Bildgebendes Verfahren zur Identifikation verborgener Objekte im Erdreich
Creators: name: Siebauer, Christian
Publisher: name: Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
Year: 2024
Subjects: subject: UXO
subject: GPR
subject: borehole gpr
subject: Bohrloch GPR
subject: Bodenradar
subject: Dewey Decimal Classification::600 | Technik

description: Im Verlauf des Zweiten Weltkrieges sind etwa 2,7 Millionen Tonnen an Bomben über Europa abgeworfen worden, wovon schätzungsweise 10 % beim Aufschlag nicht detonierten. Diese sogenannten Blindgänger sind noch heute im Erdboden zu finden und stellen ein Risiko für Leib und Leben, vor allem in der Bauindustrie, dar. Um dieser Gefahr entgegenzutreten, werden durch den Kampfmittelräumdienst jährlich regelmäßig Sondierungen und Bergungen dieser Gefahrgüter durchgeführt. Trotz einer Vielzahl verfügbarer und etablierter Sondierungsverfahren stellt die Identifizierung der im Erdreich befindlichen Objekte eine große Herausforderung dar, wodurch es zu unnötiger Bergung ungefährlichen Schrotts kommen kann. Ziel dieser Arbeit ist Methoden zu entwickeln, mit denen erst eine Lokalisierung und anschließend eine zusätzliche Identifizierung von Bodenobjekten durchgeführt werden kann. Diese Identifizierung, welche den Leitgedanken dieser Arbeit darstellt, geschieht auf Basis eines Bohrloch Bodenradars, wobei Laufzeit und Amplitude des Radarechos betrachtet werden und dadurch sowohl eine zweidimensionale als auch eine dreidimensionale Rekonstruktion des Objektes durchgeführt wird. Die Untersuchung erfolgt zunächst simulativ, wobei die Komplexität schrittweise auf ein verlustbehaftetes, inhomogenes Bodenmodell erhöht wird. Es zeigt sich, dass die erzeugte Rekonstruktion genutzt werden kann, um Lage, Form und Abmessungen des Objektes abzuschätzen. Somit lässt sich die Auswahl in Frage kommender Geometrien einzuschränken und die Identifizierung zu erleichtern. Die Erkenntnisse aus den Simulationen wurden anschließend durch eine Feldmessung mit einem Bohrlochradar Testfeld validiert. Mit Hilfe der gewonnenen Messdaten kann ebenfalls eine Rekonstruktion des im Testfeld vergrabenen Objektes erzeugt werden. Diese ähnelt in Qualität den Ergebnissen der Simulationen und bestätigt somit die Wirksamkeit der untersuchten Methoden.
description: During World War II, about 2.7 million tons of bombs were dropped on Europe, of which an estimated 10% did not detonate upon impact. These so-called unexploded ordnance (UXO) can still be found in the ground today and pose a life-threatening danger, especially in the construction industry. In order to counteract this risk, the bomb disposal service detect, recover and dispose these UXO several times every year. Despite a large number of available and established sensing methods, the identification of detected anamolies located in the ground represents a great challenge, which can lead to unnecessary salvage of non-hazardous scrap. The aim of this work is to develop methods for first localizing and then additionally identifying soil objects. This identification, which is the main objective of this work, is based on a borehole ground radar, whereby the travel time and amplitude of the radar echo are considered and thus both a two-dimensional and a threedimensional reconstruction of the object is performed. The investigation is initially carried with simulations, with the complexity being gradually increased to a lossy, inhomogeneous soil model. It turns out that the generated reconstruction can be used to estimate the position, shape and dimensions of the object and thus limit the selection of possible geometries and thus facilitate identification. The findings from the simulations are then validated by field measurements on a borehole radar test field. A reconstruction of the object buried in the test field can also be generated with the aid of the measurement data obtained. This is similar in quality to the results of the simulations and thus confirms the effectiveness of the examined methods.