根系是植物的重要器官，根系构型的对于植物、土壤以及生态系统的研究具有重要意义。探地雷达是一种非破坏性的地球物理测量方法，能够在野外条件下用于植物粗根的探测。通过分析探地雷达数据，可以获得植物根系位置、根径大小、根系生物量等信息，从而了解整个根系的分布和生长状况。但是，目前的基于探地雷达的植物根系形态制图方法中，根样点的连接几乎都要依靠人工判别，效率低下且正确性得不到保证。本研究的目的是开发一种自动、高效、准确的方法，利用探地雷达对植物根系的探测数据重建根系三维构型。本研究使用天线频率为900MHz的探地雷达，在野外条件下以同心圆状测线对一株小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）的根系进行了探测。利用此探测数据，开发一套方法自动重建其根系三维构型，主要步骤为：1）在探地雷达图像上标定所有离散根样点，提取出其深度、位置、根径的信息；2）对于每一根样点，在内圈探地雷达图像上设定搜索窗口，以寻找其生长源头；3）综合评估搜索窗口内根样点的空间位置和根径大小，确立根系样点间的拓扑连接关系；4）使用样条曲线按照拓扑关系连接各根样点，并使用线性插值得到整条每一处的直径，依次绘制出三维的根系构型。此外，为了验证方法的准确性，本研究还利用关系矩阵定量评估方法准确性。利用一副胡颓子（Arctostaphylos pungens）的真实根系分布图，构建了一组和探地雷达实地探测数据相同形制的模拟根样点数据集，并使用相同方法恢复出其三维构型。最后，生成重建结果与真实情况的样点间关系矩阵，对比并定量分析二者的相似程度。直观上，不管是实测雷达数据还是模拟数据，本方法都能很好地恢复出根系的三维构型。根系分布的基本空间格局，如生长范围、分布密度、单根走向等均能准确再现。关系矩阵的对比表明，当搜索使用的参数选择恰当时，模拟数据的213个样点中有186个都能与真实根系构型对应正确，重建的根系构型与真实构型间的相似度达82.75%。结果表明，本研究利用探地雷达数据恢复根系三维构型的方法精确实用，使得长时间、大范围、重复性的根系构型观测成为可能。本方法能够帮助研究者在野外迅速了解根系生长状况，推动植物根系观测的发展。