本发明涉及土壤性质与重金属检测，具体涉及一种土壤性质与重金属检测平台及使用方法。
背景技术：
1、随着社会的快速发展，各种工业活动，如矿物开采、金属加工、化工生产等过程中废弃物的排放造成土壤重金属污染日益严重，并对农产品安全和人类健康造成了威胁，土壤重金属污染防治已成为环境保护领域重要的任务之一。土壤性质是选择重金属污染治理技术的重要参考指标之一，土壤重金属检测是重金属污染评价的前提和基础，土壤性质和重金属的检测对土壤重金属污染防治工作尤为重要。
2、原位土壤性质与重金属检测方法是在土壤重金属污染调查领域具有更广泛的前景。原位检测方法依托于钻进技术，将光谱传感器与钻探工艺相结合，能够对检测点位进行原位随钻随探，实现检测区域重金属污染物的连续、原位检测和记录。高光谱遥感技术能够快速获取土壤样品的反射光谱，不仅可以通过定性分析获取土壤矿物类型，还可以通过建立反演模型估算重金属含量。
3、现有技术中，传统的土壤重金属污染调查主要通过野外采取样本和实验室化学分析来实现，虽然检测精度高，但是调查过程繁琐、周期长，且只能获得点位信息，难以快速有效确定土壤重金属污染范围。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种土壤性质与重金属检测平台及使用方法，以解决现有技术通过野外采取样本和实验室化学分析来实现土壤重金属污染调查时，调查过程繁琐、周期长，且只能获得点位信息，难以快速有效确定土壤重金属污染范围的问题。
2、本发明通过以下技术方案实现：
3、一种土壤性质与重金属检测平台，包括用于插入地下采取土壤样品的钻进部、用于驱使钻进部插入土壤内的驱动部以及高光谱仪，所述高光谱仪包括分体设置的高光谱仪主体和探测头；
4、所述探测头与钻进部底端连接，且所述探测头与高光谱仪主体通信连接。
5、进一步的，所述钻进部包括呈竖直状态的钻杆、与钻杆同轴转动配合的套管，所述钻杆外从顶端到底端缠绕且固定连接有螺旋叶片，且所述螺旋叶片外边与套管内壁贴合；
6、所述驱动部用于驱使套管和钻杆一起沿竖直方向运动，所述驱动部还用于驱使钻杆于套管内转动。
7、进一步的，所述螺旋叶片底端螺旋槽内固定连接有塑形箱，且通过所述塑形箱封堵螺旋槽；
8、所述塑形箱呈中空结构、且沿钻杆旋转方向的两侧壁开口并均与螺旋槽相连通；
9、所述探测头与塑形箱背向钻杆旋转方向的端面顶边固定连接，且通过所述探测头竖直向下探测螺旋槽内的土壤样品。
10、进一步的，所述塑形箱内设有相平行且沿竖直方向排布的两个滚压筒，两个所述滚压筒外圆面分别与塑形箱内顶面和塑形箱内底面贴合，且两个所述滚压筒之间设有缝隙；
11、两个所述滚压筒的两端均分别与塑形箱内两侧壁转动配合，且所述滚压筒轴线与钻杆轴线相交。
12、进一步的，两个所述滚压筒背向钻杆的两端均贯穿塑形箱背向钻杆的侧壁、且分别与相啮合的两个同步齿轮同轴固定连接；
13、两个所述滚压筒与钻杆之间设有联动组件，所述钻杆于套管上转动时通过联动组件带动两个滚压筒同步反向转动。
14、进一步的，两个所述滚压筒外圆面上均固定连接有多个推进条，且多个所述推进条绕对应滚压筒轴线呈环形阵列排布。
15、进一步的，所述联动组件包括设于套管内且同轴固定连接的冠齿轮、与冠齿轮相啮合的传动齿轮，所述传动齿轮与其中一个滚压筒背向钻杆的一端同轴固定连接，且所述钻杆在钻取土壤时两个滚压筒于背向探测头的一侧转动靠近。
16、一种土壤性质与重金属检测平台的使用方法，包括使用上述土壤性质与重金属检测平台，使用方法如下：
17、s1、设备进场与调试：
18、在启动之前，检查钻进部与驱动部的传动连接是否稳定，检查探测头与高光谱仪主体之间信号传输是否稳定；确认所有安全装置都处于工作状态并且场地满足安全要求；若地面部分存在硬化层，硬化区域需提前破除硬化层；
19、s2、钻进和取样：
20、驱动部驱使钻进部竖直向下运动插入土壤内，连续采取土壤样品，通过探测头连续或间隔对土壤样品进行检测以获取到土壤样品的光谱信息，并传输至高光谱仪主体，通过高光谱仪主体对光谱信息进行处理和分析，经过处理的光谱数据生成高光谱图像，得到不同土壤深度中土壤样品中土壤的反射率图谱；
21、s3、数据处理与分析：
22、对于土壤性质的确定，将测得的土壤反射率图谱进行矿物光谱对照分析；在软件内打开土壤的反射率图谱，首先对目标图谱进行寻峰，然后在标准库中进行检索，以确定土壤样品的矿物类型；
23、对于重金属含量的估算，对土壤反射率图谱先进行预处理，对噪声较大的波段进行剔除，并对光谱曲线进行平滑去噪；预处理后，对光谱曲线进行数学变换处理，以突出光谱特征；最后，将处理后的图谱带入模型估算重金属含量。
24、进一步的，驱动部驱使钻进部竖直向下运动时，钻杆正向转动，螺旋叶片底端棱边切割土壤，并将土壤抬升进螺旋叶片的螺旋槽内，套管对螺旋槽进行侧挡，限制土壤移出，以采集土壤样品。
25、进一步的，螺旋叶片正向转动，使土壤样品顺着螺旋叶片向上运动；同时两个滚压筒同步沿相反方向转动，土壤样品运动进入塑形箱内后，两个滚压筒对松散的土壤样品挤压塑形，使土壤样品较为紧密规整并从两个滚压筒之间缝隙处移出，移动至探测头正下方时，探测头采集土壤样品的光谱信息；
26、随着钻杆带动螺旋叶片持续正向转动，螺旋叶片内不断采集对应土壤深度内的土壤样品，并抬升套管内不同土壤深度中的土壤样品持续向上运动，进而实时采集对应土壤深度中土壤样品的光谱信息。
27、本发明的有益效果在于：
28、该一种土壤性质与重金属检测平台,将高光谱仪主体和探测头分体设置，并将探测头与钻进部底端连接，使探测头跟随钻进部一起插入地面以下，通过将高光谱遥感技术与钻探工艺相结合，同步实现钻土取样和土壤样品反射率图谱的采集，省去样品转运至实验室检测的复杂流程，提高土壤样品检测的效率。
29、一种土壤性质与重金属检测平台的使用方法,通过采用高光谱仪快速获取土壤样品的反射率图谱，通过对图谱进行处理分析，以至于原位、快速获取不同深度土壤样品的重金属含量，从而快速判断土壤中重金属含量的空间分布，以快速确定场地的重金属污染程度和污染范围，从而提高检测效率。
30、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：包括用于插入地下采取土壤样品的钻进部、用于驱使钻进部插入土壤内的驱动部以及高光谱仪，所述高光谱仪包括分体设置的高光谱仪主体(11)和探测头(12)；
2.根据权利要求1所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：所述钻进部包括呈竖直状态的钻杆(21)、与钻杆(21)同轴转动配合的套管(22)，所述钻杆(21)外从顶端到底端缠绕且固定连接有螺旋叶片(23)，且所述螺旋叶片(23)外边与套管(22)内壁贴合；
3.根据权利要求2所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：所述螺旋叶片(23)底端螺旋槽内固定连接有塑形箱(31)，且通过所述塑形箱(31)封堵螺旋槽；
4.根据权利要求3所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：所述塑形箱(31)内设有相平行且沿竖直方向排布的两个滚压筒(32)，两个所述滚压筒(32)外圆面分别与塑形箱(31)内顶面和塑形箱(31)内底面贴合，且两个所述滚压筒(32)之间设有缝隙；
5.根据权利要求4所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：两个所述滚压筒(32)背向钻杆(21)的两端均贯穿塑形箱(31)背向钻杆(21)的侧壁、且分别与相啮合的两个同步齿轮(33)同轴固定连接；
6.根据权利要求5所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：两个所述滚压筒(32)外圆面上均固定连接有多个推进条，且多个所述推进条绕对应滚压筒(32)轴线呈环形阵列排布。
7.根据权利要求5所述的一种土壤性质与重金属检测平台，其特征在于：所述联动组件包括设于套管(22)内且同轴固定连接的冠齿轮(34)、与冠齿轮(34)相啮合的传动齿轮(35)，所述传动齿轮(35)与其中一个滚压筒(32)背向钻杆(21)的一端同轴固定连接，且所述钻杆(21)在钻取土壤时两个滚压筒(32)于背向探测头(12)的一侧转动靠近。
8.一种土壤性质与重金属检测平台的使用方法，其特征在于：包括使用权利要求7中所述土壤性质与重金属检测平台，使用方法如下：
9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于：驱动部驱使钻进部竖直向下运动时，钻杆(21)正向转动，螺旋叶片(23)底端棱边切割土壤，并将土壤抬升进螺旋叶片(23)的螺旋槽内，套管(22)对螺旋槽进行侧挡，限制土壤移出，以采集土壤样品。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：螺旋叶片(23)正向转动，使土壤样品顺着螺旋叶片(23)向上运动；同时两个滚压筒(32)同步沿相反方向转动，土壤样品运动进入塑形箱(31)内后，两个滚压筒(32)对松散的土壤样品挤压塑形，使土壤样品较为紧密规整并从两个滚压筒(32)之间缝隙处移出，移动至探测头(12)正下方时，探测头(12)采集土壤样品的光谱信息；
