巴丹吉林沙漠沙丘的风力沉积结构,是风能环境变化的重要指示剂。应用探地雷达技术可高分辨率地探测沙丘内部层理结构,揭示区域内风向和气候的变化,但由于受到绕射波、交叉反射波的干扰,探地雷达剖面难以高分辨率地反映沙丘内部层理结构特征。探地雷达数据偏移处理可以提高成像的真实性,逆时偏移方法能较好地适应地表起伏和横向速度变化的介质,是一种较高精度的偏移方法。由于地表起伏和倾斜层理的影响,巴丹吉林沙漠沙丘探地雷达数据存在以下问题:(1)起伏地表会改变电磁波的传播方向,剧烈起伏地表处存在严重的地形校正畸变问题;(2)倾斜的钙质层理会引起电磁波速度的各向异性问题,各向同性介质的偏移方法难以适应电磁波速度的变化,需要开展研究各向异性介质的偏移方法。现有的各向同性介质笛卡尔坐标系起伏地表探地雷达逆时偏移方法并不能较好地提高沙丘区域探地雷达数据的偏移成像精度。本课题基于已有的探地雷达数据偏移方法,主要研究以下内容:(1)改进各向同性介质笛卡尔坐标系起伏地表探地雷达逆时偏移方法,发展适合于巴丹吉林沙漠沙丘起伏区域的各向异性介质曲线坐标系逆时偏移方法;(2)设计巴丹吉林沙漠沙丘数值模型,用各向异性介质曲线坐标系起伏地表正演模拟方法正演出零偏移距剖面,并实现各向同性介质曲线坐标系和各向异性介质曲线坐标系起伏地表逆时偏移成像,研究电磁波速度的各向异性对偏移成像的影响;(3)设计沙槽物理模拟实验,分析各向异性介质曲线坐标系逆时偏移方法在处理地表起伏,倾斜地层的偏移成像方面的优势;(4)将偏移方法应用于沙丘探地雷达数据,分析各向异性介质曲线坐标系逆时偏移方法在高分辨率地反映沙丘内部层理结构方面的优势,并解释沙丘内部层理结构特征和风能环境的变化。本课题基于常规各向同性介质笛卡尔坐标系逆时偏移方法处理沙漠沙丘探地雷达数据偏移成像低的难题,发展各向异性介质曲线坐标系起伏地表逆时偏移方法,消除笛卡尔坐标系阶梯网格的影响,解决巴丹吉林沙漠沙丘区域探地雷达数据中存在的电磁波传播方向和电磁波传播速度引起各向异性问题。探地雷达数据偏移结果表明,各向异性介质曲线坐标系起伏地表逆时偏移成像能更真实地反映沙漠沙丘内部结构,为研究区域内风力沉积沙丘结构提供了新的依据。