تعیین پارامتر های هندسی اهداف استوانه ای پنهان در تصاویر ‏GPR‏ با استفاده از الگوریتم ‏بهینه سازی تجمع ذرات ‏‎(PSO)‎

روش ژئوفیزیکی رادار نفوذی به زمین ‏‎(GPR)‎‏ با ارسال امواج الکترومغناطیسی در محدوده فرکانسی یک مگاهرتز تا بیش از یک ‏گیگاهرتز به درون زمین و دریافت امواج بازتابی اهداف مدفون، قادر‎ ‎به‎ ‎آشکارسازی‎ ‎و‎ ‎شناسایی‎ ‎اهداف به ویژه استوانه های مدفون‎ ‎در ‏اعماق‎ ‎کم، بدون ایجاد شکستگی و تخریب در محیط‎ ‎می باشد‎.‎‏ در پژوهش حاضر از این روش برای شناسایی پارامترهای هندسی عمق ‏دفن و شعاع اهداف استوانه ای مدفون، از طریق روابط ریاضی موجود بین این پارامترها و پارامترهای هذلولی پاسخ ‏GPR، به کمک ‏الگوریتم بهینه سازی تجمع ذرات (‏PSO‏) استفاده شده است. برای این منظور ابتدا مدلسازی پیشرو داده های ‏GPR‏ با استفاده از روش ‏تفاضل محدود‎ ‎دوبعدی حوزه‎ ‎زمان (‏FDTD‏) به کمک نرم افزار ‏GPRMAX‏ برای تعداد زیادی از مدل های مصنوعی متناظر با اهداف ‏متداول در کاربردهای ژئوتکنیکی و شناسایی ساختارها و تاسیسات زیرسطحی استوانه ای انجام شد. در این پژوهش همچنین برداشت-‏های میدانی متعددی در محوطه دانشگاه صنعتی اصفهان بر روی اهداف استوانه‎ ‎ای شکل مدفون از پیش شناخته شده، انجام شد و پاسخ ‏GPR‏ آن‎ ‎ها بعد از اعمال توالی‎ ‎های پردازشی مختلف، مورد بررسی قرار گرفت. به منظور استخراج پارامترهای هندسی اهداف استوانه ای ‏مدفون در مدل های مصنوعی و برداشت های واقعی، از الگوریتم ‏PSO‏ در محیط نرم افزار ‏MATLAB‏ استفاده شد. عملکرد الگوریتم برای ‏تعداد 7 مدل مصنوعی تولید شده شامل اهداف استوانه ای با جنس ها، شعاع ها و عمق دفن های مختلف و نیز نگاشت های راداری واقعی ‏GPR‏ پروفیل های برداشت شده در محوطه دانشگاه صنعتی اصفهان، مورد آزمایش و ارزیابی قرار گرفت که برای مدل های مصنوعی ‏نتایج مطلوب و در مورد تصاویر واقعی، نتایج قابل قبولی حاصل نمود.‏