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研究生: 李祐廷
Lee, You-Ting
論文名稱: 透地雷達應用於檢測地下水槽及地下遺構之研究
The Application of Ground Penetration Radar on the Detection of Underground Water Tank and Subsurface Ruins
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: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 218
中文關鍵詞: 非破壞檢測透地雷達地下水槽地下遺構大北門城熱蘭遮城
外文關鍵詞: Non-destructive Techniques, Ground Penetrating Radar, Underground Water Tank, Subsurface Ruins, the Great North Gate, Fort Zeelandia Wall
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  • 臺南從17世紀開始經歷了許多列強佔據,分別經歷荷蘭、明鄭、清治、日治及戰後時期,每個時期皆會遺留下許多的文化資產,然而隨著時代之演進地表上之歷史結構都已消失,僅留部分基礎埋藏於原址。近年文化意識抬頭,這些被深埋於地下之遺構也逐漸成為瞭解過往歷史真相的重要依據之一,要使地下遺構重見天日,首先要確實掌握地底下遺構的位置及其分佈,此時非破壞檢測是良好的方法之一。
    本研究使用非破壞檢測之透地雷達來進行地下結構之調查,其中本研究調查的地下探測場址包括①原成功大學水質室地下水槽之建築現為成功大學土木系系史館與軌道館乃是為了瞭解室內地板下方地下水槽的範圍及深度、②原清朝之台灣府城大北門城牆遺構之基地以瞭解大北門甕城及大北門的城垣的位置,做為將來基地開發時規畫設計之參考,以及③在今台南安平原荷蘭時期之熱蘭遮城稜堡之空地以瞭解城牆的位置及延伸方向,以供考古試掘選擇挖掘位置的參考及出土物的對照。
    研究流程大致先以透地雷達進行探測,在按圖徵判釋出地下埋藏物之狀況並與測區之舊有文獻紀錄或古地圖等進行綜合推斷來判定地下遺址結構之位置,如有考古試坑也會藉由開挖試坑來驗證透地雷達在探測遺址之適用性,再透過已開挖區以及其他殘存遺構來推測周遭未開挖之地下結構位置。

    Tainan has been occupied by many foreign powers since the 17th century, including the Dutch, Ming and Zheng, Qing, Japanese and post-war periods. Each period will leave behind a lot of cultural assets. However, with the evolution of the times, the historical structure on the surface All have disappeared, leaving only part of the foundation buried in the original site. In recent years, cultural awareness has risen, and these deeply buried remains have gradually become one of the important bases for understanding the truth of the past. To bring the underground remains to the light of day, first of all, we must truly grasp the location and distribution of the underground remains. At this time, non-destructive testing is one of the good ways.
    This study uses non-destructive detection ground-penetrating radar to investigate underground structures. The underground detection sites investigated in this study include: ① The building of the underground water tank of the former National Cheng Kung University Hydraulics Laboratory is now the National Cheng Kung University Department of Civil Engineering History Department and Railway Technology Research Lab. In order to understand the range and depth of the underground water tank under the indoor floor, ② the subsurface ruins of the Great North Gate of the Qing Dynasty to understand the location of barbican of the Great North Gate, as a reference for the planning and design of the future base development, and ③ The location and extension direction of the city wall were found in the open space of the bastion of Fort Zeelandia in the Dutch period in the Tainan Anping , for the reference of archaeological trial excavation to select the excavation location and the comparison of the unearthed objects.
    The research process is roughly first to use ground-penetrating radar for detection, and then to determine the status of the underground buried objects according to the map, and to make comprehensive inferences with the old documentary records or ancient maps in the survey area to determine the location of the underground site structure. The test pit will also verify the applicability of ground-penetrating radar in detecting the site by excavating the test pit, and then infer the location of the surrounding unexcavated underground structures through the excavated area and other remnants.

    摘要 I EXTENDED ABSTRACT II 致謝 X 目錄 XI 表目錄 XIV 圖目錄 XV 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機及方法 2 1-3 研究流程 3 1-4 研究大綱 5 第二章 文獻回顧 6 2-1 透地雷達文獻回顧 6 2-1-1 地下遺址調查之相關文獻 7 第三章 非破壞檢測之基本理論與儀器介紹 14 3-1 透地雷達儀器及原理介紹 14 3-1-1 透地雷達儀器介紹 14 3-1-2 透地雷達基本理論 18 3-1-3 介質材料之電磁特性 21 3-1-4 透地雷達探測之深度概算法 25 3-1-5 解析度 27 3-1-6 資料處理 29 3-1-7 透地雷達探測流程 32 3-1-8 透地雷達圖徵判讀 38 第四章 資料分析及研究方法 41 4-1 透地雷達資料分析及研究方法 41 4-1-1 RADAN 7軟體之圖徵處理 41 4-1-2 RANDN 7軟體之3D立體圖徵 42 第五章 現地探測規劃與結果 45 5-1 台南市成功大學土木系系史館及軌道工程館 45 5-1-1 研究區域介紹 46 5-1-2 透地雷達探測之測線規劃與施作 49 5-1-3 透地雷達探測之結果分析 52 5-1-4 綜合結果 61 5-2 台南市北區台灣府城大北門城遺構 65 5-2-1 研究區域介紹 66 5-2-2 透地雷達探測之測線規劃與施作 68 5-2-3 透地雷達探測之結果分析 72 5-2-4 地下埋藏物分佈情形 78 5-2-5 以3D圖徵顯示地下埋藏物分佈情形 86 5-2-6 綜合結果 103 5-3 台南市安平區荷治時期熱蘭遮城遺構 118 5-3-1 研究區域介紹 120 5-3-2 透地雷達探測之測線規劃與施作 121 5-3-3 透地雷達探測之結果分析比對-開挖前推測 125 5-3-4 透地雷達探測之結果分析比對-開挖區 129 5-3-5 透地雷達探測之結果分析比對-未開挖區 145 5-3-6 綜合討論 151 第六章 結論與建議 162 6-1 結論 162 6-2 建議 163 參考文獻 165 附錄一 台南市成功大學土木系系史館與軌道工程館地下水槽現地探測資料 170 附錄二 台南市北區台灣府城大北門遺址透地雷達現地探測資料 177 附錄三 台南市安平區荷治時期熱蘭遮城遺址透地雷達現地探測資料 210

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