一种基于探地雷达的植物根系三维重构方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于探地雷达的植物根系三维重构方法及系统，该方法包括：通过探地雷达获取植物根部的雷达图像；将雷达图像输入到目标检测模型中，生成相应的雷达双曲线图像；通过预设采样点与植物根系的几何关系得出植物的所有根点位置坐标与半径；在MATLAB软件中根据植物的所有根点位置坐标计算出相邻扫描面中根点之间的特征参数，根据特征参数来设置阈值来定义搜索窗口，搜索窗口对所有根点进行连接，生成初始拓扑结构图；通过评分函数对初始拓扑结构图进行优化、三维填充和平滑重构，完成对植物根系的三维重构，本发明专利技术能在不破坏植物根系及其周围土壤的条件下实现对植物根系的三维重构，促进植物的水肥利用效率，提高果树的产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物根系的无损探测领域，具体涉及一种基于探地雷达的植物根系三维重构方法及系统。

技术介绍

1、根系是植物中的重要器官，作为光合产物和其他储备的储存器官，它不仅承担吸收水分、养分的作用，还作为植物的机械支撑。对树根的生长状态以及的空间分布进行监测，是果树等木本植物养根、护根工作的基础，有利于更好地指导精准施肥、灌溉等工作，进而提高水肥利用效率和果树产量。

2、然而，树根常年埋藏在地下，在野外难以进行直接观察。所以目前主要有挖掘法、土钻法和探地雷达对树根进行探测，然而挖掘法、土钻法属于破坏性的根系探测方法，采用挖掘法和土钻法对树根进行探测不仅费时费力，而且容易对树根及其周围土壤产生损坏，无法实现长期和无损化的树根监测。而探地雷达由于具有探测范围广、可重复性强的优点，目前被广泛应用于植物根系的无损探测。

3、在现有技术中，利用探地雷达对植物根系进行探测时会导致树根的根系结构的信息缺失，这大大的影响了对于植物根系的探测精度，因此为了全面了解树根的根系结构，需要对树根进行三维可视化，其中包括了根系拓扑结构和根系几何特征，所以如何本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，步骤S1的具体过程如下：根据所述目标植物预先设定好探地雷达的探测路线，所述探地雷达采用B-scan扫描方式对所述目标植物的根系进行探测，得到所述目标植物根系相应的B-scan雷达图像，然后对所述B-scan雷达图像依次进行零点校正、背景去除、时变增益和图像滤波处理操作，最终得到处理后的B-scan雷达图像。

3.根据权利要求2所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，所述探测路线为以所述目标植物根系为中心规划的...

【技术特征摘要】

1.一种基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，步骤s1的具体过程如下：根据所述目标植物预先设定好探地雷达的探测路线，所述探地雷达采用b-scan扫描方式对所述目标植物的根系进行探测，得到所述目标植物根系相应的b-scan雷达图像，然后对所述b-scan雷达图像依次进行零点校正、背景去除、时变增益和图像滤波处理操作，最终得到处理后的b-scan雷达图像。

3.根据权利要求2所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，所述探测路线为以所述目标植物根系为中心规划的多个等间距的同心圆路线。

4.根据权利要求1所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，步骤s2的具体步骤如下：

5.根据权利要求1所述的基于探地雷达的植物根系三维重构方法，其特征在于，步...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙道宗，吴昊候，曾源，钟宏笙，江浩亮，邓梓浩，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：