[发明专利]一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法

权利要求书

1.一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

a1、将采集土壤样本,并进行研磨、过筛、烘干处理，从而保证土壤粒径、含水量等理化参量的相对一致性；将土壤均分为5份，进行不同洒水处理并静置24小时，以保证土壤湿度的均一性；

a2、针对5份土壤进行锤击实验，在锤击实验前进行土壤光谱测定，用于后续去除水分不同的干扰；对土壤样本进行锤击实验，用以测定土壤最大干密度；待完成锤击实验后，将锤击后的土壤取出，并进行称重、烘干处理，烘干后再称重，以计算土壤含水率；在进行烘干处理前，对位于土壤柱中部的土壤进行光谱测定，用于最大干密度的无损检测；

a3、基于a1、a2中采集的光谱数据、土样重量等实验数据，计算土壤最大干密度、土壤含水率；利用光谱数据、土壤含水率对压实后的土壤光谱进行修正；

a4、将a3中修正后的土壤光谱数据与土壤最大干密度进行相关性分析，提取敏感波段，并利用偏最小二乘算法构建土壤最大干密度估测模型，找出敏感波段与预测的路基压实度的关系；

a5、将路基压实后的土壤光谱数据，输入估测模型，估测路基压实度。

2.根据权利要求1所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述步骤a1中每份土壤为3.5公斤，在洒水过程中，洒水一次立刻将土壤翻匀，以保证水分与土壤的均匀结合，洒水后土壤最少静置24小时，静置时间可根据实际情况进行延长。

3.根据权利要求1所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述步骤a2中锤击实验采用击实仪，将击实仪平稳置于刚性基础上，称取一定量试样，倒入击实仪内，分层击实，分3层，每层25击；每层试样高度应相等，两层交界处的土面刨毛，击实完成时，超出击实仪的击实筒顶的试样高度应小于6mmm。

4.根据权利要求1所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述步骤a2中的光谱测定，需要测定土壤压实前、后表面的光谱数据，采用光谱仪采集不同含水率土壤的光谱数据；测量前先将光谱仪预热，且须用已标定好的白板进行优化，在达既定标准后开展土壤表面光谱测量，每次光谱测定须采集10条光谱求平均作为该次测定的光谱数据。

5.根据权利要求1所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述步骤a3中土壤含水率的计算，将压实后的土壤置于烤箱内，用107℃烘干至恒重，分别称其干重，计算土壤水分的含量，其计算公式如下：

式中，WC为土壤样本的实测含水率，W_fresh为鲜重，W_dry为干重。

6.根据权利要求5所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述步骤a3中土壤最大干密度计算公式如下：

式中，WC为土壤样本的实测含水率，ρ₀为土壤含水密度，ρ_d为土壤最大干密度。

7.根据权利要求1所述的一种基于高光谱技术路基压实度无损检测方法，其特征在于，所述a3中光谱修正是利用土壤压实前的光谱分别除以烘干后的土壤光谱，获得各含水量的修正系数，然后将压实后的土壤光谱除以修正系数，获得修正后的光谱数据，其计算公式如下：

式中：X_i为压实后第i份土壤光谱的修正系数，S_qi是土壤压实前第i份土壤光谱数据，S_hi为土壤压实后第i份土壤光谱数据，S_xi为土壤压实后第i份修正的土壤光谱数据。