[发明专利]植物根系探测方法及装置

说明书

本申请提供一种植物根系探测方法及装置，涉及探测技术领域。本申请实施例通过探地雷达设备对植物根系进行扫描，获取植物根系对应的雷达波数据；对雷达波数据进行预处理，得到预处理后的雷达波数据；从预处理后的雷达波数据中提取携带有植物根系的特征信息的关联数据；根据双级联随机森林算法和生成式对抗网络模型，解译关联数据，得到植物根系的生物特征，使得在使用GPR技术进行植物根系探测，对探地雷达波数据进行处理和特征提取时，能够通过双级联随机森林算法和生成式对抗网络模型，更精确地解译出植物根系的生物特征，从而有效地将雷达波数据中携带的根系信息提取出来。

技术领域

本申请涉及探测技术领域，具体而言，涉及一种植物根系探测方法及装置。

背景技术

探地雷达(Ground Penetrating Radar，GPR)技术是一种用于探测地下目标体的无损探测技术，被广泛应用于物理探测领域，如：探测地下岩土层、水位、管线、矿藏以及文物等。

目前，在使用GPR技术进行植物根系探测时，主要通过对探地雷达波信号进行处理和特征提取，解译雷达波数据中携带植物根系信息，实现植物根系生物特征的估测与识别，进而获知探测目标体的大小、位置、材质信息以及异常状况等。

但是，现有技术中，在使用GPR技术进行植物根系探测，对探地雷达波数据进行处理和特征提取时，常常无法有效地将雷达波数据中携带的根系信息提取出来。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种植物根系探测方法及装置，用于解决现有技术中使用GPR技术进行植物根系探测，对探地雷达波信号进行处理和特征提取时，无法有效地将雷达波中携带的根系信息提取出来的问题。

为实现上述目的，本申请实施例所采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种植物根系探测方法，所述方法包括：通过探地雷达设备对植物根系进行扫描，获取所述植物根系对应的雷达波数据；对所述雷达波数据进行预处理，得到预处理后的雷达波数据；从预处理后的雷达波数据中提取携带有所述植物根系的特征信息的关联数据；根据双级联随机森林算法和生成式对抗网络模型，解译所述关联数据，得到所述植物根系的生物特征。

可选地，所述雷达波数据包括：雷达波信号和雷达波双曲线图像。

可选地，所述对所述雷达波数据进行预处理，得到预处理后的雷达波数据，包括：对所述雷达波信号进行自动时变增益，得到补偿后的雷达波信号；采用希尔伯特黄变换对所述补偿后的雷达波信号进行时频分析，得到时频分析后的雷达波信号；对所述时频分析后的雷达波信号进行曲波Curvelet变换，得到预处理后的雷达波信号。

可选地，所述对所述雷达波数据进行预处理，得到预处理后的雷达波数据，还包括：对所述雷达波双曲线图像进行去噪处理；对去噪处理后的所述雷达波双曲线图像进行图像锐化，得到预处理后的雷达波双曲线图像。

可选地，所述从预处理后的雷达波数据中提取携带有所述植物根系的特征信息的关联数据，包括：采用稀疏降维算法结合强化学习SARSA算法，从所述预处理后的雷达波信号中提取携带有所述植物根系的特征信息的关联数据；和采用双树复小波算法对所述预处理后的雷达波双曲线图像进行三级双树复小波分解，得到预设数量个特征向量，并根据全卷积神经网络，从预设数量个所述特征向量中提取符合预设要求的特征向量，作为所述雷达波双曲线图像中携带有所述植物根系的特征信息的关联数据。

可选地，所述植物根系的生物特征包括：根生物量、根径、生长方向和分布范围。