一种土地成分分析系统

技术领域

本发明属于土地成分分析领域，特别是涉及一种土地成分分析系统。

背景技术

土地环境监测是指通过对影响土地环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量及其变化趋势。土地成分分析对于未知区域的土地成分分析尤为重要，不仅需要检测土地所含成分，而且还需要根据成分对比得出适合该地种植的植物，是非常困难的；为了提高农产品的生产性，有必要适当把握土地的肥力。

但是在现有技术中，对于土地成分分析的主要是将待测土壤送至实验室中进行检测分析，工作繁琐、工作效率低，检测成本较大，同时土地成分分析数据庞大，对于土地成分数据的存储及查看较为复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种土地成分分析系统，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种土地成分分析系统，包括：

采集模块、处理模块、分析模块和存储模块；其中所述采集模块、所述处理模块和所述分析模块依次连接，所述存储模块分别与所述采集模块和所述分析模块连接；

所述采集模块，用于采集土地样品和土地历史数据；

所述处理模块，用于对所述土地样品进行处理，得到土地样品的光谱信号；

所述分析模块，用于对所述光谱信号进行分析，得到分析数据，将所述分析数据与所述土地历史数据进行对比，得到分析结果；

所述存储模块，用于构建数据存储框架，通过数据存储框架存储所述土地历史数据、所述分析数据和所述分析结果。

优选地，所述采集模块包括：样品采集单元和历史数据采集单元；其中所述样品采集单元和历史数据采集单元分别与所述处理模块连接；

所述样品采集单元，用于采集不同时间的土地样品，并对土地样品进行分组；

所述历史数据采集单元，用于采集历史数据，所述历史数据包括：土地组分、各组分含量、含量的作用和补求措施。

优选地，所述处理模块包括：样品处理单元和激光处理单元；其中所述样品处理单元和激光处理单元分别与所述分析模块连接；

所述样品处理单元，用于对土地样品进行杂质处理，清除土地样品中的砂石杂质，得到待测样品；

所述激光处理单元，用于对所述待测样品进行激光照射，得到待测样品的光谱信号。

优选地，所述激光处理单元中，通过激光器发射的激光，照射所述待测样品，产生待测样品的光谱信号，所述光谱信号包括：反射光谱和拉曼散射光谱，通过CCD摄像机接收所述反射光谱；通过光谱仪接收所述拉曼散射光谱。

优选地，所述分析模块包括：分析数据生成单元和对比单元；其中所述分析数据生成单元和所述对比单元分别与所述存储模块连接；

所述分析数据生成单元，用于通过BP神经网络模型分别对所述反射光谱和所述拉曼散射光谱进行分析，生成分析数据；

所述对比单元，用于将所述分析数据与所述土地历史数据进行对比，得到分析结果。

优选地，所述存储模块包括：框架构建单元和数据存储单元；

所述框架构建单元，用于基于所述分析数据和所述土地历史数据的空间关系，构建数据存储框架；

所述数据存储单元，用于通过数据存储框架存储所述土地历史数据、所述分析数据和所述分析结果。

优选地，所述数据存储框架为XML架构。

优选地，还包括显示模块，所述显示模块与所述分析模块连接；

所述显示模块，用于对根据分析结果生成谱图，对谱图进行显示；所述显示模块还用于对存储模块中的数据进行显示。

本发明的技术效果为：

本发明通过采集模块，采集土地样品和土地历史数据；通过处理模块，对土地样品进行处理，得到土地样品的光谱信号；通过分析模块，对光谱信号进行分析，得到分析数据，将分析数据与土地历史数据进行对比，得到分析结果；通过存储模块构建数据存储框架，通过数据存储框架存储土地历史数据、分析数据和分析结果。本发明能够实时对土地成分分析，无需将待测土壤送至实验室中进行检测分析，同时土地成分分析数据庞大，通过存储模块对于土地成分数据的存储及查看较为方便。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中的系统示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

如图1所示，本实施例中提供一种土地成分分析系统，包括：

采集模块、处理模块、分析模块和存储模块；其中所述采集模块、所述处理模块和所述分析模块依次连接，所述存储模块分别与所述采集模块和所述分析模块连接；

所述采集模块，用于采集土地样品和土地历史数据；

所述处理模块，用于对所述土地样品进行处理，得到土地样品的光谱信号；

所述分析模块，用于对所述光谱信号进行分析，得到分析数据，将所述分析数据与所述土地历史数据进行对比，得到分析结果；

所述存储模块，用于构建数据存储框架，通过数据存储框架存储所述土地历史数据、所述分析数据和所述分析结果。

在一些实施例中，所述采集模块包括：样品采集单元和历史数据采集单元；其中所述样品采集单元和历史数据采集单元分别与所述处理模块连接；所述样品采集单元，用于采集不同时间的土地样品，并对土地样品进行分组；所述历史数据采集单元，用于采集历史数据，所述历史数据包括：土地组分、各组分含量、含量的作用和补求措施。

本实施例中，样品采集单元为土壤采集设备，通过土壤采集设备收集土地样品；历史数据采集单元为连接土地成分历史数据网站的设备，通过互联网获取土地成分历史数据。

在一些实施例中，所述处理模块包括：样品处理单元和激光处理单元；其中所述样品处理单元和激光处理单元分别与所述分析模块连接；所述样品处理单元，用于对土地样品进行杂质处理，清除土地样品中的砂石杂质，得到待测样品；所述激光处理单元，用于对所述待测样品进行激光照射，得到待测样品的光谱信号。

本实施例中，样品处理单元为土壤过滤装置，通过土壤过滤装置将土地样品中的砂石杂质进行清除；激光处理单元为土壤光谱生成装置，土壤光谱生成装置包括：激光器、CCD摄像机和光谱仪模块，其中光谱仪模块包括可见近红外光谱仪和多光谱成像仪，可见近红外光谱仪可发射出波长范围325～2500nm的可见光，多光谱成像仪可以采集近红外光和红外光，通过可见近红外光谱仪发射可见光，经过土壤后被多光谱成像仪获取拉曼散射光谱。

在一些实施例中，所述激光处理单元中，通过激光器发射的激光，照射所述待测样品，产生待测样品的光谱信号，所述光谱信号包括：反射光谱和拉曼散射光谱，通过CCD摄像机接收所述反射光谱；通过光谱仪接收所述拉曼散射光谱。

在一些实施例中，所述分析模块包括：分析数据生成单元和对比单元；其中所述分析数据生成单元和所述对比单元分别与所述存储模块连接；所述分析数据生成单元，用于通过BP神经网络模型分别对所述反射光谱和所述拉曼散射光谱进行分析，生成分析数据；所述对比单元，用于将所述分析数据与所述土地历史数据进行对比，得到分析结果。

本实施例中，分析数据生成单元为一种可被计算机执行的软件程序，采用BP神经网络模型对光谱信号进行成分分析。

本实施例在建立BP神经模型前使用成分分析法对光谱数据进行降维，降维是指通过成分分析运算产生一些新的变量，新的变量是原始变量的某种组合，可以代表原始变量的信息。

在一些实施例中，所述存储模块包括：框架构建单元和数据存储单元；所述框架构建单元，用于基于所述分析数据和所述土地历史数据的空间关系，构建数据存储框架；所述数据存储单元，用于通过数据存储框架存储所述土地历史数据、所述分析数据和所述分析结果。

在一些实施例中，所述数据存储框架为XML架构。

本实施例中，存储模块中采用连接有物联网的计算机，计算机对数据存储框架进行构建，XML架构中按照地点、时间、分析数据的层层递进的顺序，并将时间及地点作为约束条件，将分析数据作为时间下的详细描述，同时对不同的土地成分按照设定的顺序进行排列约束，设定顺序可以为水分、氧气、不同矿物质成分，同时将分析结果作为时间同等级的约束条件，并将其命名为历史时间到当前时间土地变化，将分析结果中的具体信息类别按照设定顺序添加到土地变化约束条件下，通过上述内容进行构建XML架构，将历史数据、分析数据、分析结果作为根元素，按照对应位置编写到XML架构中，形成存储文件，对上述信息进行存储，提高数据存储的条理性和有效性。存储之后，可以通过对存储文件进行时间、地点查找，并提取对应的土地成分提取，通过统计方法或者差值结算，来反映出土地成分变化的趋势或者一段时间的变化情况，由于上述数据按照一定结构进行排列，能够对数据进行有效信息的提取，对后续的数据分析提供数据基础，有效节省了数据梳理的时间。

在一些实施例中，还包括显示模块，所述显示模块与所述分析模块连接；所述显示模块，用于对根据分析结果生成谱图，对谱图进行显示；所述显示模块还用于对存储模块中的数据进行显示。

本实施例中，还包括谱图验证，包括一些谱图的分析、比对、定性、定量。通过多个数据来对某种物质进行核对，并最终确定，通过谱图的解析、行业知识及经验的判断结合前处理的信息最终给出土地样品的组分及含量。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。