基于高频探地雷达的土壤表层含水量测定

发布时间：2017-09-30 08:27

  本文关键词：基于高频探地雷达的土壤表层含水量测定

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【摘要】：高精度快速探测土壤表层水分状况,对于精准农业生产、水资源精确管理及防治坡耕地水土流失具有重要意义。现有探地雷达(ground penetrating radar,GPR)低频探测技术不能满足表层土壤含水量高精度要求,需要发展和应用高精度探测技术。本研究采集江宁某蔬菜地水稻土表层(0~20cm)土壤(粉砂质黏壤土),通过室内模拟试验,利用高频(1 GHz和2 GHz)探地雷达在不同土壤含水量状况下进行探测,获取GPR数据图像信息,提取电磁波谱特征参数,分析其与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:1 GHz和2 GHz频率GPR探测的土壤介电常数ε与实测土壤含水量θ拟合的ε~θ模型决定系数R2分别为0.94与0.97,高频探地雷达技术预测粉砂质黏壤土表层土壤含水量是可行的;与低频探地雷达技术相比,高频探地雷达技术能够高精度探测表层土壤含水量。
【作者单位】： 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所);中国科学院大学;
【关键词】： 探地雷达 土壤含水量 介电常数 电磁波波速 土壤质地
【基金】：国家自然科学基金项目(41571206,41501296)资助~~
【分类号】：S152.7
【正文快照】： 土壤含水量是表征土壤水分状况,反映土体组成的一个重要指标,对农业生产、水资源精确管理及防治坡耕地水土流失均具有重要的指导作用[1]。但土壤水分的空间变异性较强,在中尺度(100 m2)连续测定尚有一定的技术屏障[1-2]。现有的测定方法如烘干法、时域反射仪(time-domain-refl

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