مدلسازي پيشرو و وارون دادههاي GPR با هدف كاربرد در زمينه كاوشهاي باستاني، مطالعه موردي : تپه حصار دامغان

Forward and inverse modeling of GPR data for archeological exploration, a case study: Tappeh Hissar, Damghan

روش ژئوفيزيكي رادار نفوذي به زمين ) GPR ( يك روش غيرمخرب است كه قادر به آشكارسازي انواع ناهمگنيهاي زيرسطحي و نيز شناسايي انواع اهداف مدفون در اعماق كم ميباشد. در پژوهش حاضر مدلسازي پيشرو و وارون دادههاي GPR با هدف كاربرد در زمينه باستان شناسي، انجام شده است. منطقه مورد مطالعه، منطقه باستاني تپه حصار دامغان مي- باشد كه در اين منطقه با هدف بررسيهاي باستان شناسي زيرسطحي، تعدادي پروفيل GPR با استفاده از يك سامانه GPR مجهز به آنتنهاي پوششدار با فركانس مركزي 250 مگاهرتز، برداشت شده است. براي دستيابي به هدف، نگاشت راداري نهايي مطلوب دادههاي واقعي GPR منطبق بر يكي از پروفيلهاي برداشت در اين منطقه، با اعمال مراحل پردازشي مختلف مانند تصحيح اشباع سيگنال، فيلترهاي ميانگذر، كنترل بهره اتوماتيك و بردارنده زمينه بر روي دادههاي خام، با استفاده از نرمافزار Reflexw آمادهسازي شد. سپس پاسخ GPR مدل مصنوعي متناظر با نگاشت راداري منطبق بر اين پروفيل، به روش تفاضل محدود حوزه زمان ) FDTD ( دوبعدي، شبيهسازي شد. نتايج اين پژوهش بر اساس بررسي ميزان تطابق نگاشت راداري داده هاي واقعي GPR با پاسخ GPR مدل مصنوعي توليد شده متناظر با آن، ضمن تأييد درستي تفسير زيرسطحي انجام شده در منطقه باستاني تپه حصار دامغان، قابليت كاربرد اين روش را در زمينه كاوشهاي باستاني نشان ميدهد.

Ground penetrating radar (GPR) geophysical method is a non-destructive method that is used for detection of subsurface heterogeneities and also recognition of various shallow targets. In this research, forward and inverse modeling of GPR data applied for archeological study has been made. The study area is Tappeh Hissar area, Damghan, in which GPR data along several survey lines have been acquired using 250 MHz shielded antenna for archeological investigations in the area. To reach the goal, the real radargram of a survey line in the area has been obtained after applying different processing operations such as signal saturation correction and applying band-pass, auto-gain control and background removal filters on the GPR data using Reflexw software. Then, the synthetic radargram corresponding to the real radargram has been simulated using finite-different time domain (FDTD) method. The results of this research, that are based on the agreement between the radargram obtained from the real GPR data and the synthetic radargram corresponding to the real radargram, confirm the correctness of the interpretation of subsurface archeological investigations in the area, and thus, indicate the capability of application of GPR method for archeological exploration.