地電阻剖面影像探測儀
一般影響地下地層電阻的因素有岩性、礦物組成、含水量、孔隙率、孔隙水組成及溫度等，當地層層序變化造成有明顯的層間電阻率對比，或是欲探測地下不同電阻率目標之存在，例如隧道、埋藏金屬物、未爆彈(UXO)等，就適用以地電阻方法作為探測工具。地電阻法之測勘原理，乃利用直流電或低頻交流電流經由一對電極(A、B)通入地下，於地下建立人工電場。並利用另一對電極(M、N)測量電場在M、N間之電位差(如圖2.2-4)，而據此計算地層的視地電阻率(Apparent Resistivity)，進而再運用反推計算方法推求地層真實地電阻率(True Resistivity)。
運用上述原理，可假設在均質的地面上任意布上四根電極(A, M, N, B)，經由一對電極(A, B)導入直流電或低頻之交流電，於地下建立人工電場；並利用另一對電極(M, N)測量電場在M, N間之電位差(如，據此即可計算該地層的視電阻率（Apparent Resistivity），可推導出：
= 
(式2.2.2-1 )
令(式2.2.2-1) 
可進一步縮寫為下式：
(式2.2.2-2)
上式中，ΔV為電位差， 
分別為電流極對電位極的電位差， 
為電極至電極間的距離，K：幾何排列因子(Geometric Factor)。
但往往視電阻率並不能代表地下地層的真實電阻率(True Resistivity)，而是表示在對應之電極排列下，所有小於此深度的電性地層的綜合效應，而要求得地下地層的真實電阻率及深度需經過反演計算（逆推）的軟體處理才可求得，並繪出地層的電性影像，綜合上述的結果統稱為“地電阻率的剖面影像法”。
地電阻量測可以藉由改變上述電極排列方式以及施測之位置與順序，以測得不同解析度、不同測深範圍之地電阻率剖面。常見的地電阻測勘的電極排列法甚多，各有其探測上的優點與限制，野外施測所選定使用的方法，則視欲探測目標及施測地點的地形而異。一般基本之常用電極排列有：施蘭卜吉排列（Sch1umberger Array）、溫奈排列（Wenner Array）(圖2.2-5)、雙偶極排列（Dipole-dipole Array）(圖2.2-6)及雙極排列（Pole-pole Array）等。
圖2.2-5溫奈排列（Wenner Array）示意圖
圖2.2-6雙偶極排列（Dipole-dipole Array）示意圖
目前一般常見的大區域地電阻測量方式，可以分為一維地電阻方法以及二維地電阻方法。一維地電阻法是運用上述的電極排列原則，固定電極中點位置，例如以施蘭卜吉與溫奈排列法為例，固定電位極MN之中點位置，逐次增加電流極的間距。如此可在一個地點反應地下不同深度之電性分布。其優點是能省時快速了解地下一維地層分層大致概況，而缺點則是易受到側向不均質影響，而產生錯誤的解釋。而二維地電阻方法則是運用前述之電極排列法，於地表沿一直線測線，順序改變電極間距與電極位置，如此可以測得沿測線之不同深度、不同位置之視電阻率分布(圖2.2-7)，此種方法稱之為(二維)地電阻影像剖面法(Resistivity Image Profiling, RIP)。由於地電阻影像剖面法需逐次移動電流與電位之電極，因此施測上往往極為耗費時間。對於中小範圍的環境監測與地下測勘，可以於地表以一定間距佈設電極，運用地電阻儀器內建之自動調變頻道功能，依預先選定之順序，逐次選用不同位置之四處電極分別作為電流與電位極，如此可大幅減少移動電極之時間，另外由於可以運用反饋疊加訊號，因此可減少訊號中之雜訊並提高解析度與增加施測深度，大幅提高影像解析度。
圖2.2-7二維地電阻剖面影像探測示意圖
(http://www.l-gm.de/en/en_resistivity.html)
本團隊採用的儀器為美國AGI公司的SuperSting R1IP，採用主動電極系統，另有三套德國Lippmann公司之4pointLight10W地電阻儀，並聯接可由電腦程式控制調變頻道之ActEle主動電極系統，最多可以同時接連234根電極，進行快速、高密度之地電阻影像剖面量測。本研究所採用的反演算數值軟體為AGI所開發出之二維地電阻影像逆推反算程式EarthImager 2DTM。EarthImager2D/3D之反算程式可根據各種不同電極排列，與施測位置順序等資料，自動反推計算出半球面空間中的二維地電阻模型，並可根據已知資料如透地雷達測勘資料等，設定初始模型，最後產生地電阻影像剖面模型。