二維離散小波轉換併合適應性維那濾波法於透地雷達考古之研究

Ground penetrating radar imaging of archaeological targets using two-dimensional discrete wavelet transform with adaptive Wiener filter

邱鈴媛(Ling-Yuan Chiu)

指導教授 ： 鄭 懌

國立臺灣師範大學/理學院/地球科學系/碩士(2012年)

摘要

曲冰遺址於1980年代被發現，是一處保存完整的臺灣山地型史前聚落。地下古文物的探勘與挖掘，常需藉助無破壞性的檢測方式。透地雷達探勘法（ground penetrating radar，GPR）因施測方式簡單且無破壞性，常被運用於考古區域的遺址文物探測。但野外採集的透地雷達數據，常因信號與雜波頻帶重疊而使分析者難以做正確判斷。

本研究以二維離散小波轉換法（2D discrete wavelet transform，2D DWT）結合二維適應性維那濾波（2D adaptive Wiener filter）概念，將透地雷達數據轉換為小波濾波庫子圖（sub-image），再將拆解後的子圖進行更細緻的濾波處理，提高每張子圖的信噪比（signal to noise ratio, S/N ratio），使濾波圖庫的挑選過程更有效率，以得到更佳的重構信號品質，也使地下構造與異常物分布的解讀更容易。

本研究建立一組含有數個地下異常物反射信號及雜信的模擬透地雷達數據剖面。對於此模型之處理，證明本研究在理論及實務上皆可成功濾除雜信並強化子圖內所需信號。野外實際案例上，針對曲冰遺址兩個區域的測線進行研究方法處理：第一測區為已開挖並回填的遺址文物區，測線經處理後，濾波圖庫內的雜信明顯降低，重構後之數據信噪比提升，其結果與遺址分布圖中的掩埋文物位置相當。第二測區為遺址北方未開挖的林間空地，處理結果亦可有效降低各子圖雜信，並強化數據中原本被雜信覆蓋的微弱反射信號，進一步推論該處可能掩埋有地下文物。

本研究對地球物理探勘提供一個新的透地雷達數據處理方法，可有效提高數據的信噪比，亦可強化原本被雜信覆蓋的反射信號，將其保留進行重構，以提高重構數據的信號品質。此外，也可利用本研究方法對曲冰遺址文物回填區進行追蹤，確保回填文物掩埋位置經多年後是否有所變動，亦或是進一步探測遺址周圍，評估再次進行考古挖掘的可能性，以建立更完整的臺灣史前文化族群架構。

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關鍵字

地球物理探勘 ； 透地雷達 ； 二維離散小波轉換 ； 小波轉換 ； 二維適應性維那濾波 ； 考古 ； 曲冰遺址

參考文獻

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