中國科學院南京土壤研究所胡文友獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院南京土壤研究所申請的專利一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120576700B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-23發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202511081593.3,技術領域涉及:G01B15/02;該發明授權一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法是由胡文友;羅方舟;田康;樊亞男;李貝貝設計研發完成,并于2025-08-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法,通過探地雷達技術可以對大面積黑土地耕地黑土層厚度進行直接測量,并自動濾除探地雷達信號雜波和校正地面位置。本發明技術方案基于中心頻率法和殘差法,自動獲取適用于黑土地探地雷達信號的變分模態分解參數,再將變分模態分解的模態分量進行計數分析,對比探地雷達原信號的頻譜圖和實際黑土層厚度,建立基于峰面積占比的經驗模型,自動篩選可用于識別黑土層厚度的篩選后中心頻率和頻率掃寬,進行頻率濾波后,自適應識取黑土層位置,可以實現黑土層厚度的快速獲取,提高了識別的準確性和效率。
本發明授權一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法在權利要求書中公布了:1.一種基于變分模態分解法和探地雷達技術的自適應識別黑土層厚度的方法,其特征在于,包括如下步驟: S1、采用傳統方法確定典型黑土耕地的黑土層厚度,所述傳統方法包括傳統剖面法、土鉆法結合野外判斷方法及采樣實驗室檢測獲取實際黑土層厚度; S2、采用探地雷達對黑土地耕地進行探測采集,獲取原信號,所述原信號包括信號在土壤中傳播的時窗以及雙程走時下的不同時窗的幅值,探地雷達探測過程中,每間隔設定距離采集一道信號,探地雷達路線上采集的總道數的時窗-幅值數據組合成剖面的雷達原信號; S3、對獲取的每道原信號進行預處理,通過濾波處理和尋找0時刻確定地面位置,消除信號噪聲和采樣誤差; S4、對預處理后的所述原信號進行變分模態分解,使用中心頻率法和殘差法確定所述原信號每道的最佳分解層數和更新步長,獲得最優分解模態模型,最大限度保留原信號特征,基于所述最佳分解層數,構建自適應獲取更新步長的殘差法,將原信號每道進行變分模態分解,分別進行迭代,更新步長為0.01~1,從0.01開始向1迭代,以獲取的最佳分解層數計算分解模態振幅的疊加值與原信號的差值,其中差值最小時的更新步長為該道的更新步長; S5、分析所述原信號的頻譜圖,獲取所述原信號頻率分布,基于所述最佳分解層數和更新步長獲取代表性模態分量和其對應的中心頻率,采用中心頻率計數法對模態分量進行統計,結合信號頻率連續變化和離散分布情況獲取原信號的頻率特征; S6、基于所述頻率特征,結合所述步驟S1確定的黑土層厚度,確定平均峰面積占比,自動對每道數據進行中心頻率和頻率掃寬的篩選; S7、基于篩選后的中心頻率和頻率掃寬對所述原信號進行濾波,自動識取黑土層對應位置,計算平均黑土層厚度。
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