插針式土壤水分觀測系統(tǒng)

1.概述

插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標，一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR（時域反射）以及FDR（頻率反射）方法。

插針式土壤水分觀測系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測量的方式獲得土壤指標，一般插針式的土壤水分觀測屬于TDR（時域反射）以及FDR（頻率反射）方法。

首先我們先了解一下土壤水分的幾個量：

土壤中水分形態(tài)為固態(tài)水和氣態(tài)水

田間持水率是指土壤中不受地下水影響的條件下，土壤中懸著毛管水達到*大量時的土壤含水率.

土壤含水量一般是指土壤優(yōu)良含水量，即100g烘干土中含有若干克水分，也稱土壤含水率.

這些指標和土壤的類型息息相關(guān)，土壤的大致類型如下：典型土壤水分含量：

土壤水的運動和存儲：

2.土壤含水量的測量方法：

TDR(時域反射法）

TDR是根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的傳輸時間的不同,而計算出被測物含水量。電磁波的傳播速度與傳播媒體的介電常數(shù)有密切關(guān)系,而土壤基質(zhì)、水和空氣的介電常數(shù)有很大差異(20℃時,水的介電常數(shù)為80,空氣的介電常數(shù)為1,干燥土壤的介電常數(shù)介于3～7)。故土壤含水量的變化對介電常數(shù)有明顯的影響,由此電磁波的傳播速度,便可確定其含水量。

FDR(頻域反射法）

FDR型土壤水分監(jiān)測儀是一種利用LC電路的振蕩，根據(jù)電磁波在不同介質(zhì)中振蕩頻率的變化來測定介質(zhì)的介電常數(shù)ε，進而通過一定的對應(yīng)關(guān)系反演出土壤水分θv的儀器。

3.土壤水分站站點應(yīng)用：

? 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與合理性檢查的重要保障

? 實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理

? 方便各級用戶使用管理

? 不需要固定計算機,不需要安裝特殊軟件

? 節(jié)省現(xiàn)場收集,數(shù)據(jù)管理的人力物力

工作原理導(dǎo)圖：

? 在底層搭建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺

? 在WebGIS（天地圖）平臺基礎(chǔ)上搭建應(yīng)用系統(tǒng)

? 將應(yīng)用系統(tǒng)劃分前后臺，前臺（首頁+中心站頁+地方站頁）用于應(yīng)用展示，后臺用于維護管理

? 支持PC或者手機（android瀏覽器，手機UC瀏覽器）在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方在線瀏覽

土壤水分站管理平臺：

無線傳輸功能：

界面顯示

登陸后的界面：有首頁，數(shù)據(jù)，預(yù)警，公告，管理，幫助等選項?？梢灾苯硬樵兡骋粫r間，某一站點，樣地的數(shù)據(jù)信息。

進入“數(shù)據(jù)"選項，界面左側(cè)為站點。樣地下拉選項，右側(cè)為時間選項，能夠詳細觀測某時某站點樣地的數(shù)據(jù)列表、折線圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等信息，并可導(dǎo)出已選時間、樣地的.csv文件。

數(shù)據(jù)折線圖:

數(shù)據(jù)列表：

土壤水分觀測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理平臺

數(shù)據(jù)傳輸與管理

界面顯示：

進入“預(yù)警"界面，能夠清楚的看到通訊異常的站點、樣地。

“管理"界面，首頁左側(cè)有“用戶管理"“閾值管理"“監(jiān)測站信息"“歷史數(shù)據(jù)"“公告管理"“數(shù)據(jù)上報管理"選項，首頁右側(cè)為所有“系統(tǒng)管理員"和“臺站用戶信息"

在“監(jiān)測站信息"界面，系統(tǒng)管理員可以對站點、樣地信息進行修改，查看。

在“公告管理"界面里，系統(tǒng)管理員可以添加公告和查看公告信息

數(shù)據(jù)信息可按照年份，時間段批次上報。系統(tǒng)管理員可以對上報的數(shù)據(jù)信息進行查看、刪除等管理。

4.參考文獻：

1.半干旱黃土丘陵區(qū)土壤水分生長季動態(tài)分析-徐志堯 ， 張欽弟 ， 楊磊

2.不同土質(zhì)土壤水分運移規(guī)律研究-王蘇玉

3.基于有效*大含水量的土壤水分監(jiān)測優(yōu)化布設(shè)方法-王珊， 胡振華

4.土壤水分時間穩(wěn)定性研究進展-藺鵬飛 ， 朱喜 ， 何志斌

5.土壤水分波動對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)CO2和N2O排放的影響-王瑞， 王平 ， 高永恒