دستگاه gpr(ground penetrating radar) بر اساس تئوری الکترومغناطیس عمل نموده و پروفیل‏هایی را از سطوح داخلی محیط برداشت شده ارایه می‏دهد . gpr شامل آنتن گیرنده و فرستنده است که آنتن فرستنده پالس الکترومغناطیس را در سطح زیرین زمین انتشار می‏دهد و سپس از روی سطوح مواد مختلف به دلیل اختلاف در ثابت دی‏الکتریک آن‏ها انعکاس می‏یابد. انرژی منعکس شده به طرف سطح زمین حرکت کرده و توسط آنتن گیرنده ثبت می‏گردد. نتایج ثبت شده توسط روش‏های مختلف تحلیل می‏گردد در این تحقیق، الگوریتم جدیدی جهت تصویر‏برداری با استفاده از دستگاه gpr با فاصله آنتن ثابت ارایه شده است. مدل حاضر، حل مسئله به روش معکوس توسط تابع گرین برای محیط متشکل از دو لایه می‏باشد. مدل ارایه شده با استفاده از الگوریتم موجک گلرکین جهت حل معادلات انتگرالی به صورت معکوس حل می‏گردد. از روش تیخونوف استاندارد نیزجهت مطلوب‏سازی مسئله معکوس استفاده شده است. نتایج عددی جهت ارایه نحوه عملکرد حل معکوس ارایه شده‏اند. پردازش تصاویر نیز در روش gpr از اهمیت خاصی برخوردار است. سیگنال‏های gpr به راحتی می‏توانند تحت تأثیر عوامل مختلف به نوفه آلوده شوند. نوفه‏های جمع‏آوری شده توسط سیستم، انعکاسات ضعیف ناشی از ناهمگنی‏های موجود در محیط، به ویژه در اعماق زیاد را آلوده و شناسایی آن‏ها را غیر ممکن سازد. با انجام مطالعات در محل، نتایج برداشت‏های انجام شده توسط gpr بر روی معدن گرانیت جهت شناسایی درزه و ترک در سنگ‏ها، بلوک‏های سنگ و مشخص کردن مرز گرانیت در این تحقیق مورد بررسی قرارگرفته است. بدین جهت از تبدیل موجک گسسته دو بعدی جهت نوفه‏زدایی تصاویر استفاده شده است. تبدیل موجک گسسته دو بعدی بر روی پروفیل‏های به دست آمده با آنتن 25 مگاهرتزی و استفاده از موجک‏های مادر مختلف انجام و نتایج با نرم‏افزار تجاری radexplorer نیز مقایسه شده است. عملکرد نوفه‏زدایی تصاویر به روش موجک توسط پارامتر snr ارزیابی شده است. از جمله مشکلات موجود در آنالیز پروفیل‏های به دست آمده، محاسبات عمق می‏باشد که بر اساس ثابت دی‏الکتریک انجام می‏گردد. برای کنترل نتایج، حفره‏ای در عمق مشخص از خاک حفاری شده و با استفاده از gpr موقعیت و عمق آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور انعکاس پالس‏های الکترومغناطیس ارسالی توسط دستگاه به کمک روش‏های عددی جهت شناسایی ثابت دی‏الکتریک، جنس خاک و انجام محاسبات عمق تحلیل گردید. همچنین بر روی نمونه خاک به دست آمده از محل آزمایشات تعیین ثابت دی‏الکتریک به روش خازنی انجام شده و با نتایج بدست آمده مقایسه شده است.

از مهم ترین آلاینده های خاک، مواد مرتبط با صنایع نفتی است. از دیدگاه زیست محیطی فرآورده های ناشی از استخراج و پالایش نفت خام، محصولات فرعی، مواد زاید و پساب های حاصل از این فعالیت ها از آلاینده های بسیار خطرناک محسوب شده که به مقدار زیادی در منابع مختلف پراکنده شده اند. پیشگیری از ورود این مواد به محیط، همچنین کنترل و برطرف نمودن آلاینده های موجود در کشورهایی که از این صنعت بهره می برند همواره مساله ای جدی بوده است. پاکسازی خاک های آلوده به این مواد از سالیان گذشته مورد توجه قرا گرفته و روش های متعددی نیز در این راستا ابداع و بکارگرفته شده است. با توجه به آنکه ایران،کشوری نفت خیزی می باشد، به میزان زیادی در معرض آلوده شدن محیط زیست به هیدروکربن های نفتی قرار دارد. بنابراین توجه به مسأله ی آلودگی های زیست محیطی هیدروکربن های نفتی و ارائه ی راه حل مناسب جهت حل این معضل، امری بسیار ضروری است. در این تحقیق اجرای روش استخراج بخارات از خاک بعنوان پر کاربرد ترین روش درجای پاکسازی خاک مورد بررسی قرار گرفته و کارایی این تکنولوژی بر روی سه نوع خاک و دو نوع آلاینده ارزیابی شد. پس از ساخت پایلوت مورد نظر آزمایشات بر روی خاک های ماسه بادی، ماسه سیلیسی و سیلت (لای) آلوده به نفت سفید و گازوئیل، که از فراوان ترین آلاینده های نفتی محسوب می شوند، انجام گردید. در هر مرحله از انجام آزمایش ها نمونه هایی از خاک گرفته شد. فاکتورهای ژئوتکنیکی نمونه ها از طریق آزمایش های مشخصات فیزیکی خاک های مورد استفاده بدست آمد. به منظور تعیین میزان ترکیبات آلیفاتیک موجود در نمونه ها در مجموع 80 آزمایش کروماتوگرافی گازی انجام شده و نتایج مورد مقایسه و بررسی قرار گرفتند. بررسی نتایج حاصله نشان می دهد که در میان خاک های مورد استفاده، راندمان نهایی پاکسازی در ماسه بادی بیش از سایرین و در خاک سیلتی کمتر از همه بوده است. نتایج آزمایش های دانه بندی نشان دهنده دانه بندی غیر یکنواخت ماسه بادی است که خود سبب می شود که حرکت آلاینده ها از منافذ خاک بهتر انجام شود. همچنین با توجه به اینکه ذرات سیلت ریز‏دانه تر از دو خاک قبل می‏باشد، سطح مخصوص بیشتری داشته و آلاینده بیشتری را به خود جذب می‏کند به همین دلیل هیدروکربن های آزاد کمتری در خاک وجود خواهد داشت که سبب می گردد که راندمان حذف پایین تری داشته باشد. همچنین مقایسه راندمان نهایی پاکسازی خاک‏ها از نفت سفید و گازوئیل نشان می‏دهد که در ماسه بادی و ماسه سیلیسی اگرچه راندمان نهایی نفت سفید بیشتر است، ولی اختلاف‏شان قابل ملاحظه نمی‏باشد (2% در ماسه بادی و 5% در ماسه سیلیسی). در حالت سیلت این اختلاف بارز‏تر بوده و به حدود 7% رسیده است. در مجموع می‏توان گفت که اثر جنس خاک بر روی بازدهی روش، بیش از اثر نوع آلاینده بوده است. از آنجا اختلاف متوسط راندمان حاصل شده پس از 10 ساعت برای ماسه بادی و سیلت 17%، برای ماسه بادی و ماسه سیلیسی 5/8% و برای ماسه سیلیسی و سیلت 5/8% و بوده است. در حالی که این مقدار برای نفت و گازوئیل کمتر از 5% بدست آمده است.