基于探地雷达的典型喀斯特坡地土层厚度估测

来源：土壤学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：王 升,陈洪松,聂云鹏,付智勇,王克林

单位：王 升，中国科学院亚热带农业生态研究所；hjdx@foxmail.com,陈洪松，中国科学院亚热带农业生态研究所；hbchs@isa.ac.cn,聂云鹏，中国科学院亚热带农业生态研究所；nyp@isa.ac.cn,付智勇，中国科学院亚热带农业生态研究所；zyfu@isa.ac.cn,王克林，中国科学院亚热带农业生态研究所；kelin@isa.ac.cn,

摘要：土层厚度是坡地水文过程的一个重要控制因素。使用瑞典MALA公司生产的ProEx系统探地雷达，分别采用100和500 MHZ频率的天线对土层厚度进行探测，然后通过开挖探槽实测土层厚度，同时调查了影响探地雷达结果的因素——土石交界面处的基岩风化度，并建立了不同自变量下的线性回归模型和GEP模型，对探地雷达在喀斯特坡地土层厚度估测中的适用性进行了探讨。结果表明，喀斯特坡面土层浅薄且含有较多碎石，使用频率较高的天线可以提高探测精度；以100、500 MHZ频率天线的探测结果和基岩风化度这3个自变量的组合作为输入变量，较仅使用一种频率天线的探测结果为输入变量的模拟精度高；相同输入变量条件下，受限于实际探测情况，基于GEP算法建立的土层厚度模型较经典统计的线性回归模型预测精度的提升空间有限，因此采用线性回归模型即可，以100、500 MHZ频率天线的探测值和基岩风化度为自变量的线性模型的决定系数和均方根差分别能达到0.660和15.0 cm。

关键词：土层厚度;探地雷达;遗传算法;喀斯特

基金资助：国家重点基础研究发展计划（973计划）(2015CB452703)、国家自然科学基金项目（51379205,41301300）资助