[發明專利]基于圖像處理的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法及裝置

有效

• 申請號: 202010893411.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112115940B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 齊龍;袁梓浩;蔣郁;邢航;鄧若玲;江茜;黃旭楠;陶明
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/30;G06V10/28;G06T17/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種基于圖像處理的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取土壤樣品的斷層掃描圖像；

根據土壤樣品的斷層掃描圖像，將土壤樣品劃分為多個等高的土壤層；

對每個土壤層的斷層掃描圖像進行處理，得到多個網格圖像及立體網格土壤的孔隙度數據；

將立體網格土壤的孔隙度按大小劃分多個土壤孔隙度等級；

根據土壤孔隙度等級，對立體網格土壤進行相應的標記，完成網格可視化土壤模型的構建。

2.根據權利要求1所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述對每個土壤層的斷層掃描圖像進行處理，得到多個網格圖像及立體網格土壤的孔隙度數據，具體包括：

提取每個土壤層的斷層掃描圖像的感興趣區域；

對感興趣區域圖像進行中值濾波降噪；

將中值濾波降噪后的圖像轉換為灰度圖像；

對灰度圖像進行網格化分割，得到多個網格圖像，使多個網格圖像進行疊加得到立體網格土壤；

使用準確的二值化閾值對網格圖像進行二值化操作，轉換為二值圖像；

根據二值圖像，計算得到每個網格圖像的孔隙度大小；

根據每個網格圖像的孔隙度大小，計算得到立體網格土壤的孔隙度數據。

3.根據權利要求2所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述二值化閾值的確定，具體包括：

基于傳統試驗獲取土壤孔隙度準確數據；

提取土壤樣品掃描圖像中的感興趣區域；

對感興趣區域圖像進行中值濾波降噪；

將中值濾波降噪后的圖像轉換為灰度圖像；

采用初始閾值將灰度圖像轉換為二值圖像；

調整閾值大小，使利用二值圖像計算所得的土壤孔隙度接近于土壤孔隙度準確數據，從而矯正得到二值化閾值。

4.根據權利要求2-3任一項所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述根據每個網格圖像的孔隙度大小，計算得到立體網格土壤的孔隙度數據，具體為：

將屬于同一立體網格土壤的所有網格圖像的孔隙度大小進行疊加再取平均，得到該立體網格土壤的孔隙度數據。

5.根據權利要求1-3任一項所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述將立體網格土壤的孔隙度按大小劃分多個土壤孔隙度等級，具體包括：

將區間為[0，0.3)的土壤孔隙度作為第一土壤孔隙度等級；

將區間為[0.3，0.4)的土壤孔隙度作為第二土壤孔隙度等級；

將區間為[0.4，0.5)的土壤孔隙度作為第三土壤孔隙度等級；

將區間為[0.5，0.6)的土壤孔隙度作為第四土壤孔隙度等級；

將區間為[0.6，0.7)的土壤孔隙度作為第五土壤孔隙度等級；

將區間為[0.7，1)的土壤孔隙度作為第六土壤孔隙度等級。

6.根據權利要求1-3任一項所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述根據土壤孔隙度等級，對立體網格土壤進行相應的標記中，標記的方式為著色，顏色越深表示土壤孔隙度等級越高，即土壤孔隙度越大，孔隙越多；顏色越淺表示土壤孔隙度等級越低，即土壤孔隙度越小，孔隙越少。

7.根據權利要求1-3任一項所述的土壤孔隙度空間分布數據獲取方法，其特征在于，所述將土壤樣品劃分為多個等高的土壤層，具體為：

剔除土壤樣品中的頂部表層土壤信息，將剩余土壤橫向劃分為多個等高的土壤層，同時分別保存不同土壤層的斷層掃描圖像。