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人工監(jiān)測的方法及原理
土壤含水量垂直測點分布應根據監(jiān)測目的、地質條件、土層的厚度而確定。監(jiān)測點人工取樣采用環(huán)刀對地表表層下10cm、20cm、40cm 三個土層進行垂直取樣，每個土層取 3 個土樣，以烘干稱重法計算其含水量。烘干法是土樣從現場采取后放入鋁盒中，對其進行編號，天平稱重記錄數據。烘箱或微波爐進行烘干，烘箱溫度設制在105℃±2℃，持續(xù)恒溫8h，烘干結束，冷卻后天平稱重記錄數據。土壤含水量可采用以下公式計算：
ω=（ω1-ω2）/（ω2-ω0）×100％
式中：ω——土壤重量含水量；
ω1——濕土+盒重；
ω2——干土+盒重；
ω0——鋁盒的重量。
土壤墑情監(jiān)測系統的原理
利用遠程數據采集，每隔一段時間采集一次它所攜帶的各類傳感器的數值，不同的傳感器提供的數值不同，將這些數值打包后，在通過無線網提交給數據中心服務器。并利用太陽能進行充電、實現墑情信息的遠程連續(xù)監(jiān)測，同時，利用再多個采集點設置帶有GPS裝置的固定監(jiān)測站，并通過上位機GIS軟件實現大面積區(qū)域的土壤墑情實時監(jiān)測。土壤墑情檢測設備主要是基于時域反射和頻域反射，這兩種均是通過測量土壤介電常數的變化，間接測定土壤含水量。介質在外加點場時會產生感應電荷而削弱電場，終介質中電場與原外加電場比值即為相對介電常數，又稱相對電容率。從人工與自動監(jiān)測資料對比中發(fā)現，誤差較大的都是自動監(jiān)測數據偏小的問題。
土壤墑情監(jiān)測系統的基本結構
土壤墑情監(jiān)測系統的數據源是通過遠程數據采集模塊采集得到的。通過網絡傳輸給數據中心服務器，經過解析后在存儲到數據庫中，為用戶界面和統計分析模塊提供數據。數據中心包括接受和解析模塊、用戶界面模塊、分析模塊、統計模塊、數據庫和管理系統。其中數據接受和解析模塊用于監(jiān)聽數據采集點的連接請求和接受其發(fā)送過來的數據，并將數據轉給解析模塊將數據包拆解可利用的數據并將其存儲在數據庫中。圖形用戶界面模塊用于顯示土壤信息，包括實時數據和歷史數據，顯示形式可以是表格形式或者是圖形形式；對各個采集點的信息進行查看和管理，在連接狀態(tài)下可以通過界面發(fā)送命令。
數據的分析和統計模塊用于對數據進行分析和比對。在接收實時數據時就對數據進行了初步的分析，如果土壤參數出現異常，就會給用戶發(fā)出警報。
土壤墑情人工監(jiān)測與監(jiān)測系統的對比
從自動監(jiān)測裝置的結構分析：
1、電信號測量的誤差，即由儀器的電磁波在介質中傳播得到的介電常數轉化為電壓/電流產生的誤差。
2、由電信號轉換為土壤含水量的誤差，即由儀器廠家野外采集土樣，在實驗室里率定出來的系數，該過程人為因素影響較大，地區(qū)差異大。
3、儀器本身的故障誤差，人工置數器在實際工作中比較常機的情況。如果不正常就存在通信問題，查看各設備的連線是否松動，設備采集時間是否達到要求。
自動墑情監(jiān)測設備應定期保養(yǎng)、維護，發(fā)現有故障及時維護。人工烘干法雖然是*的標準方法，但是比較費工耗時，信息的時效性較差。隨著科技的進步，在部分地區(qū)建設土壤墑情自動監(jiān)測站，提高了土壤墑情監(jiān)測信息的實時性。土壤墑情自動監(jiān)測系統通過傳感器對土壤進行間接測定，可以使墑情資料連續(xù)性、時效性，減少人力資源，儀器安裝操作簡單，為了提高數據采集和存儲的一體化。
