本書開展了探地雷達(GPR)數值模擬兩大技術研究: 有限差分法(FDTD)及有限單元法(FEM), 系統闡述了二、 三維GPR數值模擬的理論及程序實現。全書共6章: 第1章介紹GPR數值模擬的背景、 國內外研究現狀及其進展情況; 第2章介紹探地雷達基本理論, 包括雷達波遵循的傳播規律, 激勵源的種類、 完全匹配層(PML)吸收邊界條件理論; 第3章主要介紹FDTD的基本理論, 探討了數值穩定性條件、 色散關系、 邊界條件等內容, 在此基礎上, 推導了FDTD正演的差分迭代格式; 第4章設計了GPR模型, 應用FDTD開展了一、 二、 三維GPR數值模擬, 并給出了詳細的Matlab源代碼; 第5章介紹了FEM的基本原理, 包括邊值問題求解、 空間剖分方式、 時間離散方式、 邊界條件等內容, 并給出了一維時域FEM的程序實現實例及代碼; 第6章重點介紹了二、 三維FEM的正演編程實現, 包括二維標量波動方程的三角單元/四邊形單元的探地雷達正演、 二維矢量波動方程的三角單元/四邊形單元的探地雷達正演、 三維矢量波動方程四面體單元探地雷達正演、 不同的PML吸收邊界條件加載等內容。
本書將常規的FDTD及FEM應用到GPR正演中, 主要為地球物理專業的老師、 研究生、 本科生及從事地球物理數值模擬的工程技術人員提供參考。書中提供了詳細的Matlab源代碼, 可讓研究人員快速進入研究狀態, 希望廣大研究人員在本書的基礎上能夠開展進一步的創新, 取得更豐碩的研究成果。