地下空洞是最严重的道路病害之一,近年来由其导致路面塌陷的现象在我国多个大城市频繁发生,严重威胁着通行人员的生命和财产安全。准确探测地下空洞并及时采取补救措施具有重大意义。为了能准确、实时识别地下空洞,本文利用探地雷达图像处理方法对其进行探测。本文主要围绕图像杂波处理,图像目标定位和不同材质目标信号的分类识别等关键问题展开研究。针对探地雷达图像杂波去除问题,提出了主成分分析结合图像梯度幅度方法。仿真与实验结果表明,与均值滤波、基于主成分分析滤波和基于图像梯度幅度滤波等常用杂波处理方法相比,本方法处理后图像的信杂比较高。针对B-scan图像的目标定位问题,提出了一种自动目标定位方法。采用对称度曲线法计算B-scan图像中双曲线顶点的水平坐标,用极值法计算垂直坐标,利用一维Hough变换估计介质的等效波速,并根据垂直坐标及介质的等效波速计算出目标的实际埋深。仿真与实验结果表明,与能量统计法相比,该方法的定位精度更高。针对已定位目标体地下空洞识别问题,提出了一种小波变换-分数阶傅里叶变换(DWT-FRFT)特征提取方法,并结合支持向量机(SVM)对不同材质目标的A-scan信号进行自动分类。仿真与实验结果表明,与统计特征、频域特征和支持向量机相结合的分类方法相比,本方法的分类正确率较高。