CN102288643A - 土壤中有机质的测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种土壤中有机质的测量方法及装置，方法包括：对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；对电压曲线方程进行去噪处理；对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量。通过检测土壤有机质对应的电压值形成电压曲线方程，并计算获得相关的参数；最后将参数值带入预设的计算公式便可以准确可靠的获得土壤中有机质的含量。由于整个检测过程都可以由装置自动完成，不受人为因素影响，所以提高了土壤中有机质的测量方法的可靠性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种土壤中有机质的测量方法及装置。
背景技术
目前，土壤中有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，有机质能促使土壤形成结构，以改善物理、化学及生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，同时有机质本身又含有植物所需要的各种养分，如碳、氮、磷、硫等。因此，要了解土壤的肥力状况，必须进行土壤有机质含量的测定。现有技术中，土壤中有机质测量技术通常是在实验室平台上进行，具体为：在加热条件下，用一定量的氧化剂（重铬酸钾-硫酸溶液）氧化土壤中的有机碳，剩余的氧化剂用还原剂（硫酸亚铁铵或硫酸亚铁）滴定，这样，可从所消耗的氧化剂数量计算出有机碳的含量。由上可知，现有技术中对土壤中有机质进行测量方式需要在实验室中进行，不仅需要加入氧化剂还要加入还原剂，在检测过程中受人为的因素影响较大，导致现有技术中土壤有机质测量的准确性较低。
发明内容
本发明提供一种土壤中有机质的测量方法及装置，用以解决现有技术中土壤有机质测量的准确性较低的缺陷，实现提高土壤中有机质测量的准确性。
本发明提供一种土壤中有机质的测量方法，包括：
对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；
对电压曲线方程进行去噪处理；
对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；
根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；
根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。
本发明提供的土壤中有机质的测量方法，通过检测样品池中的土壤有机质对应的电压值形成电压曲线方程，然后对电压曲线方程进行去噪和拟合，并计算获得相关的参数；最后将参数值带入预设的计算公式便可以准确可靠的获得土壤中有机质的含量。由于整个检测过程都可以由装置自动完成，不受人为因素影响，所以提高了土壤中有机质的测量方法的可靠性和准确性。
本发明提供一种土壤中有机质的测量装置，包括：
检测模块，用于对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；
去噪模块，用于对电压曲线方程进行去噪处理；
拟合模块，用于对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；
第一计算模块，用于根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；
第二计算模块，用于根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。
本发明提供的土壤中有机质的测量装置，通过检测模块检测样品池中的土壤有机质对应的电压值形成电压曲线方程，然后去噪模块和拟合模块对电压曲线方程进行去噪和拟合，并由第一计算模块计算获得相关的参数；最后第二计算模块将参数值带入预设的计算公式便可以准确可靠的获得土壤中有机质的含量。由于整个检测过程都可以由装置自动完成，不受人为因素影响，所以提高了土壤中有机质的测量装置的可靠性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明土壤中有机质的测量方法实施例的流程图；
图2为本发明土壤中有机质的测量装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明土壤中有机质的测量方法实施例的流程图。如图1所示，本实施例土壤中有机质的测量方法，包括：
步骤1、对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程。具体的，本实施例土壤中有机质的测量方法通过步骤1检测土壤中有机质对应的电压值来计算测量土壤中有机质。
步骤2、对电压曲线方程进行去噪处理。具体的，步骤2对步骤1获得的电压曲线方程进行去噪处理，具体可以为：先对电压曲线方程进行平滑处理，之后利用一维小波变化进行去噪处理。
步骤3、对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程。具体的，步骤3对步骤2去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，具体可以为：采用幂函数对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合。
步骤4、根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值。具体的，通过步骤3获得电压拟合曲线方程后，步骤4便可以根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程计算相关参数，具体为：根据电压曲线方程，计算电压曲线方程对应的电压曲线的第一最大值，然后计算从第一最大值的1/c倍到最大值区间段内所围成区域的第一面积值；根据电压拟合曲线方程，计算电压拟合曲线方程对应的电压拟合曲线的第二最大值，然后计算从第二最大值后t秒时间段内所围成区域的第二面积值；参数值X为第一面积值除第二面积值。其中， 15≤t≤25；5≤c≤7。例如：c=6，t=20；第一面积值为：在电压曲线方程对应的电压曲线中，从纵轴值为第一最大值的1/6处的点开始至第一最大值处，电压曲线与时间横坐标所围成的面积；第二面积值为：在电压拟合曲线方程对应的电压拟合曲线中，从第二最大值处至第二最大值后20秒处，电压拟合曲线与时间横坐标所围成的面积。
步骤5、根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。具体的，步骤4获得参数X后，通过步骤5将参数带入到公式SOM=aX+b中，便可以准确的计算得到有机质的含量。
优选的，本实施例土壤中有机质的测量方法在步骤1之间可以还包括：
步骤1a、向样品池中注入臭氧，以使臭氧与土壤中的有机质反应发光；
步骤1具体为：检测光线强度，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程。
本实施例土壤中有机质的测量方法，通过检测样品池中的土壤有机质对应的电压值形成电压曲线方程，然后对电压曲线方程进行去噪和拟合，并计算获得相关的参数；最后将参数值带入预设的计算公式便可以准确可靠的获得土壤中有机质的含量。由于整个检测过程都可以由装置自动完成，不受人为因素影响，所以提高了土壤中有机质的测量方法的可靠性和准确性。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图2为本发明土壤中有机质的测量装置实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例土壤中有机质的测量装置，包括：
检测模块1，用于对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；
去噪模块2，用于对电压曲线方程进行去噪处理；
拟合模块3，用于对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；
第一计算模块4，用于根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；
第二计算模块5，用于根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。
优选的，本实施例土壤中有机质的测量装置可以还包括：
臭氧注入模块1a，用于向样品池中注入臭氧，以使臭氧与土壤中的有机质反应发光；
检测模块1还用于检测光线强度，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程。
本实施例土壤中有机质的测量装置的具体工作过程可以参见本发明土壤中有机质的测量方法实施例中的记载，在此不再赘述。
本实施例土壤中有机质的测量装置，通过检测模块检测样品池中的土壤有机质对应的电压值形成电压曲线方程，然后去噪模块和拟合模块对电压曲线方程进行去噪和拟合，并由第一计算模块计算获得相关的参数；最后第二计算模块将参数值带入预设的计算公式便可以准确可靠的获得土壤中有机质的含量。由于整个检测过程都可以由装置自动完成，不受人为因素影响，所以提高了土壤中有机质的测量装置的可靠性和准确性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种土壤中有机质的测量方法，其特征在于，包括：
对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；
对电压曲线方程进行去噪处理；
对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；
根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；
根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。
2.根据权利要求1所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，所述对土壤进行检测之前，还包括：
向样品池中注入臭氧，以使臭氧与土壤中的有机质反应发光；
所述对土壤进行检测，具体为：检测光线强度，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程。
3.根据权利要求1或2所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，所述对电压曲线方程进行去噪处理，具体为：
先对电压曲线方程进行平滑处理，之后利用一维小波变化进行去噪处理。
4.根据权利要求1或2所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，所述对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，具体为：
采用幂函数对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合。
5.根据权利要求4所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，所述根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值，具体为：
根据电压曲线方程，计算电压曲线方程对应的电压曲线的第一最大值，然后计算从第一最大值的1/c倍到最大值区间段内所围成区域的第一面积值；
根据电压拟合曲线方程，计算电压拟合曲线方程对应的电压拟合曲线的第二最大值，然后计算从第二最大值后t秒时间段内所围成区域的第二面积值；
参数值为第一面积值除第二面积值。
6.根据权利要求5所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，15≤t≤25。
7.根据权利要求5所述的土壤中有机质的测量方法，其特征在于，5≤c≤7。
8.一种土壤中有机质的测量装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于对样品池中的土壤进行检测，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程；
去噪模块，用于对电压曲线方程进行去噪处理；
拟合模块，用于对去噪处理后的电压曲线方程进行拟合，已获得电压拟合曲线方程；
第一计算模块，用于根据电压曲线方程和电压拟合曲线方程，计算得到电压值变化的参数值；
第二计算模块，用于根据参数值和预设的计算公式，计算土壤中的有机质的含量；
其中，预设的计算公式为有机质的含量与参数值之间的线性关系公式，预设的计算公式为：SOM=aX+b，23≤a≤24，-7≤b≤-6，X为参数值，SOM为有机质的含量。
9.根据权利要求8所述的土壤中有机质的测量装置，其特征在于，还包括：
臭氧注入模块，用于向样品池中注入臭氧，以使臭氧与土壤中的有机质反应发光；
所述检测模块还用于检测光线强度，以获得土壤中有机质对应的电压值与时间的对应的电压曲线方程。
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