1.一種原位土壤活體小動物分層探測調(diào)查方法,其特征在于:將自然采集的土壤樣本放置于原位土壤活體小動物分層實例分割裝置里,氣體麻醉系統(tǒng)控制麻醉氣體勻速通入土壤樣品分層檢測箱(10),待土壤樣本內(nèi)的小動物被麻醉后,原位土壤活體小動物分層實例分割裝置中的信息處理單元(63)控制高光譜成像模組(7)結(jié)合寬帶光源照明模組(6)來采集土壤樣品內(nèi)小動物的反射圖譜;信息處理單元(63)控制高光譜成像模組(7)結(jié)合紫外光激發(fā)模組(20)來探測土壤樣品內(nèi)小動物的熒光圖譜;反射圖譜和熒光圖譜組成多模態(tài)高光譜成像數(shù)據(jù),由土壤動物3d卷積實例分割深度網(wǎng)絡模型對其進行像素實例分割,分割土壤小動物和土壤的像素區(qū)域的同時,識別土壤小動物的像素標簽類別;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:所述的原位土壤活體小動物分層實例分割裝置包括儀器遮光密閉罩(1)、寬帶光源照明模組(6)、高光譜成像模組(7)、第一電動位移臺(12),電動推臂模組(8)、氣體麻醉系統(tǒng)(9)、土壤樣品分層檢測箱(10)、土壤樣品儲存箱(11)、紫外光激發(fā)模組(20)、信息處理單元(63)、可翻動透明窗口模組(64);寬帶光源照明模組(6)、高光譜成像模組(7)、第一電動位移臺(12),電動推臂模組(8)、氣體麻醉系統(tǒng)(9)分別和信息處理單元通過相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:土壤動物3d卷積實例分割深度網(wǎng)絡模型根據(jù)原位土壤活體小動物分層實例分割裝置采集的反射圖譜和熒光圖譜組成多模態(tài)高光譜成像數(shù)據(jù),計算得到土壤表層小動物的種類和實例個體數(shù)量,并采用如下的方法進行估算土壤深層小動物的種類和實例個體數(shù)量:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:所述的土壤動物3d卷積實例分割深度網(wǎng)絡模型,基于3d卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,提取原位土壤活體小動物分層實例分割裝置采集的多模態(tài)高光譜成像數(shù)據(jù)的空間和光譜特征,用以對土壤小動物進行實例分割;實例分割的種類個體像素信息用于分析該土壤小動物個體的生長周期,雌雄信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:原位土壤活體小動物分層實例分割裝置中的高光譜成像模組(7)探測完第一層土壤小動物的實例分割的種類個體時,電動推臂模組(8)中第一電動推臂(49)會在推動第一層土壤通過第一可翻動透明窗口進入土壤樣品儲存箱(11);高光譜成像模組(7)中的第一電動位移臺(12)帶動高光譜成像模組(7)向下移動使得第二層土壤表面成像清晰;高光譜成像模組(7)探測完第二層土壤小動物的實例分割的種類個體,電動推臂模組(8)中第二電動推臂(50)在推動第二層土壤通過第二可翻動透明窗口進入土壤樣品儲存箱(11);依次循環(huán),直至探測完土壤樣品分層檢測箱(10)內(nèi)的所有的分層土壤樣品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:所述的多模態(tài)高光譜成像探測,寬帶光源照明模組(6)采用寬光譜波段可見-近紅外波段400-1800?nm探測土壤小動物,在探測完土壤樣品的反射光譜后;信息處理中心控制關(guān)閉寬帶光源照明模組(6)的電源,開啟紫外光激發(fā)模組(20)的電源;當進行土壤樣品分層檢測箱(10)中第一層土壤樣品探測時,第一紫外光源(21)發(fā)出的紫外光經(jīng)第四透鏡(22)準直后經(jīng)過第一帶通濾光片組(24)后,從側(cè)面照射在土壤小動物的表面,土壤小動物被紫外光激發(fā)出熒光后被高光譜成像模組(7)采集熒光圖譜數(shù)據(jù);第一旋轉(zhuǎn)電機(23)帶動第一帶通濾光片組(24)轉(zhuǎn)動,以增加切換不同的帶通濾光片,實現(xiàn)不同的熒光波段出射;當進行土壤樣品分層檢測箱(10)中下一層土壤樣品探測時,重復寬帶光源照明過程和切換第二紫外光源(25)以讓紫外光線照射到下一層土壤樣品中;依次循環(huán),直至完成土壤樣品分層檢測箱(10)內(nèi)的所有的分層土壤樣品多模態(tài)高光譜成像探測。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法,其特征在于:所述的高光譜成像模組(7),土壤樣品分層檢測箱(10)內(nèi)表層土壤樣品的反射或熒光圖像經(jīng)過第一透鏡(13)后成像在狹縫表面,通過狹縫中心的光經(jīng)過第二透鏡(15)后被準直為不同角度的平行光;不同角度的平行光經(jīng)過光譜變換模塊后,通過第三透鏡(17),聚焦在相機(18)處形成光譜圖像;光譜變換模塊由棱鏡-光柵-棱鏡模塊組成,或由可調(diào)諧濾波器組成,用于將復色光分成不同波段的單色光;第二電動位移平臺(19)帶動高光譜成像模組(7)進行一維掃描,從而實現(xiàn)對土壤樣品分層檢測箱內(nèi)表層土壤樣品的反射-熒光多模態(tài)高光譜成像探測。
8.一種原位土壤活體小動物分層實例分割裝置,其特征在于:應用于根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層探測調(diào)查方法;