基于FDTD的探地雷达三维逆时偏移成像

摘要

探地雷达(GPR)二维逆时偏移算法在处理实际三维雷达资料时,难以实现绕射波的准确归位和能量的完全收敛,严重制约着地下三维目标体的成像精度.本文提出了一种基于时域有限差分法(FDTD)的GPR三维逆时偏移算法,其中基于单轴各向异性完全匹配层(UPML)的GPR三维FDTD算法用于计算三维电磁波场的正向和逆时延拓;基于爆炸反射面原理的零时刻成像条件用于获取三维GPR叠后逆时偏移成像剖面;拉普拉斯滤波用于压制低频噪声.将该算法应用于一个长方体空洞模型的三维正演数据中,通过对比逆时偏移前、后的雷达剖面和速度模型可知:GPR三维逆时偏移算法能使正演剖面中的反射波归位、绕射波收敛且逆时偏移剖面与对应的速度模型非常吻合,能够精确重构异常体的三维空间形态和内部结构信息,极大地提高了雷达剖面的分辨率.