【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于巖土工程勘察，尤其涉及一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本專利技術(shù)相關(guān)的
技術(shù)介紹
信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、自然界中，土壤通常具有成層分布的特點(diǎn)，類型多樣且復(fù)雜，具有顯著的時(shí)空變異性。探明地質(zhì)構(gòu)造特征(尤其是不同深度處的土壤類型的準(zhǔn)確判識(shí)與分類)是自然災(zāi)害防控、工程安全建設(shè)、地下資源高效開采等人類活動(dòng)的必要前提，意義重大。
3、當(dāng)前，地層類型的判識(shí)主要通過工程類比、鉆孔取樣和原位測(cè)試等方法實(shí)現(xiàn)。由于地質(zhì)條件顯著的時(shí)空變異性，導(dǎo)致工程類比法具有較大的局限性，尤其是對(duì)于不同場(chǎng)地的可靠性難以保證。鉆孔取樣法通常成本較高、時(shí)間長、試樣擾動(dòng)大，且人工對(duì)土壤采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷過程效率低下、主觀性強(qiáng)。靜力觸探試驗(yàn)(cone?penetration?test，cpt)等原位測(cè)試手段成為當(dāng)前土質(zhì)類型原位探測(cè)判識(shí)的主要方法。學(xué)者提出了一系列基于cpt數(shù)據(jù)的圖表來判斷土壤類型。然而，該類方法常面臨地區(qū)適用性差異大的問題，且通常僅根據(jù)單點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行土質(zhì)分類，忽略了土層序列信息的連續(xù)性，準(zhǔn)確率較低。
4、隨著人工智能的快速發(fā)展，土壤類型的智能判識(shí)成為了可能，也得到了快速的發(fā)展。然而，當(dāng)前相關(guān)算法依然基于單點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行土層識(shí)別和分類，忽略了土層序列信息的連續(xù)性，無法捕捉土壤發(fā)育和演變規(guī)律，導(dǎo)致模型存在可解釋性和泛化能力差等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述
技術(shù)介紹
中存在的技術(shù)問題，本專利技
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)的第一個(gè)方面提供一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其包括：
4、獲取按深度排列的靜力觸探序列數(shù)據(jù)；
5、沿深度方向?qū)λ鲮o力觸探序列數(shù)據(jù)采用滑動(dòng)窗口進(jìn)行分幀，每一幀以待分類土層為中心，待分類土層形成前的土層為上行土層，待分類土層形成后的土層為下行土層；
6、對(duì)于每一幀，基于上行土層和下行土層，采用土層分類模型，得到待分類土層的土層類型；所述土層分類模型包含向量拼接操作、土質(zhì)分類層、用于上行信息提取的上行頭和用于下行信息提取的下行頭；將上行土層數(shù)據(jù)逆序輸入上行頭中，將下行土層數(shù)據(jù)輸入下行頭中進(jìn)行信息提取；將上行頭和下行頭提取的特征進(jìn)行向量拼接操作后，采用土質(zhì)分類層，得到待分類土層的土層類型。
7、進(jìn)一步地，所述靜力觸探序列數(shù)據(jù)包含每個(gè)深度的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；
8、所述錐尖阻力為作用在錐尖上的力除以探頭圓錐錐底截面積；
9、所述側(cè)摩阻力為作用在摩擦套筒上的力除以套筒的表面積。
10、進(jìn)一步地，所述土層分類模型在訓(xùn)練過程中的土層類型采用鉆孔取土樣的方式或先驗(yàn)地質(zhì)資料得到。
11、進(jìn)一步地，所述上行頭和下行頭均內(nèi)嵌有長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)。
12、進(jìn)一步地，兩相鄰幀之間的土層存在重疊。
13、本專利技術(shù)的第二個(gè)方面提供一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別系統(tǒng)，其包括：
14、數(shù)據(jù)獲取模塊，其被配置為：獲取按深度排列的靜力觸探序列數(shù)據(jù)；
15、分幀模塊，其被配置為：沿深度方向?qū)λ鲮o力觸探序列數(shù)據(jù)采用滑動(dòng)窗口進(jìn)行分幀，每一幀以待分類土層為中心，待分類土層形成前的土層為上行土層，待分類土層形成后的土層為下行土層；
16、土層分類模型模塊，其被配置為：對(duì)于每一幀，基于上行土層和下行土層，采用土層分類模型，得到待分類土層的土層類型；所述土層分類模型包含向量拼接操作、土質(zhì)分類層、用于上行信息提取的上行頭和用于下行信息提取的下行頭；將上行土層數(shù)據(jù)逆序輸入上行頭中，將下行土層數(shù)據(jù)輸入下行頭中進(jìn)行信息提取；將上行頭和下行頭提取的特征進(jìn)行向量拼接操作后，采用土質(zhì)分類層，得到待分類土層的土層類型。
17、進(jìn)一步地，所述靜力觸探序列數(shù)據(jù)包含每個(gè)深度的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；
18、所述錐尖阻力為作用在錐尖上的力除以探頭圓錐錐底截面積；
19、所述側(cè)摩阻力為作用在摩擦套筒上的力除以套筒的表面積。
20、進(jìn)一步地，所述土層分類模型在訓(xùn)練過程中的土層類型采用鉆孔取土樣的方式或先驗(yàn)地質(zhì)資料得到。
21、本專利技術(shù)的第三個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法中的步驟。
22、本專利技術(shù)的第四個(gè)方面提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法中的步驟。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：
24、本專利技術(shù)對(duì)靜力觸探序列數(shù)據(jù)采用滑動(dòng)窗口進(jìn)行分幀，并按照土層的形成過程進(jìn)行分層，將上行土層中的每個(gè)土層數(shù)據(jù)逆序輸入到上行頭進(jìn)行土層演變信息提取，將下行土層中的每個(gè)土層數(shù)據(jù)輸入到下行頭進(jìn)行土層演變信息提取，并將上行頭和下行頭提取的特征進(jìn)行向量拼接后進(jìn)行分類，可以較全面地捕捉土壤發(fā)育和演變規(guī)律，擯棄多余信息，實(shí)現(xiàn)捕獲地層深度序列相關(guān)性輔助土質(zhì)類型預(yù)測(cè)目的。
25、本專利技術(shù)利用靜力觸探序列數(shù)據(jù)作為土層分類依據(jù)，高效易得，且包含了豐富的土壤發(fā)育演變信息。
26、本專利技術(shù)利用先驗(yàn)地質(zhì)信息作為模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)土質(zhì)分類模型無法捕獲地層演變關(guān)系而導(dǎo)致的普適性差、準(zhǔn)確率低等局限。
27、本專利技術(shù)提出的重疊幀數(shù)據(jù)讀取方式，可以更好地綜合不同深度的信息，提高數(shù)據(jù)的連續(xù)性和有效性；此外，重疊讀取的方式下，一組數(shù)據(jù)將會(huì)被反復(fù)利用多次，極大地提高了數(shù)據(jù)信息的利用率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述靜力觸探序列數(shù)據(jù)包含每個(gè)深度的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述土層分類模型在訓(xùn)練過程中的土層類型采用鉆孔取土樣的方式或先驗(yàn)地質(zhì)資料得到。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述上行頭和下行頭均內(nèi)嵌有長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，兩相鄰幀之間的土層存在重疊。
6.一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述靜力觸探序列數(shù)據(jù)包含每個(gè)深度的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；
8.如權(quán)利要求6所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述土層分類模型在訓(xùn)練過程中的土層類型采用鉆孔取土樣的方式或先驗(yàn)地質(zhì)資料得到。
9.一種計(jì)算
10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、處理器及存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法中的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述靜力觸探序列數(shù)據(jù)包含每個(gè)深度的錐尖阻力和側(cè)摩阻力；
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述土層分類模型在訓(xùn)練過程中的土層類型采用鉆孔取土樣的方式或先驗(yàn)地質(zhì)資料得到。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，所述上行頭和下行頭均內(nèi)嵌有長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別方法，其特征在于，兩相鄰幀之間的土層存在重疊。
6.一種基于靜力觸探數(shù)據(jù)的土層識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.如權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬川義，楊華慧，莊培芝，王川，厲超吉，張圣濤，李昊翔，楊明月，錢遠(yuǎn)順，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東高速集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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