透地雷達(Ground Penetrating Radar, 簡稱GPR)技術,在國際上已經被廣泛應用在各種領域非破壞性的檢測用途,如運用在公路上,可以檢測厚度、裂縫、路面下空洞及管線等,或者在土木結構、環保監測、交通運輸、大地工程礦坑探測與考古工程等在各領域都有相當卓著的成果與效益,水利署(以下簡稱本署)各河川分署也都採用GPR的先進技術進行河海堤的檢測工作。111年透過本署與中科院合作開發無人載具搭載透地雷達的計畫,開發可結合定位、自走、透地檢測與即時判讀功能的智慧探勘技術,希望藉智慧探勘降低人力作業的危險性,以及縮短量測數據資料判讀的時間,讓本署在水利設施維護上更即時也更安全。
112年第二河川分署(以下簡稱二河分署)率先將無人車智慧探勘技術應用在河海堤的檢測工作,將研發成果實際導入實地驗證工作,以芒埔二號堤防做為驗證場域,二河分署選定2k檢測距離、三面光坡頂、人力不易到達斜坡或地點、循跡自走及24小時即時判讀的五大功能展現。無人車搭載透地雷達系統設計,如圖一
本次實地測試分別在堤前、堤頂與堤後共檢測2,187m檢測距離,檢測項目如表1所示,另外在檢測過程另增加陡坡爬升與下降之挑戰項目,進行產品功能性的極限驗證。
本次檢測結果如圖二,左圖原始雷達影像,右圖則為濾波後之雷達影像圖,由兩張圖可看出,經由濾波後處理可使影像訊號更加清晰,使分析人員能更精準的判釋出瑕疵反應位置,故後續所分析之訊號皆以濾波後之圖像為基礎,本次檢測之堤段範圍僅出現零星之小孔隙,並無較大範圍之淘空狀況。
二河分署成功在芒埔二號堤防測試了無人車實際應用可行性,然執行過程中發現無人車在35度的斜坡連續爬升與下降,對車輛馬達本身有很大的耗損,晶片容易過熱損毀;循跡自走則因使用情境不同,邊線搜索還要加強。這些過程在未來都可以成為本署智慧科技的養分,有機會持續在精進操控模式、動力裝置、煞車裝置、確保機構等,以「高可靠的車輛底盤設計」及「堤防檢測資訊數位化」,並引進即時動態定位技術(Real Time Kinematic)技術的前瞻開發,一定可以更有效、更透明且有效率的確保水利建造物安全。