我校資源勘查與土木工程系教師池躍龍作為第三主研，參與的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目于2024年初順利結(jié)題。近日，其最新研究成果以第一作者身份在國(guó)際知名期刊《Remote Sensing》(JCR: Q1區(qū)，中科院SSCI 2區(qū))和《Scientific Reports》(JCR: Q2區(qū)，中科院SSCI分區(qū)2區(qū))上發(fā)表2篇高水平學(xué)術(shù)論文。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目：《穩(wěn)定條件突破CFL限制的顯式有限差分法模擬地形模型的三維半航空瞬變電磁響應(yīng)》，該項(xiàng)研究提出了一種新穎的顯式有限差分算法，采用亞網(wǎng)格系統(tǒng)下的三維時(shí)域有限差分（FDTD）方法，研究出一種超越CFL條件限制的FDTD算法模擬（半）航空瞬變電磁響應(yīng)，將地形和復(fù)雜的精細(xì)結(jié)構(gòu)使用局部亞網(wǎng)格進(jìn)行建模。模擬了幾種典型的地電模型的三維半航空瞬變電磁響應(yīng)，驗(yàn)證結(jié)果的正確性。該方法可以擴(kuò)展到其它電磁勘探的數(shù)值模擬中，具有較大的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

論文簡(jiǎn)介

1.Research on Airborne Ground-Penetrating Radar Imaging Technology in Complex Terrain（復(fù)雜地形條件下機(jī)載探地雷達(dá)成像技術(shù)研究）

文章設(shè)計(jì)出一種適用于色散介質(zhì)的三維高階時(shí)域有限差分（FDTD(2,4)）機(jī)載探地雷達(dá)數(shù)值模擬的代碼，并對(duì)多種典型模型進(jìn)行了數(shù)值模擬。針對(duì)機(jī)載探地雷達(dá)收發(fā)天線置于空中的特性，提出了一種考慮空氣層影響的克希霍夫偏移算法。同時(shí)，根據(jù)地空反射在平坦和起伏地形模型中的不同特性，采用針對(duì)性的處理策略，分別對(duì)理論模擬和物理模擬結(jié)果進(jìn)行處理，顯著提高了對(duì)淺埋目標(biāo)的識(shí)別效果，為復(fù)雜地形下機(jī)載探地雷達(dá)數(shù)據(jù)的高效處理提供了新的技術(shù)途徑。

2.Three-dimensional numerical simulation and experimental validation of airborne ground-penetrating radar based on CNCS-FDTD method under undulating terrain conditions（起伏地形條件下基于CNCS-FDTD方法的機(jī)載探地雷達(dá)三維數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

文章針對(duì)機(jī)載探地雷達(dá)飛行高度的增加，計(jì)算域顯著增大，F(xiàn)DTD法計(jì)算中需要的更多時(shí)間步，增加累積誤差的同時(shí)，計(jì)算效率顯著下降的問(wèn)題，提出一種不受CFL條件約束的無(wú)條件穩(wěn)定隱式差分算法（Crank-Nicolson-Cycle-Sweep-FDTD），采用常規(guī)FDTD的8倍時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行機(jī)載探地雷達(dá)三維正演，保證迭代計(jì)算的穩(wěn)定性和計(jì)算結(jié)果的可靠性的同時(shí)，可以減少計(jì)算時(shí)間。論文同時(shí)開(kāi)展了地形起伏模型的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)對(duì)比不同飛行高度下多種起伏條件的數(shù)值模擬和物理模擬結(jié)果，驗(yàn)證算法的準(zhǔn)確性和有效性。為機(jī)載探地雷達(dá)實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜地表?xiàng)l件環(huán)境下的高效勘探或監(jiān)測(cè)的地質(zhì)任務(wù)提供了新的思路。