1.一种冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,包括:获取待检测区域的土壤温度数据;其中,所述土壤温度数据包括三维空间位置、时间和相应的时空温度;将所述土壤温度数据输入至预先训练的多参量检测模型,得到待检测区域的土壤的含水量、土壤的含冰量、土壤的导热系数和土壤的容积热容量;其中,所述多参量检测模型基于预先构建的数据集对PINN模型进行训练得到,所述数据集包括冻土试样的土壤温度数据、冻土试样的含水量、冻土试样的含冰量、冻土试样的导热系数和冻土试样的容积热容量;所述多参量检测模型的训练过程包括:将所述冻土试样的土壤温度数据作为所述PINN模型的输入,将冻土试样的含水量、冻土试样的含冰量、冻土试样的导热系数和冻土试样的容积热容量作为所述PINN模型的输出,对所述PINN模型进行训练;根据冻土试样的土壤温度数据构建一维非稳态热传导方程,根据所述一维非稳态热传导方程构建损失函数,当所述损失函数达到收敛,训练得到所述多参量检测模型;所述一维非稳态热传导方程为:式中, T ( x,t )为 x 位置 t 时刻的冻土试样的土壤温度, ρ 、 c 、 k 分别为冻土试样的土壤的密度、冻土试样的容积热容量和冻土试样的导热系数, Q ( x , t )为热源项;冻土试样的导热系数 k 与各组分的导热系数之间的关联关系为:式中, k dry 、 k w 、 k i 分别为干土的导热系数、水的导热系数、冰的导热系数; θ w , θ i 分别为冻土试样的含水量和冻土试样的含冰量。
2.根据权利要求1所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述损失函数包括数据损失函数和物理损失函数;所述根据所述一维非稳态热传导方程构建损失函数,包括:根据所述一维非稳态热传导方程构建所述数据损失函数和所述物理损失函数;根据所述数据损失函数和所述物理损失函数构建损失函数。
3.根据权利要求2所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述损失函数为:式中,λ data 为权重系数, 为数据损失函数,λ physics 为权重系数, 为物理损失函数;所述数据损失函数为:式中, 为预测温度, T obs 为观测温度, N 为数据点数量;所述物理损失函数为:式中, 为预测温度, M 为采样点数, ρ 、 c 、 k 分别为冻土试样的土壤的密度、冻土试样的容积热容量和冻土试样的导热系数, Q 为热源项。
4.根据权利要求1所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述获取待检测区域的土壤温度数据,包括:将传感器植入至待检测区域的冻土中;其中,所述传感器包括三根平行设置的探针,中间的探针能够加热和测量温度,两侧的探针能够测量温度;使中间的探针向周围的土壤施加脉冲;同时采集三根探针随空间位置和时间变化的温度数据,得到所述土壤温度数据。
5.根据权利要求1所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述将所述土壤温度数据输入至预先训练的多参量检测模型之前,还包括:将待检测区域的土壤温度数据进行滤波处理,将滤波处理后的所述土壤温度数据去除噪声,将去除噪声后的所述土壤温度数据输入至预先训练的多参量检测模型。
6.根据权利要求5所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述将待检测区域的土壤温度数据进行滤波处理,包括:利用滤波器对所述土壤温度数据进行滤波处理,得到滤波处理后的所述土壤温度数据;所述将滤波处理后的所述土壤温度数据去除噪声,包括:利用小波变换或中值滤波对滤波处理后的所述土壤温度数据去除噪声处理,得到去除噪声后的所述土壤温度数据。
7.根据权利要求1所述的冻土的多参量一体化检测方法,其特征在于,所述方法还包括:获取数据集;所述数据集包括冻土试样的土壤温度数据、冻土试样的含水量、冻土试样的含冰量、冻土试样的导热系数和冻土试样的容积热容量;将所述数据集中预设比例的数据作为训练集,将剩余的数据作为测试集;根据所述训练集对PINN模型进行训练,根据所述测试集对所述PINN模型进行测试,得到所述多参量检测模型。
8.一种冻土的多参量一体化检测装置,其特征在于,包括:数据获取模块,用于获取待检测区域的土壤温度数据;其中,所述土壤温度数据包括三维空间位置、时间和相应的时空温度;参量检测模块,用于将所述土壤温度数据输入至预先训练的多参量检测模型,得到待检测区域的土壤的含水量、土壤的含冰量、土壤的导热系数和土壤的容积热容量;其中,所述多参量检测模型基于预先构建的数据集对PINN模型进行训练得到,所述数据集包括冻土试样的土壤温度数据、冻土试样的含水量、冻土试样的含冰量、冻土试样的导热系数和冻土试样的容积热容量;所述多参量检测模型的训练过程包括:将所述冻土试样的土壤温度数据作为所述PINN模型的输入,将冻土试样的含水量、冻土试样的含冰量、冻土试样的导热系数和冻土试样的容积热容量作为所述PINN模型的输出,对所述PINN模型进行训练;根据冻土试样的土壤温度数据构建一维非稳态热传导方程,根据所述一维非稳态热传导方程构建损失函数,当所述损失函数达到收敛,训练得到所述多参量检测模型;所述一维非稳态热传导方程为:式中, T ( x,t )为 x 位置 t 时刻的冻土试样的土壤温度, ρ 、 c 、 k 分别为冻土试样的土壤的密度、冻土试样的容积热容量和冻土试样的导热系数, Q ( x , t )为热源项;冻土试样的导热系数 k 与各组分的导热系数之间的关联关系为:式中, k dry 、 k w 、 k i 分别为干土的导热系数、水的导热系数、冰的导热系数; θ w , θ i 分别为冻土试样的含水量和冻土试样的含冰量。
9.一种终端,包括存储器、处理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,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一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,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。