR 阵列可以通过在有利的土壤条件下经过时间检验的处理程序提供公用设施的一致合理图像，以及可通过系统频率检测的几何形状。 即使在边缘或贫瘠的土壤中，这些相同的程序也会创建沟槽特征的图像，尽管可能无法实现对公用设施的实际直接检测。 但是，该位置是否存在公用事业的不确定性大大降低。
直到最近，由于软件的复杂性，使用 3D 阵列的最大不确定性涉及数据的处理方式和处理时间。 了解土壤条件如何影响 GPR 阵列性能与成功指定 2D 系统并没有完全不同，因此可以通过测试扫描或之前在该区域工作的知识轻松管理不确定性水平。 如前所述，真正的不确定性是这些附加数据的收集如何影响项目附加信息的成本和总体价值。
阵列的经验证明，3D GPR 阵列勘测成本最高的部分不是现场数据收集。 今天的阵列可以使用 RTK GPS 系统测量发布的速度限制，并允许在几分之一小时内收集数英里的数据，并且在大多数情况下消除了对交通控制的需求，从而进一步降低了成本。 直到最近，由于这些新的高速系统，3D GPR 阵列处理很容易成为实施 3D 阵列本身的额外成本的一半。
这种快速高效的数据收集创建了大量数据，在处理这些数据后，可以提取和指定众多地下设施和设施特征，例如拱顶、沟渠、地下阀门和检修孔。 直到最近，为到达终点线所花费的精力大约是现场数据收集时间的 6-10 倍。 具有执行这些流程的知识和技能的高级人员的收费率往往处于公司频谱的较高端，因此成本大幅增加，客户的实际或感知价值可能难以转化。
处理数据所花费时间的一个因素是为地球物理学家量身定制的软件，他们习惯于需要深入了解信号处理的软件。 这些程序很少关注简化工作流程和在不影响质量输出的情况下尽可能实现自动化。 这完全符合 2D GPR 的趋势，即非常昂贵的系统具有过于复杂的用户界面和笨重的硬件，不适合在街道和公用设施走廊中进行有效的数据收集，而早期采用者为 SUE 行业所忍受的。 GPR 后处理软件的最新进展将处理时间缩短了 50%！ 与任何技术一样，这将继续呈下降趋势，但就目前而言，这无疑是一个巨大的飞跃。
探地雷达阵列3D处理软件的成熟和完善，通过降低额外维度的总体成本，从根本上降低了3D探地雷达阵列价值的不确定性。 这肯定会取悦 SUE 专业人士及其客户。
这篇文章最初发表于 dp-PRO 秋季 2020
