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研究生: 夏語堯
Hsia, Yu-Yao
論文名稱: 透地雷達應用於地下古蹟遺址之調查及判釋
The Application of Ground Penetration Radar to Survey and Identify the Underground Historical Sites
指導教授: 李德河
Lee, Der-Her
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 166
中文關鍵詞: 透地雷達地下煙道城垣基礎頻譜分析
外文關鍵詞: Ground Penetrating Radar, underground flue, city wall foundation, spectral analysis
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  • 臺灣自十七世紀起經歷了多次列強的佔據,在荷蘭、鄭氏、滿清與日治等時期皆曾留下許多重要的建築構造物,但隨著朝代的更迭及都市開發,許多構造物的地上部分被拆除消失,但其地下部分尚多遺餘於現址,成為當今研究歷史構造物的最佳材料。本研究使用透地雷達進行地下遺址的調查,以透地雷達圖徵判釋與訊號頻譜分析等方式,判定地下遺址結構之所在及所用材料的種類,其中包括高雄中都唐榮磚窯廠倒焰窯之地下磚造煙道定位及其分佈調查,以及台南府城小東門、大北門段城垣及甕城位置的調查。
    磚造煙道的定位先由透地雷達的探測及局部考古試掘後,確定煙道圖徵在透地雷達影像圖中呈雙曲線之多重強烈反射,依此圖徵確定其他煙道的位置,並再進行驗證試掘,顯示透地雷達對磚造煙道定位之能力;此外甕城基礎型式為內、外層之夯實三合土夾內層之夯實回填土壤,其結構型式在透地雷達影像圖中呈現兩道多重反射夾平行有序之圖徵,以此圖徵來判定甕城基礎埋藏位置。最後針對煙道之強反射段與城垣基礎之三合土結構部分的訊號進行頻譜分析,得到煙道主頻率峰值為415~430MHz,而三合土結構為390~415MHz之間,依此可建立各構造物之主要材料的頻譜資料庫以作為未來使用透地雷達探尋類似遺址時之判釋依據。

    Nowadays, the analysis methods of the ground penetrating radar are mainly based on the interpretation of the pattern. The results often rely on the professional experience of the staff, and because of the different local environments, it is difficult to objectively and accurately assess the shape of the brick structure or the city wall. Therefore, this study attempts to use the spectrum analysis method under the basis of empirical interpretation such as the interpretation of the pattern or the documentary records of the survey area, and then comprehensively evaluate the results, in order to summarize the more credible methods.
    In this research, utilizes ground penetrating radar to survey and identify the underground historical sites, and by identify of pattern and signal spectrum analysis to determine the location of the underground ruins and the types of materials used, including the Kaohsiung Zhongdu Tangrong Brick Kiln Factory. Survey of the location and distribution of underground brick flues around the kiln, as well as the location of the Xiaodongmen, Dabeimen City Wall and Barbican of the Tainan City. Finally, the pattern of the brick-making flue and the Sanhe soil structure is determined, and the form of patterns, material characteristics spectrums is established as the basis for future research.

    目錄 摘要 I 誌謝 VIII 目錄 X 表目錄 XIII 圖目錄 XIV 第一章 緒論 1 1-1 研究動機 1 1-2 研究目的與方法 2 1-3 研究流程 2 1-4 研究大綱 4 第二章 文獻回顧 6 2-1 透地雷達相關研究 6 2-2 透地雷達之文獻回顧 7 2-2-1 地下磚石結構遺址調查 8 2-2-2地下城垣遺址調查 13 2-3透地雷達分析之相關研究 23 第三章 透地雷達儀器介紹與基本理論 28 3-1透地雷達儀器介紹 28 3-2 透地雷達探測流程 32 3-3透地雷達基本理論 37 3-3-1馬克斯威爾方程式 38 3-3-2雷達波傳遞方程式 38 3-4 材料之電性 39 3-4-1導電度 39 3-4-2低耗損與高耗損介質 40 3-4-3相對介電常數 41 3-4-4反射係數 42 3-5透地雷達深度概算法 43 3-6解析度 45 3-7資料分析 47 3-7-1高程修正 47 3-7-2疊加法 48 3-7-3解迴旋 49 3-7-4 希伯特轉換 50 3-8 透地雷達圖徵判釋 51 3-9頻譜分析 53 3-9-1頻譜 53 3-9-2傅立葉轉換 54 3-9-3快速傅立葉轉換 54 第四章 資料分析與研究方法 55 4-1透地雷達訊號分析方法 55 4-1-1利用Radan 7進行圖像處理 55 4-1-2利用運算工具Matlab進行頻譜分析 57 4-2磚材料介電常數求取 58 4-2-1清水磚與混水磚介紹 59 4-2-2介電常數求取方法 59 4-3磚構件埋設檢測 65 4-3-1場址與構件介紹 65 4-3-2透地雷達分析結果 66 4-3-3 磚構件之特徵頻譜 69 第五章 現地探測結果 70 5-1高雄市中都唐榮磚窯廠倒焰窯 70 5-1-1研究區域介紹 70 5-1-2透地雷達測線規劃與施作 73 5-1-3透地雷達分析結果 78 5-2 臺灣府城小東門城垣遺址探測 97 5-2-1研究區域介紹 99 5-2-2透地雷達測線規劃與施作 101 5-2-3 透地雷達分析結果 111 5-3 臺灣府城大北門甕城遺址探測 129 5-3-1研究區域介紹 129 5-3-2透地雷達測線規劃與施作 132 5-3-3透地雷達分析結果 135 5-4 綜合結果討論 142 第六章 結論與建議 145 6-1 結論 145 6-2 建議 147 參考文獻 148 附錄一、現地探測透地雷達探測資料 153 附錄二、口試委員提問與建議 162

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    下載圖示 校內:2021-08-31公開
    校外:2021-08-31公開
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