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透地雷達於樹木根系探測之訊號分析及標準化

  • 公告日期:111-01-17
作者
殷楷智、李弘恩、鄭舒婷
出版年份
2021
關鍵詞
透地雷達、非破壞性檢測、訊號分析、樹木根系
摘要

樹木根系的健全影響著樹木的健康與生長,然而,樹木根系大多位於地底,不易調查。為避免傳統破壞性檢測可能對樹木造成的傷害,非破壞性檢測之「透地雷達」為樹木根系或樹木健康檢測工具之另一種選擇。本研究透過砂坑試驗,建立透地雷達訊號分析之標準作業流程與參數設定,再將此方法應用於溪頭人造針葉林,以網格狀測線施作並做資料分析。研究建立之訊號分析流程如下:(1)地面校正,以初達波位置為深度0;(2)計算介質波速;(3)樹根回波圖判別;(4)軌跡平滑,以雙曲線波型之明顯亮暗帶像素數判斷移動窗格寬度,進行移動平均;(5)增益處理,隨著深度進行訊號放大;(6)移位處理,將分散之半雙曲線回波特徵轉換為點狀特徵;(7)計算訊號振幅變化,並將振幅變化標準化為0-99的區間; (8)振幅變化與樹根尺寸相關性分析;(9)閾值篩選與設定;(10)核密度估算,以空間中訊號之機率分布描繪地底形貌。結果顯示,此流程可以順利捕捉樹木根系訊號,且在溪頭人造林網格狀測線試驗中,可將地下部反射訊號轉換成類似樹根之連續分布樣態呈現。未來我們將透過小規模破壞性檢測,驗證訊號分析結果,為林木生理、森林經營等領域之研究提供正確的地下部根系資訊。