Geometryzacja form zjawisk krasowych na podstawie badań metodą georadarową

Rozpoznanie podłoża gruntowego na obszarach zagrożonych deformacją nieciągłą związaną z istnieniem pustek naturalnych i górniczych może być realizowane różnymi metodami geofizycznymi. Celem takich badań oprócz potwierdzenia istnienia pustek jest ustalenie ich przestrzennego zasięgu. Nie jest to zagadnienie proste bez względu na stosowaną metodę geofizyczną. Publikacja prezentuje ocenę możliwości geometryzacji form krasowych lokalizowanych metodą georadarową (GPR – ground penetrating radar) na przykładzie jaskini krasowej jako naturalnej pustki.

Obszar pozyskania danych położony jest na formacjach wapiennych z licznymi formami krasowymi. Obiekt badań to sala główna jaskini krasowej o wysokości do 3 metrów, zlokalizowana na głębokości od 3 do 7 metrów pod powierzchnią terenu. Takie usytuowanie i kształt struktury podpowierzchniowej umożliwiły wykonanie szerokiego zakresu badań. Ich oryginalne aspekty zostały przedstawione w publikacji.

Kształt sali zinwentaryzowano techniką naziemnego skanowania laserowego (TLS – terrestrial laser scanning). Dane georadarowe pozyskano anteną ekranowaną 250 MHz, z zastosowaniem bezpośredniego pozycjonowania przy użyciu tachymetru zrobotyzowanego z opcją automatycznego śledzenia celu. Tym samym dane georadarowe i geodezyjne pozyskano w jednolitym układzie współrzędnych.

W pracy omówiono dokładność danych pozyskanych zaproponowanym sposobem. Zaprezentowano autorski algorytm przetwarzania danych georadarowych do postaci chmury punktów, które umożliwiło konfrontację sygnału georadarowego obrazującego kształt sali jaskini w relacji do jej reprezentacji w postaci chmury z naziemnego skanowania laserowego.

Unikalne częścią pracy jest szeroko udokumentowane zagadnienie doboru procedur filtracyjnych i ich parametrów w optymalnym przetwarzaniu danych georadarowych, wychodzące poza standardowe procedury filtracji.

Znamiennym wkładem jest analiza, którą przeprowadzono na danych pozyskanych w terenie i na danych modelowych wygenerowanych z zastosowaniem metody różnic skończonych FDTD (finite differential time domain). Modelowanie przeprowadzono dla dwóch źródeł fali: eksplodująco-odbijającego oraz punktowego. Przedstawiona metodyka i konfrontacja między rzeczywistym kształtem jaskini, georadarowymi danymi terenowymi oraz danymi modelowymi umożliwiły zestawienie wielu wniosków związanych z oceną możliwości geometryzacji kształtu pustek podpowierzchniowych lokalizowanych georadarem.

Ortyl, Ł. (2019). ARTYKUŁY NAUKOWE Geometryzacja form zjawisk krasowych na podstawie badań metodą georadarową. Przegląd Geologiczny67(4), 252-269.