本發(fā)明涉及一種基于比色法的凍土觀測方法及裝置，屬于凍土觀測技術(shù)領(lǐng)域，通過對加入有溶水變色溶質(zhì)的待識別凍土的凍土圖像進行分層處理，將各分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值一一比較，直到某一個分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值差異在設(shè)定范圍內(nèi)，根據(jù)分層圖像在整個凍土圖像中的高度位置，得到待識別凍土的凍結(jié)深度。本發(fā)明的凍土深度識別原理簡單，測量凍土深度的精度高，有助于實驗環(huán)境下凍土深度的研究和觀測，利用本發(fā)明的凍土觀測方法及裝置檢測的凍土深度驗證凍土設(shè)備的測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于凍土觀測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于比色法的凍土觀測方法及裝置。

背景技術(shù)

凍土是反映土壤熱狀態(tài)的一項指標，在研究地表和大氣的熱交換上有重要意義。為了對各個地區(qū)的土壤的凍結(jié)狀態(tài)進行了解，常常取用一些土壤在不同的溫度下進行凍土深度的研究和觀測。此時，一般通過采用人工坑挖法或凍土鉆鑿洞法進行觀測，該方法操作繁瑣，主觀性強，觀測精度較低。

為了對土壤的凍結(jié)程度進行觀測，還可采用凍土設(shè)備如實現(xiàn)凍土深度的自動測量，如公告號CN102749057B的中國發(fā)明專利提出的“一種凍土自動觀測裝置”、公告號CN203337114U的中國實用新型專利提出的“凍土自動觀測裝置”，但現(xiàn)有的凍土設(shè)備測量的凍土深度仍無法達到要求的精度，因此，有必要對凍土設(shè)備對凍土深度的測量精度進行驗證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于比色法的凍土觀測方法及裝置，用于解決驗證凍土自動測量儀器測量精度的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于比色法的凍土觀測方法，包括以下步驟：

1)獲取加入溶水變色溶質(zhì)的待識別凍土的凍土圖像；

2)將凍土圖像沿凍土深度方向進行分層處理；

3)開始計算分層圖像的顏色特征值，并將分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值進行比較，直至某一個分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值的差異在設(shè)定范圍內(nèi)，則根據(jù)差異在設(shè)定范圍內(nèi)的對應(yīng)分層圖像在整個凍土圖像中的高度位置，得到待識別凍土的凍結(jié)深度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提出一種基于比色法的凍土觀測裝置，包括存儲器和處理器，處理器用于執(zhí)行存儲在存儲器中的指令以實現(xiàn)上述步驟1)至步驟3)。

本發(fā)明的凍土觀測方法及裝置，通過對加入有溶水變色溶質(zhì)的待識別凍土的凍土圖像進行分層處理，將各分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值一一比較，直到某一個分層圖像的顏色特征值與設(shè)定標準值之間的差異在設(shè)定范圍內(nèi)，根據(jù)分層圖像在整個凍土圖像中的高度位置，得到待識別凍土的凍結(jié)深度。本發(fā)明的凍土深度識別原理簡單，測量凍土深度的精度高，有助于實驗環(huán)境下凍土深度的研究和觀測，利用本發(fā)明的凍土觀測方法及裝置檢測的凍土深度驗證凍土設(shè)備的測量精度，如凍土傳感器和凍土器。

為保證凍土深度的識別精度，該設(shè)定標準值通過以下步驟獲取：

在設(shè)定溫度環(huán)境下獲取加入溶水變色溶質(zhì)的凍土圖像，將該凍土圖像作為標準圖像；設(shè)定溫度環(huán)境為使土壤達到凍結(jié)狀態(tài)的臨界溫度值。獲取標準圖像的顏色特征值，將標準圖像的顏色特征值作為設(shè)定標準值。

進一步，上述標準圖像的顏色特征值為分層圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSV顏色空間的V值，HSV顏色空間的V值比RGB顏色空間的RGB值表征圖像的效果更好。

為增加溶質(zhì)對凍土的顯色效果，從而得到清晰的凍土圖像，上述溶水變色溶質(zhì)優(yōu)選為高錳酸鉀，使得凍土與未凍土具有明顯顏色差異，從而直觀便捷的獲得凍土凍結(jié)深度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于比色法的凍土觀測方法流程圖；

圖2-1是本發(fā)明在凍結(jié)臨界溫度下對凍土拍照的標準圖像；

圖2-2是本發(fā)明在第一個凍結(jié)過程對凍土拍照的圖像；