CN109298132A - 植物根系穿透力预测方法及装置 - Google Patents

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CN109298132A CN201710611631.0A CN201710611631A CN109298132A CN 109298132 A CN109298132 A CN 109298132A CN 201710611631 A CN201710611631 A CN 201710611631A CN 109298132 A CN109298132 A CN 109298132A
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罗敏
张文艳
熊娟
史汉宸
刘良果
侯胜
陈林
赵红娱
蒋勇
李琦
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China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0098—Plants or trees

Abstract

本发明是关于一种植物根系穿透力预测方法及装置，属于植物根系检测技术领域。所述方法包括：获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据；根据待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合；将至少一个函数关系中的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型；基于关系模型，完成对植物根系穿透力的预测。本发明通过获取植物根系在琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的穿透力，确定穿透力随根系直径变化的关系模型，使得基于关系模型，完成对植物根系穿透力的预测，提前做好防护措施，避免植物根系对输气管道造成破坏。

Description

植物根系穿透力预测方法及装置
技术领域
本发明涉及植物根系检测技术领域，特别涉及一种植物根系穿透力预测方法及装置。
背景技术
植物根系具有养分以及水分的吸收、传输和存储的功能，同时还具有固定和支撑植物体的重要生理功能，在生态系统的生物地球化学循环中扮演着重要角色。对于生长在输气管道上方的植物来说，在生长的过程中，植物根系很可能会对输气管道的防腐层进行破坏。我国从20世纪80年代初期开始关注输气管道防腐层的植物根系破坏问题，并于20世纪80年代中期先后发现多起70年代修建的输气管道出现芦苇根系刺透输气管道石油沥青防腐层的现象。
植物根系生长于土壤中，一方面，由于土壤属于“黑箱”介质，因此，植物根系的生长分布具有偶然性和不可预知性；另一方面，对于诸如多年生高大乔木等植物来说，其植物根系的穿透力强，在生长的过程中会穿透其周围的输气管道，对输气管道造成破坏，不容忽视。
目前，为了评估植物根系对输气管道的危害，国内外在对植物根系的穿透力进行研究时，均为一次性挖掘观察植物根系在输气管道及管道涂层上的生长、附着情况。这种研究方法对输气管道周边环境具有极大的破坏性，研究结果存在一定的偶然性，且仅限于定性描述植物根系对输气管道及输气管道表面涂层破坏程度，缺乏对植物根系的穿透力对管道土层破坏作用的长期、连续的观测研究，因此，亟需一种植物根系穿透力预测方法，以便预测植物根系对管道的影响，提前做好防护措施。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种植物根系穿透力预测方法及装置。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种植物根系穿透力预测方法，所述方法包括：
获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，所述预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，所述穿透数据至少包括所述植物根系穿透所述预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径；
根据所述待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；
基于至少一个函数关系，对所述根系直径与所述穿透力的对应关系进行拟合，得到所述至少一个函数关系的拟合度；
将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型，所述目标函数关系的拟合度大于拟合度标准；
基于所述关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对所述植物根系穿透力的预测。
在另一个实施例中，所述获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据之前，所述方法还包括：
制作预设数目个琼脂块；
将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
将所述待测目标植物种植在所述基石上，并在所述种植容器的容器口覆盖遮阳网。
在另一个实施例中，所述制作预设数目个琼脂块包括：
常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；
在所述琼脂凝胶液中加入3g链霉素，所述链霉素为100万单位；
将加入所述链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；
当所述指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作所述预设数目个琼脂块。
在另一个实施例中，所述将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中包括：
将所述预设数目个琼脂块分别铺设在所述种植容器的内壁及底部，在所述种植容器中构成上开口的种植框；
在所述种植框内填充所述基石。
在另一个实施例中，所述将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型包括：
分别将所述至少一个函数关系的拟合度与所述拟合度标准进行比对；
确定所述至少一个函数关系中拟合精度大于所述拟合度标准的所述目标函数关系；
将所述目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种植物根系穿透力预测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，所述预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，所述穿透数据至少包括所述植物根系穿透所述预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径；
计算模块，用于根据所述待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；
拟合模块，用于基于至少一个函数关系，对所述根系直径与所述穿透力的对应关系进行拟合，得到所述至少一个函数关系的拟合度；
生成模块，用于将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型，所述目标函数关系的拟合度大于拟合度标准；
预测模块，用于基于所述关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对所述植物根系穿透力的预测。
在另一个实施例中，所述装置还包括：
制作模块，用于制作预设数目个琼脂块；
铺设模块，用于将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
种植模块，用于将所述待测目标植物种植在所述基石上，并在所述种植容器的容器口覆盖遮阳网。
在另一个实施例中，所述制作模块，用于常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；在所述琼脂凝胶液中加入3g链霉素，所述链霉素为100万单位；将加入所述链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；当所述指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作所述预设数目个琼脂块。
在另一个实施例中，所述铺设模块，用于将所述预设数目个琼脂块分别铺设在所述种植容器的内壁及底部，在所述种植容器中构成上开口的种植框；在所述种植框内填充所述基石。
在另一个实施例中，所述生成模块，用于分别将所述至少一个函数关系的拟合度与所述拟合度标准进行比对；确定所述至少一个函数关系中拟合精度大于所述拟合度标准的所述目标函数关系；将所述目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力，并基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，将拟合度大于拟合度标准的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，使得基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测，以便预测植物根系对管道的影响，提前做好防护措施，避免植物根系对输气管道造成破坏。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的流程图；
图2A是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的流程图；
图2B是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的示意图；
图2C是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的示意图；
图2D是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的示意图；
图2E是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的示意图；
图2F是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力方法的示意图；
图3A是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力装置的框图；
图3B是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力装置的框图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备400的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力预测方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤。
在步骤101中，获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，穿透数据至少包括植物根系穿透预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径。
在步骤102中，根据待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力。
在步骤103中，基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，得到至少一个函数关系的拟合度。
在步骤104中，将至少一个函数关系中的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，目标函数关系的拟合度大于拟合度标准。
在步骤105中，基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测。
本发明实施例提供的方法，通过获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力，并基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，将拟合度大于拟合度标准的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，使得基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测，以便预测植物根系对管道的影响，提前做好防护措施，避免植物根系对输气管道造成破坏。
在另一个实施例中，获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据之前，方法还包括：
制作预设数目个琼脂块；
将预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
将待测目标植物种植在基石上，并在种植容器的容器口覆盖遮阳网。
在另一个实施例中，制作预设数目个琼脂块包括：
常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；
在琼脂凝胶液中加入3g链霉素，链霉素为100万单位；
将加入链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；
当指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作预设数目个琼脂块。
在另一个实施例中，将预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中包括：
将预设数目个琼脂块分别铺设在种植容器的内壁及底部，在种植容器中构成上开口的种植框；
在种植框内填充基石。
在另一个实施例中，将至少一个函数关系中的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型包括：
分别将至少一个函数关系的拟合度与拟合度标准进行比对；
确定至少一个函数关系中拟合精度大于拟合度标准的目标函数关系；
将目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。
图2A是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力预测方法的流程图，如图2A所示，该方法包括以下步骤。
在步骤201中，制作预设数目个琼脂块。
在本发明实施例中，为了对待测目标植物的植物根系的穿透力进行检测，可基于琼脂块和基石为待测目标植物构建生长环境，并根据植物根系在琼脂块中的穿透情况确定植物根系的穿透力。在制作琼脂块时，由于琼脂块的浓度会对植物根系的穿透力造成影响，一般来说，植物根系生长环境的琼脂块浓度越高，植物根系发生弯曲的可能性越高，植物根系的穿透力越小，因此，需要制作预设数目个浓度不同的琼脂块，对植物根系在不同浓度的琼脂块中的穿透力进行检测，避免实验结果的偶然性，使得实验结果更加具有说服力。
其中，可以通过执行下述步骤一至步骤三制作预设数目个琼脂块。
步骤一、配置琼脂凝胶液。
用常温蒸馏水将不同质量的琼脂粉进行溶解，并将溶解后的琼脂粉加热糊化，配置出浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液。
步骤二、添加链霉素。
为了抑制琼脂块中的大部分杂菌生长，避免对待测目标植物的植物根系生长产生影响，需要在各个浓度的琼脂凝胶液中添加链霉素。其中，在琼脂凝胶液中添加的链霉素的规格可为100万单位，质量可为3g。本发明实施例对添加至琼脂凝胶液中的链霉素的规格和质量不进行具体限定。
步骤三、制作琼脂块。
当完成不同浓度的琼脂凝胶液的配置后，为了使琼脂凝胶液在冷却后可以形成琼脂块，可将琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平，这样，当指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，便可以得到不同浓度的琼脂块，完成制作预设数目个琼脂块。
在步骤202中，将预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中，并将待测目标植物种植在基石上，在种植容器的容器口覆盖遮阳网。
在本发明实施例中，由于待测目标植物的植物根系需要在一定的介质中生长，因此，在种植容器中铺设琼脂块的同时，还需要在种植容器中铺设基石，保证待测目标植物的植物根系可以正常的生长。其中，种植容器可为50cm*50cm*50cm的正方形容器，基石可为普通园土和蛭石，本发明实施例对种植容器的尺寸和基石的种类不进行具体限定。
在选取待测目标植物时，根据不同地区的植物类型，可以选取不同类型的植物作为待测目标植物。例如，对于川渝地区来说，其中生长的植物多为香樟、黄葛树、杉木、马尾松以及楠竹5种植物，且根据经验，上述5中植物对输气管道的影响较大，因此，可将上述5中植物中的一种或多种作为待测目标植物。需要说明的是，本案对选取的待测目标植物的类型及数目不进行具体限定。
在将琼脂块和基石铺设在种植容器中时，对于种植容器的4个纵立面和底面，需要分别铺设不同浓度的琼脂块，在种植容器中构成上开口的种植框，便于检测同一待测目标植物对不同浓度琼脂块的穿透力。将预设数目个琼脂块铺设完成构成上开口的种植框后，将基石填充在种植框内，随后，便可将待测目标植物种植在基石上。为了防止阳光直接对植物根系的照射，影响植物根系的生长，可在将待测目标植物种植在基石上后，在种植容器的容器口覆盖遮阳网，达到遮光的效果。当完成待测目标植物的种植后，需要定期对待测目标植物进行管护，并观察记录待测目标植物及其植物根系的生长状况。
需要说明的是，在将待测目标植物种植在基石上时，待测目标植物的植株高可为1.0m-1.5m，且每个种植容器中仅种植一株待测目标植物。对于一种待测目标植物来说，可以准备多个种植容器，将该种待测目标植物种植多次，避免实验结果存在偶然性。一般来说，每一种待测目标植物可以种植6次，本发明实施例对待测目标植物的种植次数不进行具体限定。
在步骤203中，获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据。
在本发明实施例中，穿透数据至少包括植物根系穿透预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径。对于不同类型的待测目标植物来说，其植物根系的穿透力不同，这样，植物根系在生长的过程中穿透琼脂块的根系数量以及穿透琼脂块的植物根系的根系直径均可能存在不同。因此，在获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据时，需要获取植物根系穿透预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径，以便确定不同待测目标植物的植物根系的穿透力。
在步骤204中，根据待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力。
在本发明实施例中，根据待测目标植物的植物根系在不同浓度的琼脂块中的穿透数据，可以计算出待测目标植物的植物根系的穿透力。
在步骤205中，基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，得到至少一个函数关系的拟合度。
在本发明实施例中，当确定根系直径不同的植物根系的穿透力后，可基于多个函数关系，对根系直径与穿透力之间的对应关系进行拟合，以便确定根系直径与穿透力之间的函数关系。其中，多个函数关系可由人为进行设定。根据经验，一般来说，多个函数关系可以包括线性模块、对数模块、多项式模块、指数模块以及幂函数模块。
这样，在对根系直径与穿透力进行模型拟合时，分别基于多个函数关系中的每个函数关系进行拟合，得到每个函数关系的拟合度，以便在后续根据拟合度确定将哪个函数关系作为待测目标植物的植物根系穿透力随根系直径变化的关系模型。其中，可以应用ORIGIN 9.0(数据分析软件)对根系直径与穿透力进行模型拟合，得到每个函数关系的拟合度，本发明实施例对进行模型拟合的方式不进行具体限定。
在步骤206中，分别将至少一个函数关系的拟合度与拟合度标准进行比对，确定至少一个函数关系中拟合精度大于拟合度标准的目标函数关系，将目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型。
在本发明实施例中，拟合度用于确定与待测目标植物的植物根系生长状况最为贴切的目标函数关系，根据经验，拟合精度一般为0.94；目标函数关系为拟合度大于拟合度标准的函数关系。当确定多个函数关系的拟合度后，将多个函数关系的拟合度与拟合度标准进行比对，以便确定与穿透力随根系直径变化过程最为贴切的目标函数关系。
对于多个函数关系中的任一函数关系来说，若该函数关系的拟合度低于拟合度标准，则表示该函数关系与穿透力随根系直径变化过程相差较大，无法较为准确的表示穿透力随根系直径变化，因此，该函数关系无法作为待测目标植物的穿透力随根系直径变化的关系模型；若该函数关系的拟合度高于拟合度标准，则表示该函数关系与穿透力随根系直径变化过程较为一致，可以较为精确的表示穿透力随根系直径变化，因此，该函数关系可以作为待测目标植物的植物根系穿透力随根系直径变化的关系模型。需要说明的是，若存在多个拟合度大于拟合度标准的目标函数关系，则确定多个拟合度中最大的拟合度对应的目标函数作为待测目标植物的植物根系穿透力随根系直径变化的模型，保证植物根系穿透力随根系直径变化的模型与植物根系的生长情况最为贴切。
在步骤207中，基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测。
在本发明实施例中，当确定了植物根系穿透力随根系直径变化的关系模型后，可以基于关系模型，对后续待测目标植物在生长过程中其植物根系的穿透力进行预测，确定待测根系直径的植物根系可能会产生的穿透力，以便提早做好输气管道的防护措施，避免植物根系对输气管道造成穿透性的破坏。
基于上述实施例提供的方法，发明人对川渝地区的香樟、黄葛树、杉木、马尾松以及楠竹5种植物进行实验得到以下实验结果：
参见表1，实验中分别获取了香樟、黄葛树、杉木、马尾松以及竹子分别在浓度为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂块中的根系数量及根系直径，并根据根系直径计算得到植物根系的硬度值。
表1
参见表1，在试验3个月后，统计到穿透5种浓度琼脂块的根系数量以黄葛树最多，根系数量达到44个；其次是竹子，竹子穿透5种浓度琼脂块的根系数量为42个；杉木穿透5种浓度琼脂块的根系数量为12个；马尾松穿透5种浓度琼脂块的根系数量为8个；香樟穿透5种浓度琼脂块的根系数量为5个。而且，可知能够穿透20g/L浓度琼脂块的树种有黄葛树和竹子，即这2种植物的植物根系生长过程中的穿透力最大是9.67Mpa，杉木和马尾松根系能穿透15g/L浓度的琼脂块，其根系穿透力最大是7.03Mpa，目前只观察到香樟的植物根系穿透10g/L浓度的琼脂块，其根系穿透力最大是4.38Mpa。
由前面的分析可知，川渝地区5种典型植物根系穿透力至少可达4.38Mpa，黄葛树和竹子的植物根系的穿透力可达9.67Mpa，研究过程中发现，植物根系生长过程中根系是否穿透某一浓度的琼脂块，与琼脂块接触的植物根尖大小密切相关。为此，将能够穿透某一浓度的植物根系的最大根系直径进行统计，并与对应的穿透力进行回归拟合，得到关系模型，使得在后续通过测定植物根尖直径大小，便可以根据关系模型预测植物根系的穿透力大小。
根据表1中的数据，可以获取图2B所示的香樟植物根系的穿透力随根系直径变化的关系模型：y＝-0.4954x2+6.4537x R2＝0.983；图2C所示的黄葛树植物根系的穿透力随根系直径变化的关系模型：y＝-0.5989x2+7.7911x R2＝0.9556；图2D所示的杉木植物根系的穿透力随根系直径变化的关系模型：y＝-0.7105x2+8.0004x R2＝0.9654；图2E所示的马尾松植物根系的穿透力随根系直径变化的关系模型：y＝-0.5349x2+7.7122x R2＝0.966；图2F所示的竹子植物根系的穿透力随根系直径变化的关系模型：y＝-0.6668x2+7.8785x R2＝0.9476。
根据图2B至图2F，在一定的范围内，植物根系的穿透力大小会随着植物根系的根系直径增加而增加，通过模型拟合，发现二次抛物线模型y|＝-ax2+bx拟合度较高(R2>0.94)，因此，参见表2，当植物根系的根系直径为2mm时，香樟、黄葛树、杉木、马尾松、楠竹根系穿透力大小分别为10.93MPa、13.19MPa、13.16MPa、13.28MPa、13.09MPa；当植物根系的根系直径为5mm时，植物根系的穿透力大小分别为19.88MPa、23.98MPa、22.24MPa、25.19MPa、22.72MPa。
表2
通常木本植物根系的根系直径大小均在2mm以内.即木本植物根系的穿透力最大约为l 3.28MIPa。然而，对于诸如竹子等高大禾本科植物来说，由于其具有特殊的地下鞭根系统(实质是生长于地下的变态茎，且鞭根前端坚硬的根壳)，使得在其生长的过程中，会对输气管道造成一定的影响，鞭根根尖延伸区的根系直径约5mm左右，因此，可确定竹子的植物根系的穿透力最大值为2272MPa。另外，竹子的鞭根主要分布在土壤中0-20cm的土层，占总生物量的84.70％；20-40cm的土层中的鞭根占总生物量的l5.30％；40cm以下土层几乎没有竹子鞭根的分布，因此，在埋设输气管道时，在不可避免经过竹林时应尽量将输气管道埋设在40cm以下，以降低穿透力较大的竹子的鞭根对输气管道安全生产造成潜在成胁。
本发明实施例提供的方法，通过获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力，并基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，将拟合度大于拟合度标准的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，使得基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测，以便预测植物根系对管道的影响，提前做好防护措施，避免植物根系对输气管道造成破坏。
图3A是根据一示例性实施例示出的一种植物根系穿透力预测装置的框图。参照图3A，该装置包括获取模块301，计算模块302，拟合模块303，生成模块304和预测模块305。
该获取模块301，用于获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，穿透数据至少包括植物根系穿透预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径；
该计算模块302，用于根据待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；
该拟合模块303，用于基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，得到至少一个函数关系的拟合度；
该生成模块304，用于将至少一个函数关系中的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，目标函数关系的拟合度大于拟合度标准；
该预测模块305，用于基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测。
本发明实施例提供的装置，通过获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力，并基于至少一个函数关系，对根系直径与穿透力的对应关系进行拟合，将拟合度大于拟合度标准的目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型，使得基于关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对植物根系穿透力的预测，以便预测植物根系对管道的影响，提前做好防护措施，避免植物根系对输气管道造成破坏。
在另一个实施例中，参见图3B，该装置还包括制作模块306，铺设模块307和种植模块308。
该制作模块306，用于制作预设数目个琼脂块；
该铺设模块307，用于将预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
该种植模块308，用于将待测目标植物种植在基石上，并在种植容器的容器口覆盖遮阳网。
在另一个实施例中，该制作模块306，用于常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；在琼脂凝胶液中加入3g链霉素，链霉素为100万单位；将加入链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；当指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作预设数目个琼脂块。
在另一个实施例中，该铺设模块307，用于将预设数目个琼脂块分别铺设在种植容器的内壁及底部，在种植容器中构成上开口的种植框；在种植框内填充基石。
在另一个实施例中，该生成模块304，用于分别将至少一个函数关系的拟合度与拟合度标准进行比对；确定至少一个函数关系中拟合精度大于拟合度标准的目标函数关系；将目标函数关系作为穿透力随根系直径变化的关系模型。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图4是本发明实施例提供的一种计算机设备400的结构示意图。参见图4，该计算机设备400包括通信总线、处理器、存储器和通信接口，还可以包括、输入输出接口和显示设备，其中，各个功能单元之间可以通过总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，处理器，用于执行存储器上所存放的程序，执行上述实施例中的视频数据处理方法。
总线是连接所描述的元素的电路并且在这些元素之间实现传输。例如，处理器通过总线从其它元素接收到命令，解密接收到的命令，根据解密的命令执行计算或数据处理。存储器可以包括程序模块，例如内核(kernel)，中间件(middleware)，应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)和应用。该程序模块可以是有软件、固件或硬件、或其中的至少两种组成。输入输出接口转发用户通过输入输出设备(例如感应器、键盘、触摸屏)输入的命令或数据。显示设备显示各种信息给用户。通信接口将该计算机设备400与其它网络设备、用户设备、网络进行连接。例如，通信接口可以通过有线或无线连接到网络以连接到外部其它的网络设备或用户设备。无线通信可以包括以下至少一种：无线保真(Wireless Fidelity，WiFi)，蓝牙(Bluetooth，BT)，近距离无线通信技术(Near FieldCommunication，NFC)，全球卫星定位系统(Global Positioning System，GPS)和蜂窝通信(cellular communication)(例如，长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)，长期演进技术的后续演进(Long Term Evolution–Advanced，LTE-A)，码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)，宽带码分多址(Wideband CDMA，WCDMA)，通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)，无线宽带接入(WirelessBroadband，WiBro)和全球移动通讯系统(Global System for Mobile communication，GSM)。有线通信可以包括以下至少一种：通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)，高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)，异步传输标准接口(Recommended Standard 232，RS-232)，和普通老式电话业务(Plain Old TelephoneService，POTS)。网络可以是电信网络和通信网络。通信网络可以为计算机网络、因特网、物联网、电话网络。计算机设备400可以通过通信接口连接网络，计算机设备400和其它网络设备通信所用的协议可以被应用、应用程序编程接口(Application ProgrammingInterface，API)、中间件、内核和通信接口至少一个支持。
一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由植物根系穿透力预测装置的处理器执行时，使得植物根系穿透力预测装置能够执行上述植物根系穿透力预测方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种植物根系穿透力预测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，所述预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，所述穿透数据至少包括所述植物根系穿透所述预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径；
根据所述待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；
基于至少一个函数关系，对所述根系直径与所述穿透力的对应关系进行拟合，得到所述至少一个函数关系的拟合度；
将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型，所述目标函数关系的拟合度大于拟合度标准；
基于所述关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对所述植物根系穿透力的预测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据之前，所述方法还包括：
制作预设数目个琼脂块；
将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
将所述待测目标植物种植在所述基石上，并在所述种植容器的容器口覆盖遮阳网。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述制作预设数目个琼脂块包括：
常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；
在所述琼脂凝胶液中加入3g链霉素，所述链霉素为100万单位；
将加入所述链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；
当所述指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作所述预设数目个琼脂块。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中包括：
将所述预设数目个琼脂块分别铺设在所述种植容器的内壁及底部，在所述种植容器中构成上开口的种植框；
在所述种植框内填充所述基石。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型包括：
分别将所述至少一个函数关系的拟合度与所述拟合度标准进行比对；
确定所述至少一个函数关系中拟合精度大于所述拟合度标准的所述目标函数关系；
将所述目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型。
6.一种植物根系穿透力预测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，所述预设数目个琼脂块为预设数目个不同浓度的琼脂块，所述穿透数据至少包括所述植物根系穿透所述预设数目个琼脂块的根系数量以及根系直径；
计算模块，用于根据所述待测目标植物的植物根系在预设数目个琼脂块中的穿透数据，计算不同根系直径的植物根系的穿透力；
拟合模块，用于基于至少一个函数关系，对所述根系直径与所述穿透力的对应关系进行拟合，得到所述至少一个函数关系的拟合度；
生成模块，用于将所述至少一个函数关系中的目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型，所述目标函数关系的拟合度大于拟合度标准；
预测模块，用于基于所述关系模型，确定不同根系直径的植物根系的穿透力，完成对所述植物根系穿透力的预测。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
制作模块，用于制作预设数目个琼脂块；
铺设模块，用于将所述预设数目个琼脂块及基石铺设在种植容器中；
种植模块，用于将所述待测目标植物种植在所述基石上，并在所述种植容器的容器口覆盖遮阳网。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述制作模块，用于常温蒸馏水配置浓度分别为3g/L、5g/L、10g/L、15g/L以及20g/L的琼脂凝胶液；在所述琼脂凝胶液中加入3g链霉素，所述链霉素为100万单位；将加入所述链霉素的琼脂凝胶液倒入指定容器中铺平；当所述指定容器中的琼脂凝胶液冷却后，完成制作所述预设数目个琼脂块。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述铺设模块，用于将所述预设数目个琼脂块分别铺设在所述种植容器的内壁及底部，在所述种植容器中构成上开口的种植框；在所述种植框内填充所述基石。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成模块，用于分别将所述至少一个函数关系的拟合度与所述拟合度标准进行比对；确定所述至少一个函数关系中拟合精度大于所述拟合度标准的所述目标函数关系；将所述目标函数关系作为所述穿透力随所述根系直径变化的关系模型。
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