无需开挖！即可监测树根分布及走向

引  言

——————————————

若您正筹备对某段道路实施开挖作业，为避免在施工过程中不慎挖到树根、破坏周边植物；或是灾后需对一些树木开展根系状况检查，以防止因结构不稳而危及路人安全；又或者需要对重要植物、历史文物进行健康状况探测，那么对它们的根系进行检测就显得尤为关键。

本次案例主要对两个区域的多棵树木开展检测，以了解地下树根分布及走向，摸清地下环境。

挑  战

——————————————

Proceq GS8000是一款单通道地下成像探地雷达系统，采用步进频率连续波（SFCW）技术，大幅提升了信噪比和动态范围。设备将电子元件集成在四轮手推车上，后轮配备两个编码器，可安装两块可替换电池，支持全天不间断数据采集。

值得一提的是，该系统搭配GNSS接收器MA8000，能实现厘米级实时精准定位，让每一组数据都有明确的空间坐标。

在第一个检测区域，工作人员推动GS8000围绕树木沿直径递减的同心圆轨迹移动。通过与GS8000无线连接的平板，使用GS应用程序实时收集可视化探地雷达数据。

② 多通道探地雷达：Proceq GS9000

Proceq GS9000是一款可互换阵列模块的多通道探地雷达（MCGPR）。多通道技术能在各个方向提供足够的轨迹密度，搭配高精度定位系统，可生成高分辨率、易解读的浅层地下水平切片图像，清晰呈现曲线和点状目标。其通道数量最多可达50个，通道间距仅2.5厘米，准确的数据质量能轻松捕捉到树根等细节信息。

在第二个检测区域，工作人员推动GS9000沿一段较长的道路移动，通过平板实时查看全分辨率3D成像数据，成功识别出地下树根的分布情况。

检测结果与数据处理

——————————————

两款探地雷达的数据都可直接在现场使用平板完成后处理，也可稍后返回办公室使用GPR Insights后处理软件完成。借助其自动处理功能和云计算能力，仅需几分钟就能自动生成处理后的2D雷达图和3D切片视图，大幅提升分析效率。

由于GS8000的数据采集配备了厘米级精度的GNSS，深度切片结果可叠加在卫星地图上，能直观了解测量范围内树根系统的分布情况。只需双击任意位置，就能查看该位置实际深度的树根结构，定位精准又便捷。

为了对单通道GPR数据进行更深入的分析，研究人员还使用GPR-Slice软件对GS8000采集的数据进行高级3D处理和可视化。处理后得到一个3D柱状数据集，中间的空洞代表树干，通过对数据进行切片和网格化处理，生成40个剖面。借助这些数据，能轻松确定树根的准确位置和异常情况。例如，3D图像清晰显示某棵树的树根大量分布在一侧，深度从约12厘米延伸至60厘米，这种分布状态并不理想（可能影响树木稳定性）。

单棵树木在GPR-SLICE中的2D结果

（深度/时间切片视图，平行于地面的横截面）

GPR-SLICE中的3D结果

（橙色3D区域为高反射振幅区域，代表树根结构）

两棵树木周围的GNSS定位投影在地图上的效果

（绿色表示GNSS校正状态佳，黄色表示校正状态一般）

————————————————————————————

而GS9000的多通道数据则呈现了不同的场景，成功检测出道路沿线的树根。借助GPR Insights软件中易用的滤波功能，还能通过多种方式突出显示树根，让分析更有针对性。

道路沿线树根的迁移视图

和非迁移视图

结  论

——————————————

研究证明，Proceq GS8000和GS9000两款探地雷达系统都是检测树根理想的可靠无损方法。速度快，对操作人员安全，且不会损伤树根和土壤环境；若有需要，还可频繁重复检测，实现对树根的长期密切监测。

本次研究还得出一个重要结论：将精准定位系统与高密度探地雷达数据相结合，是绘制复杂树根结构的关键。