Application of the Wigner-Ville distribution to interpret ground-penetrating radar anomalies

摘要

Time- frequency analysis, based on signal spectral analysis decomposition, is performed by the Wigner-Ville distribution (WVD) for Ground Penetrating Radar (GPR) data. The cross correlation between the original signal and the time-frequency components is obtained to get the structural anomalies available in the information provided by the GPR, related to the geology. We describe the application to a theoretical example representing a tunnel (pipe). Corresponding signatures are obtained in the time-frequency domain. An actual application at a test site is presented, where a drum of known geometry has been buried. This is a special test site at the National Autonomous University of Mexico, Magnetic Observatory at Teoloyucan, State of Mexico. Depth and dimensions are well controlled, and the results are encouraging, since the WVD is capable to define morphological features related to the drum and opens the possibility to locate these structures.%Con base en la Distribución de Wigner-Ville (WVD) se realizó un análisis en tiempo y frecuencia de datos obtenidos con el Radar de Penetración Terrestre (GPR), basado en el estudio de la descomposición de la señal espectral. Se calcula una correlación entre la señal original y las componentes de tiempo-frecuencia para obtener anomalías estructurales de la información contenida en el radargrama relacionándola con la geología disponible. En primer lugar se describe la aplicación de un ejemplo teórico constituido por lo que representaría un túnel (tubería). Se obtuvieron las firmas correspondientes en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. Finalmente se analiza esta metodología en un sitio de prueba en la detección de un tambo enterrado donde son conocidas la geometría y su profundidad. Este especial sitio fue facilitado por la Universidad Nacional Autónoma de México, en los terrenos del Observatorio Magnético de Teoloyucan, Estado de México. Los resultados obtenidos son bastante alentadores, ya que la WVD es capaz de definir los rasgos morfológicos relacionados con el tambo y abre la posibilidad de localizar este tipo de estructuras.