土壤优先流区的预测方法、装置、电子设备及存储介质

专利检索2024-12-11  28


本发明涉及土壤监测领域,尤其涉及一种土壤优先流区的预测方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术:

1、土壤优先流是指在土壤中由于孔隙结构的非均匀性,水流在特定路径上更快速地移动的现象。这种流动模式对土壤水分分布、养分运输及污染物迁移等过程有重要影响。尤其在极端气候事件(如骤旱和骤涝)下,土壤优先流的行为可能导致环境和生态系统的显著变化。目前,对土壤优先流的研究主要集中在野外观测和理论分析,无法评估不同的气候事件例如骤旱或骤涝,对土壤优先流区的影响,从而阻碍环境风险评价的开展。


技术实现思路

1、本发明实施例旨在提供一种土壤优先流区的预测方法、装置、电子设备及存储介质,以解决现有技术中无法有效评估不同气候事件对土壤优先流区影响的技术难题。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种土壤优先流区的预测方法,包括以下步骤:

3、获取待评估的第一土壤优先流区的第一环境参数及第一土壤参数;

4、基于预设的土壤优先流区预测模型,对所述第一环境参数和所述第一土壤参数进行分析预测,得到所述第一土壤优先流区的预测结果;

5、其中,所述土壤优先流区预测模型,用于预测在所述第一环境参数和所述第一土壤参数条件下,所述第一土壤优先流区的潜在变化。

6、在一些实施例中,在所述基于预设的土壤优先流区预测模型,对所述第一环境参数和所述第一土壤参数进行分析预测,得到所述第一土壤优先流区的预测结果的步骤之前,所述方法还包括:

7、基于第二土壤优先流区的第二土壤参数,构建优先流区模拟装置;

8、利用第二环境参数,模拟针对所述优先流区模拟装置的气候事件;

9、在预设模拟时间内,根据所述气候事件对所述优先流区模拟装置进行模拟实验,并记录在所述气候事件的条件下,所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果;

10、基于所述变化结果、与所述变化结果对应的第二土壤参数和第二环境参数,构建土壤优先流区预测模型。

11、在一些实施例中,所述第二土壤参数包括土壤类型参数、土壤孔隙结构参数以及孔隙结构位置参数;

12、所述基于第二土壤优先流区的第二土壤参数,构建优先流区模拟装置的步骤,包括:

13、基于所述第二土壤优先流区的土壤孔隙结构参数,构建对应的孔隙结构;

14、根据所述孔隙结构位置参数,在预设的开放式方形实验器皿中放置所述孔隙结构,所述实验器皿由有机玻璃制成,所述实验器皿的底部设有若干排水孔,并铺有石英棉和石英砂;

15、在所述实验器皿中填充所述土壤类型参数对应的土壤,得到优先流区模拟装置。

16、在一些实施例中,所述气候事件包括骤旱事件,所述模拟时间包括第一时间;

17、所述在预设模拟时间内,根据所述气候事件对所述优先流区模拟装置进行模拟实验,并记录在所述气候事件的条件下,所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果的步骤,包括:

18、根据所述骤旱事件,对所述优先流区模拟装置内的温度、风速、湿度、光照强度进行设置,得到所述优先流区模拟装置的第一模拟环境;

19、在所述第一模拟环境下,对所述优先流区模拟装置进行模拟实验,并记录所述优先流区模拟装置中优先流区在所述第一时间下的土壤湿度变化数据、土壤微生物活动变化数据。

20、在一些实施例中,所述气候事件包括骤涝事件,所述模拟时间包括第二时间;

21、所述在预设模拟时间内,根据所述气候事件对所述优先流区模拟装置进行模拟实验,并记录在所述气候事件的条件下,所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果的步骤,包括:

22、根据所述骤涝事件,对所述优先流区模拟装置内的降雨量进行设置,得到所述优先流区模拟装置的第二模拟环境;

23、在所述第二模拟环境下,对所述优先流区模拟装置进行模拟实验,并记录所述优先流区模拟装置中优先流区在所述第二事件下的水流动态变化数据、土壤侵蚀变化数据以及土壤微生物活动变化数据。

24、在一些实施例中,所述记录在所述气候事件的条件下,所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果的步骤,包括:

25、利用三维建模技术,将所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的实验数据转换为三维模型变化数据;

26、将所述三维模型变化数据作为所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果。

27、在一些实施例中,在所述基于所述变化结果、与所述变化结果对应的第二土壤参数和第二环境参数,构建土壤优先流区预测模型的步骤之前,所述方法还包括:

28、获取所述优先流区模拟装置中优先流区的土壤样本;

29、根据所述土壤样本,确定不同的气候事件对所述优先流区模拟装置中优先流区的影响,得到影响数据;

30、所述基于所述变化结果、与所述变化结果对应的第二土壤参数和第二环境参数,构建土壤优先流区预测模型的步骤,包括:

31、基于所述变化结果、与所述变化结果对应的第二土壤参数和第二环境参数,以及所述影响数据,构建土壤优先流区预测模型。

32、第二方面,本发明实施例提供了一种土壤优先流区的预测装置,包括:

33、获取模块,用于获取待评估的第一土壤优先流区的第一环境参数及第一土壤参数;

34、预测模块,用于基于预设的土壤优先流区预测模型,对所述第一环境参数和所述第一土壤参数进行分析预测,得到所述第一土壤优先流区的预测结果;

35、其中,所述土壤优先流区预测模型,用于预测在所述第一环境参数和所述第一土壤参数的条件下,所述第一土壤优先流区的潜在变化。

36、第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,电子设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的土壤优先流区的预测方法中的步骤。

37、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的土壤优先流区的预测方法中的步骤。

38、本发明实施例提供了一种土壤优先流区的预测方法、装置、电子设备及存储介质,该方法通过获取待评估的第一土壤优先流区的第一环境参数以及第一土壤参数,并根据多个模拟实验数据得到的土壤优先流区预测模型对该第一优先流区进行预测,从而能够预测该第一土壤优先流区在不同气候事件下的行为变化及其生态变化,为该第一土壤优先流区的土壤管理和环境保护提供了有效的数据支撑。



技术特征:

1.一种土壤优先流区的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述基于预设的土壤优先流区预测模型,对所述第一环境参数和所述第一土壤参数进行分析预测,得到所述第一土壤优先流区的预测结果的步骤之前,所述方法还包括:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第二土壤参数包括土壤类型参数、土壤孔隙结构参数以及孔隙结构位置参数;

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述气候事件包括骤旱事件,所述模拟时间包括第一时间;

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述气候事件包括骤涝事件,所述模拟时间包括第二时间;

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述记录在所述气候事件的条件下,所述优先流区模拟装置中的优先流区在不同时间下对应的变化结果的步骤,包括:

7.如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,在所述基于所述变化结果、与所述变化结果对应的第二土壤参数和第二环境参数,构建土壤优先流区预测模型的步骤之前,所述方法还包括:

8.一种土壤优先流区的预测装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法中的步骤。


技术总结
本发明公开了一种土壤优先流区的预测方法、装置、电子设备及存储介质,该方法包括获取待评估的第一土壤优先流区的第一环境参数和第一土壤参数,基于预设的土壤优先流区预测模型,对第一环境参数和第一土壤参数进行分析预测,得到第一土壤优先流区的预测结果,土壤优先流区预测模型,用于预测在第一环境参数和第一土壤参数的条件下,第一土壤优先流区的潜在变化。采用本发明实施例,能够预测土壤优先流区在不同的气候事件下的行为变化及其生态变化,为土壤管理和环境保护提供了有效的数据支撑。

技术研发人员:杨裕恒,严登华,于志磊,袁喆,吴泽宁,管新建,尹军,吕翠美
受保护的技术使用者:郑州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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