Inversión de onda completa 2D en el dominio del tiempo para datos de radar de penetración terrestre

En esta tesis doctoral se presenta una metodología de inversión de onda completa para adquisiciones de offset-corto y un solo-canal. En este tipo de adquisiciones se tienen diferentes desafíos, pero sin lugar a duda la más importante de ellas es su falta de bajos números onda en el proceso de invers...

Full description

Autores:
Serrano Luna, Jheyston Omar
Tipo de recurso:
Doctoral thesis
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/9856
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9856
https://noesis.uis.edu.co
Palabra clave:
Inversión de onda completa
Radar de penetración terrestre
Unidades de procesamiento gráfico
Full Waveform Inversion
Ground Penetrating Radar
Graphics processing units
Rights
openAccess
License
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description En esta tesis doctoral se presenta una metodología de inversión de onda completa para adquisiciones de offset-corto y un solo-canal. En este tipo de adquisiciones se tienen diferentes desafíos, pero sin lugar a duda la más importante de ellas es su falta de bajos números onda en el proceso de inversión. Las adquisiciones de offset-corto y un solo canal son más sensibles al punto de partida comparadas con adquisiciones multi-offset. Se utiliza este tipo de adquisición ya que permite portabilidad en zonas de difícil acceso así como una rápida recolección de datos permitiendo reducir los tiempos de procesamiento y costos. En esta tesis doctoral se ha propuesto una función de costo alternativa para compensar la diferencia de amplitud entre el dato recolectado y el dato modelado de forma automática. Tres restricciones son utilizadas en la función de costo, las cuales son: Gaussian , variación total y variación total modificada. Tanto los regularizadores como la función de costo alternativa han sido evaluadas en datos sintéticos y recolectados. Los regularizadores permiten converger a modelos más suaves que mantienen las principales estructuras y son más estables en escenarios ruidosos. Usando la regularización Gaussian se logra reducir el ruido incoherente en los datos cuando se aplica en la dirección de los scans. El software libre gprMax junto con la medición de campo y la técnica de optimización global permiten obtener los parámetros internos de la antena así como sus patrones de radiación. Finalmente, el patrón de radiación se tiene en cuenta en la propagación de un frente de onda bidimensional y se incluye en el proceso de inversión para datos sintéticos.
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En este tipo de adquisiciones se tienen diferentes desafíos, pero sin lugar a duda la más importante de ellas es su falta de bajos números onda en el proceso de inversión. Las adquisiciones de offset-corto y un solo canal son más sensibles al punto de partida comparadas con adquisiciones multi-offset. Se utiliza este tipo de adquisición ya que permite portabilidad en zonas de difícil acceso así como una rápida recolección de datos permitiendo reducir los tiempos de procesamiento y costos. En esta tesis doctoral se ha propuesto una función de costo alternativa para compensar la diferencia de amplitud entre el dato recolectado y el dato modelado de forma automática. Tres restricciones son utilizadas en la función de costo, las cuales son: Gaussian , variación total y variación total modificada. Tanto los regularizadores como la función de costo alternativa han sido evaluadas en datos sintéticos y recolectados. 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Single-channel and short-offset acquisitions are more sensitive to the starting point compared to multi-offset acquisitions. This kind of acquisition is used since it allows portability in areas of difficult access, in addition to rapid data collection, reducing processing times and costs. An alternative cost function is proposed to compensate for the difference of amplitude between the collected and modeled data. Three constraints are used in the cost function: Gaussian, Total Variation, and Modified Total Variation. The regularizations and the alternative cost function have been evaluated in synthetic and collected data. The use of regularization helps to converge in smooth models where the main subsurface layers are kept and are stable with noisy data.. The incoherent noise is reduced using Gaussian regularization in the scans-direction. The free software gprMax together with the field measurement and the global optimization technique allows obtaining the internal parameters of the antenna and its radiation patterns. Finally, the radiation pattern is taken into account in the propagation of a two-dimensional wavefront, and it is included in the inversion process for synthetic data.https://orcid.org/0000-0002-4834-0325https://scholar.google.com/citations?hl=es&user=jRoHWyoAAAAJ&view_op=list_works&gmla=AJsN-F5YocQEdFW1ZwV2mKEpW3LFT3KLah5_0JW5kEE3Chc4Cd9r9yL4UzHEW60lksReb8nArBCa5sgoYUkVZKL1V2TO7xSKZ-w4EDBT_pO44qKM8joyC94application/pdfengUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasDoctorado en Ingeniería: Área Ingeniería ElectrónicaEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y TelecomunicacionesInversión de onda completaRadar de penetración terrestreUnidades de procesamiento gráficoFull Waveform InversionGround Penetrating RadarGraphics processing unitsInversión de onda completa 2D en el dominio del tiempo para datos de radar de penetración terrestre2D Full Waveform Inversion in time domain for Ground Penetrating Radar DataTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctoradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/d0f30d31-ba69-4603-a3da-3deb8494c816/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD54ORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf26223664https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/9c1cda03-bef8-42bb-9332-1f5011a1b217/downloadeddbe0c77081f2263f9dc4cff05c351bMD55Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf139306https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6fbd2fcf-52b6-48bb-8365-4f26c359ea04/download98fa490807e46bc2bf3c2880dcf855e4MD52Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf836453https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/e4184c32-1631-4217-a3fe-6abf68aacdbe/download2952e5697fc55dfefb6b83dc61274320MD53TEXTCarta de autorización.pdf.txtCarta de autorización.pdf.txtExtracted 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