Effect of geo-radar signal processing method on the degree of reflection of soil cohesion

• Autorzy: Kiełbasa Paweł , Pysz Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.02.19

Warianty tytułu

PL

Wpływ metod przetwarzania sygnału geordarowego na stopień odzwierciedlenia zwięzłości gleby

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the study was to determine the extent to which the processed GPR signal matched the compactness characteristics of the soil profile determined by penetrometer using different signal processing methods. The scope of the study included an area of about 300 hectares where 100 soundings were made with a cone penetrometer and geo-radar measurements were made in 10-meter sections at the sites where the aforementioned soundings were made. Penetrometric surveys were performed with an Eijkelkamp penetrologger, while geo-radar surveys were performed with a Horn 2000 MHz shielded antenna with a sampling frequency of 400 KHz and a scanning rate of more than 850 scans/sec. The existing processing capabilities of the GPR signal make it possible to interpret its results with an error of 20% in relation to penetrometric methods recognized as benchmarks.

PL

Celem badań było określenie stopnia dopasowania przetworzonego sygnału georadarowego do charakterystyki zwięzłości profilu glebowego określonego penetrometrem przy wykorzystaniu różnych metod przetwarzania sygnału. Zakresem badań objęto powierzchnię ok. 300 ha gdzie wykonano 100 sondowań penetrometrem stozkowym oraz wykonano pomiary georadarowe na odcinkach 10 m w miejscach, gdzie dokonano w/w sondowań. Badania penertometryczne wykonano penetrologger Eijkelkamp, natomiast georadarowe antena ekranowaną Horn 2000 MHz o częstotliwości próbkowania 400 KHz i tempie skanowania powyżej 850 skanów/sek. Istniejące możliwości przetworzenia sygnału georadarowego pozwalają interpretować jego wyniki z błędem wynoszącym 20% w stosunku do metod penetrometrycznych uznanych jako wzorcowe

Słowa kluczowe

EN

GPR; soil; electromagnetic wave

PL

georadar; gleba; fala elektromagnetyczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 2
• Strony: 76--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa Paweł

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0003-0249-8626

autor

Pysz Paweł

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

• https://orcid.org/0000-0001-7083-1078

Bibliografia

• [1] Akinsunmade A Tomecka-Suchoń S Pysz P Karczewski J Juliszewski T Zagorda M Kiełbasa P. 2020. The use of conductometric and GPR methods to identify the extent of upper range compaction. Przegląd Elektrotechniczny. R. 96 NR 2/2020. S. 137-141.
• [2] Juliszewski T Kiełbasa P Zagorda M Tomecka S Karczewski J Akinsunmade A 2019. The comparison of the results of the examination of cultivated soil thickening by means of penetration and georadar methods. Przegląd Elektrotechniczny, R. 95 NR 1/2019, s. 12-16
• [3] Akinsunmade A Tomecka-Suchoń S Pysz P Karczewski J Juliszewski T Zagorda M Kiełbasa P. 2019. Assessment of mental load of an employee who operate a computer program supporting the didactic process. Applications of Electromagnetics in Modern Engineering and Medicine, PTZE 2019 8781724, pp. 9-12.
• [4] Kiełbasa P., Zagórda M., Juliszewski T., Akinsunmade A., Tomecka S., Karczewski J., Pysz P. 2021. Assessment of the possibility of using GPR to determine the working resistance force of tools for subsoil reclamation. Journal of Physics: Conference Series 1782 012013. PTZE2020.
• [5] Szczęsny, A.; Korzeniewska, E. Selection of the Method for the Earthing Resistance Measurement. Prz. Elektrotechniczny 2018, 94, 178–181
• [6] Doolittle J.A., Collins M. E. 1995. Use of soil information to determine application of ground penetrating radar. Journal of Applied Geophysics 33, 101-108.
• [7] Doolitle J.A., Minzenmayer F.E., Waltman S.W., Benham E.C., Tuttle J.W., Peaslee S.D. 2007. Ground-penetrating radar soil suitability map of the conterminous United States. Geoderma 141, 416-421.
• [8] De Benedetto D., Castrignanò A,. Sollitto D,. Modugno F., Buttafuoco G., Papa G. 2012. Integrating geophysical and geostatistical techniques to map the spatial variation of clay. Geoderma 171-172, 53-63.
• [9] King J.A., Dampney P.M.R., Lark R.M., Wheeler H.C., Bradley R.I., Mayr T., Russil N. 2003. Eval-uation of non-intrusive sensors for measuring soil physical properties. HGCA Project Report No. 302, ss.82.
• [10] Petersen H., Fleige H., Rabbel W., Horn R. 2005. Applicability of geophysical prospecting methods for mapping of soil compaction and variability of soil texture on farm land. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 168 (1), 68-79.
• [11] Freeland, R. S.; Sorochan, J. C.; Goddard, M. J.; McElroy, J. S. 2008. Using ground-penetrating radar to evaluate soil compaction of athletic turfgrass fields. Applied Engineering in Agriculture 24, 4, 509-514.
• [12] Jakliński L. 2006. Model propagacji nacisków uwzględniający podeszwę płużną. Problemy Eksploatacji 3, 165-172.
• [13] Thomasson J.A., Sui R., Cox M.S., Al-Rajehy A. 2001. Soil reflectance sensing for determining soil properties in precision agriculture. Transactions of the ASAE 44, 6, 1445-1453.