Criteria for identification of the form and functional properties of the soil profile in georadiolocated studies by using georadar “Loza-B”

The valuable criteria for identification of the soil profile form and its some functional properties are considered as determined by interpretation of radarograms in the course of georadiolocated profiling of different territories using the geophysical device “Loza-B”. Apart from a standard set of procedures for digital processing of radarograms and constructing a temporary profile of changes in the reflected impulse amplitude along the direction of its sounding and transformation with depth, it is suggested to use the information on changing the dynamic characteristics of the wave field in homogenous media. This information involves the data about splash of the wave field, determination of diffraction points (synphasic axes) corresponding to horizons and objects under study, calculation of the frequency characteristics for distribution of reflected signals in the soil profile. A simple homogenous layer has a periodical sequence of picks in the amplitude spectrum within the depth of this layer. Changes in the thickness of the soil horizon are calculated by analyzing the local values of amplitude maximum of reflected impulses in the radarogram. The procedure of soil verification based upon the comparison of real soil profiles with standard ones within the framework of a definite classifier is conducted by statistic methods for calculating the polynomial functions of trend values of the signal amplitude according to its duration. The statistical processing includes calculation of average values, standard deviations and the distribution frequency of signal amplitude connected with the layer thickness and the amount of signal oscillations. The indices of Furie’s spectral transformation (frequency, period, spectral density) along with trend characteristics of polynomial modulations are considered as the major criteria for the two-staged identification of soils. In spite of attractive pattern of Furie’s spectral transformation the calculation of trend models should be testified by data obtained for soil profiles in field.

амплитуда отраженного импульса, георадар, идентификация, почвы, радарограмма, спектральная плотность, тренд, amplitude of reflected impulse, georadar, identification, soil, radarogram, spectral density, trend

1. Белобров В.П., Айдиев А.Я., Воронин А.Я., Куленкамп А.Ю. Оценка неоднородности почвенного покрова при полевом опыте по минимизации обработок // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия. Курск, 2013. С. 14-18.

2. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Интерпретация данных георадиолокационных наблюдений // Разведка и охрана недр. 2001. № 3. С. 11-14.

3. Воронин А.Я., Пягай Э.Т., Белобров В.П., Айдиев А.Я., Куленкамп А.Ю. Георадарный метод изучения почвенного покрова (на примере типичных черноземов) // Агроэкологические проблемы почвоведения и земледелия. Курск, 2013. С. 33-38.

4. Денисов Р.Р., Капустин В.В. Обработка георадарных данных в автоматическом режиме // Геофизика. 2010. № 4. С. 76-80.

5. Дмитриев Е.А., Самсонова В.П., Рожков В.А. Об использовании теории случайных функций при изучении почвенного покрова // Вестник Моск. ун-та. Сер. Биология, почвоведение. 1974. № 3. С. 43-53.

6. Золотая Л.А., Калищева М.В., Хмелевской В.К. Возможности геофизических методов при изучении состава и структуры почвенного покрова // Разведка и охрана недр. 2004. № 5. С.47-50

7. Калинкевич А.А., Крылова М.С., Масюк В.М, Марчук В.Н. Использование георадара для исследования неоднородностей верхнего слоя почвы хвойного леса // Радиотехника. 2009. № 3.

8. Калинкевич А.А., Кутуза Б.Г., Крылова М.С. и др. Об опыте использования георадарных данных для интерпретации РЛИ, получаемых с помощью ИМАРК // Тр. 2-й Междунар. конф. “Акустооптичекие и радиолокационные методы измерений и обработки информации”. Суздаль, 2007. С. 9-16.

9. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 223 с.

10. Копейкин, В.В. Распространение электромагнитных импульсов в подземной среде: (электронный документ). (http://www.geo-radar.ru/articles/articles.php). 2012.

11. Любушкин А.А. Анализ данных систем геофизического и экологического мониторинга. М.: Наука, 2007. 228 с.

12. Методические рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций. Министерство транспорта Российской Федерации. М.: Росавтодор, 2003.

13. Подповерхностное зондирование с помощью геофизического комплекса “ЛОЗА”, “ЛОЗА-М” (поиск протяженных подземных сооружений) (методические рекомендации). М.: ВНИИЛМИ, 2012. 16 с.

14. Пягай Э.Т., Белобров В.П., Молчанов Э.Н., Сео Мунг Чул, Сон Йон Куи. Использование георадара в почвенных исследованиях // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2009. Вып. 64. С. 34-40.

15. Пягай Э.Т., Ильин Л.И., Морозов П.А. Мониторинг и прогноз агроэкологического состояния земель. М., 2013. 297 с.

16. Резников А.Е., Копейкин В.В., Морозов П.А., Щекотов А.Ю. Разработка аппаратуры, методов обработки данных для электромагнитного подповерхностного зондирования и опыт их применения // Успехи физических наук. 2000. № 5. С. 565-568.

17. Старовойтов А.В. Интерпретация георадиолокационных данных. М., 2008. 192 с.

18. Янковский К.П. Оценка диагностических возможностей систем георадарного зондирования природных и природно-антропогенных объектов. Автореф. … дис.. канд. тех. наук. М., 2005.

19. Fisher M. Ground-penetrating radar used to uncover misteries beneath our feet // Soil Horizons. 2013. Vol. 54. No. 6. P. 54.