CN109579685A - 一种冻土深度计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冻土测量技术领域，特别是一种冻土深度计算方法及装置。获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到当前时刻每层土壤的频率；将当前时刻每层土壤的频率与设定基准频率作比较，得到当前时刻每层土壤的冻结程度；根据当前时刻每层土壤的冻结程度，以及冻结程度对应的土壤的实际深度，得到当前时刻土壤的冻结深度。通过传感器测得土壤对应的频率，与设定基准频率比较得到土壤的冻结程度，并进行深度的计算，该方法准确度较高，能够准确的分析出冻土深度，而且简单易于实现。

Description

一种冻土深度计算方法及装置

技术领域

本发明涉及冻土测量技术领域，特别是一种冻土深度计算方法及装置。

背景技术

冻土是指零摄氏度以下，并含有冰的各种土壤和岩石。冻土在我国分布非常广阔，多年冻土和季节冻土的总分布面积几乎占了整个国土面积的三分之二。气温的变化决定着冻土的形成、发展以及退化和消融等诸多过程，更影响到冻土厚度的变化及地球冻土圈的演变，随着全球气候变暖气温升高，冻土退化将成为必然，在冻土地区工程项目的稳定性、气候条件变化就成为研究的热门话题。精确测量冻土深度，研究其随气温变化的演变规律，掌握冻土带的消退移动情况，能够为冻土区工程建设、种植结构调整、气候变化等方面研究提供基础数据支持，具有重大的科学意义。

在我国气象自动观测领域冻土观测至今未能实现自动化。目前，国内外使用的冻土观测方法主要有三类，一是冻土器观测法，通过人工摸测放置在地下的装有蒸馏水的橡胶管冻结情况来测量冻土，由于水和土壤比热相差较大，再加上土壤质地、有机质含量和酸碱度等因素的影响，土壤冻结温度与纯水并不相同，此外，在取出橡胶管进行冻土器观测时，会受到外界空气温度影响，破坏橡胶管内热平衡，因此，冻土器观测冻土容易出现偏差，不一定能反映实际冻土深度；二是直接测量法(如人工挖掘或钻孔)，具有测量直接、直观的优点，但要纯手工操作，观测劳动强度大，数据观测密度不够，不能实时监测土壤冻融深度及其发展变化，且观测员主观因素影响较大；三是遥感法，它实现了对区域甚至全球的大尺度冻土深度观测，但由于冻土受外界温度的影响，往往以多层形式存在，遥感法难以观测到冻土层内部的融冻情况，难已满足精细化的冻土观测需求。

在总结目前各种冻土检测方法优缺点的基础上，为了获知土壤的冻结状态，现有技术中出现了采用冻土传感器来检测土壤的冻融状态。冻土传感器由多层电容传感器组成，将多组平面电容按照一定的距离排列在同一平面上，利用其边缘效应，加上测量电路，依据土壤含水量将土壤分为干土、湿土，若土壤温度降低到一定程度，则可能会有冻土，土壤冻结或解冻时，其内部水分会发生相变，可引起土壤整体介电常数变化，当传感器外部介质发生变化时，便能确定各层传感器周围土壤的状态，据此可进行冻土的判别。但是仅仅根据介电常数的变化无法准确的通过传感器直接识别出土壤的状态，进而无法准确的识别出冻土的深度，不利于该冻土传感器的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种冻土深度计算方法及装置，用以解决现有技术的冻土深度计算方法不准确的问题。

为了实现冻土深度计算，解决现有技术的冻土深度计算方法不准确的问题。本发明提供一种冻土深度计算方法，包括如下步骤：

1)获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到当前时刻每层土壤的频率；

2)将当前时刻每层土壤的频率与设定基准频率作比较，得到当前时刻每层土壤的冻结程度；

3)根据当前时刻每层土壤的冻结程度，以及冻结程度对应的土壤的实际深度，得到当前时刻土壤的冻结深度。

有益效果是，通过传感器测得土壤对应的频率，与设定基准频率比较得到土壤的冻结程度，并进行深度的计算，该方法准确度较高，能够准确的分析出冻土深度，而且简单易于实现。

进一步地，为了使得到的设定基准频率更加合理，且符合自然规律，步骤2)中所述设定基准频率的获取过程如下：

获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到不同时刻不同层土壤的温度和频率；

找寻满足如下温度条件的土壤层所对应的频率：土壤的温度在设定冻结温度范围内，且连续N个时刻的温度为下降趋势且这N个时刻的温度大于第一设定温度值；

修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率。

进一步地，为了更加准确得到基准频率，所述修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率包括：将所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率进行拟合，拟合成临界温度所对应的频率，求取所有临界温度所对应的频率的平均值，得到所述基准频率。

进一步地，为了更好的、更简单的区分冻土状态，步骤2)的过程包括：

若当前时刻某层土壤的频率大于或者等于基准频率第一设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结；

若当前时刻某层土壤的频率小于或者等于基准频率第二设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；

当前时刻其余层土壤的冻结程度介于完全冻结和未冻结之间。

进一步地，为了更加准确的辨别每层土壤的冻结程度，步骤2)后，还包括根据不同时刻每层土壤的温度对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若当前时刻某层土壤的温度大于第二设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；若当前时刻某层土壤的温度小于第三设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结。

进一步地，为了更加准确的对每层土壤的冻结程度进行辨别，步骤2)后，还包括根据冻结中心对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：

根据每层土壤的冻结程度，得到冻结中心对应的层数和冻结总深度；

修正以冻结中心为中心的设定冻结范围内的土壤层的冻结状态为完全冻结；其中，所述设定冻结范围的上限为冻结中心对应的层数减去冻结总深度的设定倍数，所述设定冻结范围的下限为冻结中心对应的层数加上冻结总深度的设定倍数。

进一步地，为了更准确的修正每层土壤的冻结状态，步骤2)后，还包括根据上一时刻某层冻结状态和该层土壤的上层土壤的冻结状态来对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若上一时刻某层土壤的冻结状态为未冻结且当前时刻该层土壤的上层土壤的冻结状态为未冻结，修正当前时刻该层土壤的冻结状态为未冻结。

进一步地，为了实现对土壤冻结区域的判别，步骤3)中，还包括根据当前时刻每层土壤的冻结程度，判断该土壤的冻结区域为只有一部分冻结区域或者有两部分冻结区域的步骤：若在连续冻结区域后出现融化区域，融化区域过后再次出现冻结区域则判定土壤有两部分冻结区域；其中，冻结区域中每层土壤的冻结程度为介于完全冻结和未冻结之间或完全冻结，融化区域中每层土壤的冻结程度为未冻结。

进一步地，为了防止异常频率信号出现，提高计算准确性，还包括将得到的每层土壤的频率和温度进行修正的步骤：若某层土壤的频率和温度在设定正常频率范围和设定温度范围之外，将上一时刻该层土壤的频率和温度作为当前时刻该层土壤的频率和温度。

本发明提供一种冻土深度计算装置，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现以下步骤：

1)获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到当前时刻每层土壤的频率；

2)将当前时刻每层土壤的频率与设定基准频率作比较，得到当前时刻每层土壤的冻结程度；

3)根据当前时刻每层土壤的冻结程度，以及冻结程度对应的土壤的实际深度，得到当前时刻土壤的冻结深度，通过传感器测得土壤对应的频率，与设定基准频率比较得到土壤的冻结程度，并进行深度的计算，该方法准确度较高，能够准确的分析出冻土深度，而且简单易于实现。

进一步地，为了使得到的设定基准频率更加合理，且符合自然规律，该装置中的步骤2)中所述设定基准频率的获取过程如下：

获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到不同时刻不同层土壤的温度和频率；

找寻满足如下温度条件的土壤层所对应的频率：土壤的温度在设定冻结温度范围内，且连续N个时刻的温度为下降趋势且这N个时刻的温度大于第一设定温度值；

修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率。

进一步地，为了更加准确的得到基准频率，该装置中的所述修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率包括：将所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率进行拟合，拟合成临界温度所对应的频率，求取所有临界温度所对应的频率的平均值，得到所述基准频率。

进一步地，为了更好的、更简单的区分冻土状态，该装置中的步骤2)的过程包括：

若当前时刻某层土壤的频率大于或者等于基准频率第一设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结；

若当前时刻某层土壤的频率小于或者等于基准频率第二设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；

当前时刻其余层土壤的冻结程度介于完全冻结和未冻结之间。

进一步地，为了更加准确的辨别每层土壤的冻结程度，该装置中的步骤2)后，还包括根据不同时刻每层土壤的温度对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若当前时刻某层土壤的温度大于第二设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；若当前时刻某层土壤的温度小于第三设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结。

进一步地，为了更加准确的对每层土壤的冻结程度进行辨别，该装置中的步骤2)后，还包括根据冻结中心对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：

根据每层土壤的冻结程度，得到冻结中心对应的层数和冻结总深度；

修正以冻结中心为中心的设定冻结范围内的土壤层的冻结状态为完全冻结；其中，所述设定冻结范围的上限为冻结中心对应的层数减去冻结总深度的设定倍数，所述设定冻结范围的下限为冻结中心对应的层数加上冻结总深度的设定倍数。

进一步地，为了更准确的修正每层土壤的冻结状态，该装置中的步骤2)后，还包括根据上一时刻某层冻结状态和该层土壤的上层土壤的冻结状态来对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若上一时刻某层土壤的冻结状态为未冻结且当前时刻该层土壤的上层土壤的冻结状态为未冻结，修正当前时刻该层土壤的冻结状态为未冻结。

进一步地，为了实现对土壤冻结区域的判别，该装置中的步骤3)中，还包括根据当前时刻每层土壤的冻结程度，判断该土壤的冻结区域为只有一部分冻结区域或者有两部分冻结区域的步骤。

进一步地，为了防止异常频率信号出现，提高计算准确性，该装置的步骤中还包括将得到的每层土壤的频率和温度进行修正的步骤：若某层土壤的频率和温度在设定正常频率范围和设定温度范围之外，将上一时刻该层土壤的频率和温度作为当前时刻该层土壤的频率和温度。

附图说明

图1是本发明的一种冻土深度计算方法的主流程图；

图2是本发明的一种冻土深度计算方法的基准频率更新流程图；

图3是本发明的一种冻土深度计算方法的程度计算流程图；

图4是本发明的一种冻土深度计算方法的温度修正流程图；

图5是本发明的某地区某时间段内的冻结程度示意图；

图6是本发明的异常处理后的冻结程度示意图；

图7是本发明的传感器检测的出现一种异常冻结程度示意图；

图8是本发明的一种冻土深度计算方法的平滑处理前的结果图；

图9是本发明的一种冻土深度计算方法的平滑处理后的结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供一种冻土深度计算方法，如图1所示，包括如下步骤：

1)获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到当前时刻每层土壤的频率和温度。其中，若某层土壤的频率在设定正常频率范围之外，将上一时刻该层土壤的频率作为当前时刻该层土壤的频率。在这里，正常频率范围可设置为[40，60]。当然，也需要对获取的温度进行修正：若某层土壤的温度在设定正常温度范围之外，将上一时刻该层土壤的温度作为当前时刻该层土壤的温度。在这里，设定正常温度范围可设置为[-40，50]。

本发明采用的用于检测冻土深度的传感器为将多组平面电容按照一定的距离排列在同一平面上构成的多层电容传感器，为了避免多个传感器互相之间的干扰，传感器工作时采用分时供电方式，同一时刻只有一只传感器工作。当传感器外部介质发生变化时，电容值即会发生变化，会引起振荡电路上频率的变化，便能确定各层传感器周围土壤的状态。传感器获取的数据包含了每层土壤的温度和频率信息。此部分该传感器为现有的技术，不做过多介绍。

2)将当前时刻每层土壤的频率与设定基准频率作比较，得到当前时刻每层土壤的冻结程度。

基准频率更新：

理想的基准频率是土壤冻结前一刻的频率，该频率无法直接获取，因此我们希望获得接近冻结却还未冻结的土壤频率。

该步骤2)中设定基准频率(即基准频率)的获取过程如下，如图2所示，通过该基准频率流程进行基准频率更新，但并不局限于该流程：

1、获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到不同时刻不同层土壤的温度和频率。

2、找寻满足如下温度条件的土壤层所对应的频率：土壤的温度在设定冻结温度范围内，且连续N个时刻的温度为下降趋势且这N个时刻的温度大于第一设定温度值。

土壤冻结温度小于0度，但由于传感器误差，0度可能已经出现冻结，由外场试验数据分析，温度在1度时能保证土壤未出现冻结，因此选择1度的频率作为基准频率。由于每个小时采集一次数据，温度的变化是离散的尤其在高层，可能跨越1度，因此设置温度范围[0.7，1.5]，当温度到达此范围，获取当前频率。需要注意的是，温度为1度时存在由零下冻结状态升温到1度而此时土壤仍旧冻结这一情况，因此需要进行筛选。例如，筛选依据为：近8组数据温度为下降趋势，近8组数据温度均值大于1.4。

3、修正所有满足温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到基准频率。

其中，修正所有满足温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到基准频率。可以将所有满足温度条件的土壤层所对应的频率进行拟合，拟合成临界温度所对应的频率，求取所有临界温度所对应的频率的平均值，得到基准频率。

该修正针对的是经过上述筛选后得到的满足温度条件的频率。由于所取频率对应的温度可能为[0.7，1.5]间的任一温度，具有很强的差异性，因此我们对频率进行修正，通过拟合函数把频率转化为0.7度对应的频率，以提高准确度。由于土壤频率受降水、蒸发、水分迁移等因素影响，相同温度下频率也可能有较大差异，因此对所有出现的满足条件的频率求均值作为基准频率。

频率通常随着温度的降低而升高，我们通过拟合函数把频率转化为0.7度对应的频率，图2中拟合函数为：

F′_add＝F_add+(T_t,i-0.7)*0.08

其中，F_add为满足温度条件的频率，F′_add为修正后的频率，用于更新基准频率，T_t,i为当前温度，由观测数据分析得在1度左右，频率变化对应温度变化比例约为0.08，把当前的温度频率代入式子即可通过拟合得到0.7度时的频率。

冻结程度的计算：

首先，在上述的步骤2)的过程中还包括对冻结程度的划分，如图3所示，划分如下：

若当前时刻某层土壤的频率大于或者等于基准频率第一设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结；若当前时刻某层土壤的频率小于或者等于基准频率第二设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；当前时刻其余层土壤的冻结程度介于完全冻结和未冻结之间。

例如，如图3所示，第一设定值为0.75，第二设定值为0.45，F_d为基准频率，记f_min为F_d+0.45，记f_max为F_d+0.75，记F_t,i表示当前时刻的某i层土壤的频率，S_t,i表示冻结状态。若当前频率超出基准频率值0.45则认为达到冻结频率土壤开始冻结，即若F_t,i≤f_min，S_t,i＝0；若超出冻结频率0.75时认为完全冻结，即若F_t,i≥f_min，S_t,i＝1；介于[0.45，075]的频率值对应冻结程度[0，1]，具体为S_t,i＝(F_t,i-f_min)/(f_max-f_min)。

上述过程通过将当前时刻每层土壤的频率与基准频率进行比较，对每层土壤的冻结状态进行了初步判断。但是由于传感器不稳定、基准频率数据受外界影响、水分迁移等因素影响，可能使得上一步骤得到的冻结状态不够准确，可进行以下步骤来对得到的当前时刻某层土壤的冻结状态进行修正。

温度修正：

为了更加准确的辨别每层土壤的冻结程度，如图4所示，上述的步骤2)后，还包括根据不同时刻每层土壤的温度对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若当前时刻某层土壤的温度大于第二设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；若当前时刻某层土壤的温度小于第三设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结。

例如，如图5和图6所示，为某地区某时间段的冻结深度示意图(横轴为时间，纵轴为深度)，图5中有明显的处于零度以下却未冻结的层(即图5中的多条黑色横线)。对异常数据进行处理，设置第二设定温度值为3，第三设定温度值为-3，即：若某层土壤的当前温度大于3则认为此时该层土壤必定未冻结；若某层土壤的当前温度小于-3则认为此时该层土壤必定冻结，异常处理后的冻结示意图如图6所示，从该图6中可明显看出，图5中的异常冻结层已被修正。

另外，由于土壤只会由上层向下层冻结，需要进行深度异常处理：若上一时刻某层土壤的冻结状态为未冻结且当前时刻该层土壤的上层土壤的冻结状态为未冻结，修正当前时刻该层土壤的冻结状态为未冻结，如图7所示，圆圈内的白色点即为一种异常情况。

另外，每年降水量，气温等天气要素有差异，同一区域同一季节土壤水分在不同年份可能出现较大差异，因此为了更好的测量结果，该方法的流程中还包括频率基准重置的过程：当连续融化天数达30天即720小时，则认为进入融化季节，基准频率进行归零。

3)根据当前时刻每层土壤的冻结程度，以及冻结程度对应的土壤的实际深度，得到当前时刻土壤的冻结深度。

冻结深度计算是根据每层冻结程度，计算出此刻冻土冻结深度的上下限。土壤在实际冻结时，天气冷热的交替导致冻融的交替，可能出现多层冻结的现象。但对观测站多年观测数据分析发现，冻结区域最多出现两部分区域，分为上部分冻结区域(第二部分冻结区域)和下部分冻结区域(第一部分冻结区域)，且上部分区域厚度普遍较薄，9个观测站上部分冻结区域的冻结深度最大为5cm，出现频次较低。

冻结深度计算主要包括冻结中心获取、上下限计算、深度平滑等内容。

下面结合具体的实例，来对涉及的每个步骤进行进一步的详细说明。

例如，通过上述步骤得到的原始冻结程度如表1的A列所示，总层数为35层。

表1

a)获取冻结中心。首先根据每层土壤的冻结程度，得到冻结总深度，冻结总深度28，然后找到冻结中心所在的层数，28/2＝14，那么冻结中心所对应的层为21(即中心层)；其中，冻结程度由冻结中心所在层数向上求和为14，向下求和也为14。

b)冻结中心附近修正。获取冻结中心后，越接近冻结中心出现融化层的概率越小，因此我们把距离冻结中心小于冻结总深度40％比重的层设置为完全冻结。例如，冻结中心所在的层数为21(即中心层)，则修正范围为(21-28*40％，21+28*40％)即(10，32)，表1中C列为修正过的冻结程度。

c)判断该土壤的冻结区域为只有一部分冻结区域还是有两部分冻结区域，以进行冻结深度计算。

计算第一部分冻结区域的冻结上、下限，当第一部分冻结区域的冻结上限为0时，则只有一部分冻结区域，当不为0时，则可能存在两部分冻结区域。接着自上而下遍历当前时刻各层土壤的冻结程度，当遇到连续冻结区域后出现融化区域，融化区域过后再次出现冻结区域则认为土壤有两部分冻结区域，最初遇到的冻结区域作为第二部分冻结区域，计算第二层区域的冻结深度并更新第一部分冻结区域的冻结深度。

首先，把冻结程度向中心层叠加，如表1中D列所示。然后取反，如表1的E列所示。然后由下列公式结算上下限。需说明的是，该实施方式中，冻结程度为1所对应的土壤的实际深度为2.5。

mid＝21，layer＝35代入：

故而得到第一部分冻结区域的上限F_Start分别为12.5，第一层冻结的下限F_Stop为87.5，两者皆大于0，故可能存在第二部分冻结区域。

然后，由C列自上而下遍历，第一次遇见程度大于0的层作为start，由start向下遍历遇到0则为stop，图中start为1，stop为6。则第二部分的上限S_Start为(start-1)*2.5＝0，第二部分下限S_Stop为(stop-1)*2.5＝12.5。

第一部分冻结区域的下限F_Stop保持不变为87.5，第一部分冻结区域的上限F_Start应下移：

F_Start＝12.5+(1+0.8+0.8+0.2+0.2-1)*2.5＝17.5

最后，最终深度为：

F_Start＝17.5，F_Stop＝87.5

S_Start＝0，S_Stop＝12.5

需说明的是，这里的第一部分冻结区域为两层冻结区域的下层区域，第二部分冻结区域为两层冻结区域的上层区域。

采用上述方法，可得到不同时刻土壤的深度，结果如图8所示。由于传感器不稳定、水分迁移等因素影响，所得冻结深度数据跳变明显，与实际不符，因此对所得冻结深度进行平滑处理。本发明采用的平滑处理是通过求前3组冻结深度的均值作为当前冻结深度，平滑处理后的冻结深度如图9所示。上述的方法可以通过处理器运行存储器中的程序进行实现，构成一种实现上述方法的装置。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种冻土深度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到当前时刻每层土壤的频率；

2)将当前时刻每层土壤的频率与设定基准频率作比较，得到当前时刻每层土壤的冻结程度；

3)根据当前时刻每层土壤的冻结程度，以及冻结程度对应的土壤的实际深度，得到当前时刻土壤的冻结深度。

2.根据权利要求1所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤2)中所述设定基准频率的获取过程如下：

获取用于检测冻土深度的传感器检测的信息，得到不同时刻不同层土壤的温度和频率；

找寻满足如下温度条件的土壤层所对应的频率：土壤的温度在设定冻结温度范围内，且连续N个时刻的温度为下降趋势且这N个时刻的温度大于第一设定温度值；

修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率。

3.根据权利要求2所述的冻土深度计算方法，其特征在于，所述修正所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率，进而得到所述基准频率包括：将所有满足所述温度条件的土壤层所对应的频率进行拟合，拟合成临界温度所对应的频率，求取所有临界温度所对应的频率的平均值，得到所述基准频率。

4.根据权利要求1所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤2)的过程包括：

若当前时刻某层土壤的频率大于或者等于基准频率第一设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结；

若当前时刻某层土壤的频率小于或者等于基准频率第二设定值，则当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；

当前时刻其余层土壤的冻结程度介于完全冻结和未冻结之间。

5.根据权利要求4所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤2)后，还包括根据不同时刻每层土壤的温度对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若当前时刻某层土壤的温度大于第二设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为未冻结；若当前时刻某层土壤的温度小于第三设定温度值，则修正当前时刻该层土壤的冻结程度为完全冻结。

6.根据权利要求4所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤2)后，还包括根据冻结中心对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：

根据每层土壤的冻结程度，得到冻结中心对应的层数和冻结总深度；

修正以冻结中心为中心的设定冻结范围内的土壤层的冻结状态为完全冻结；其中，所述设定冻结范围的上限为冻结中心对应的层数减去冻结总深度的设定倍数，所述设定冻结范围的下限为冻结中心对应的层数加上冻结总深度的设定倍数。

7.根据权利要求4所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤2)后，还包括根据上一时刻某层冻结状态和该层土壤的上层土壤的冻结状态来对得到的当前时刻每层土壤的冻结程度进行修正的步骤：若上一时刻某层土壤的冻结状态为未冻结且当前时刻该层土壤的上层土壤的冻结状态为未冻结，修正当前时刻该层土壤的冻结状态为未冻结。

8.根据权利要求4所述的冻土深度计算方法，其特征在于，步骤3)中，还包括根据当前时刻每层土壤的冻结程度，判断该土壤的冻结区域为只有一部分冻结区域或者有两部分冻结区域的步骤：若在连续冻结区域后出现融化区域，融化区域过后再次出现冻结区域则判定土壤有两部分冻结区域；其中，冻结区域中每层土壤的冻结程度为介于完全冻结和未冻结之间或完全冻结，融化区域中每层土壤的冻结程度为未冻结。

9.根据权利要求1所述的冻土深度计算方法，其特征在于，还包括将得到的每层土壤的频率和温度进行修正的步骤：若某层土壤的频率和温度在设定正常频率范围和设定温度范围之外，将上一时刻该层土壤的频率和温度作为当前时刻该层土壤的频率和温度。

10.一种冻土深度计算装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如权利要求1-9中任一项所述冻土深度计算方法中的步骤。