[發(fā)明專利]基于探地雷達反射波的濱海鹽漬土表層含水量測定方法

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• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107014835A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 王萍;李新舉;閔祥宇;楊東;趙學偉;孫問娟;李芳
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學;山東農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G01N22/04
• 分類號: G01N22/04;G01S13/88
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權代理有限公司11385
• 代理人: 董芙蓉

1.一種基于探地雷達反射波的濱海鹽漬土表層含水量測定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采用加拿大探測器與軟件公司生產(chǎn)的pulseEKKO PRO系列GPR主機以及250MHz屏蔽天線，數(shù)據(jù)采集軟件為DVL Firmware；

沿每個地塊的長邊方向進行FO法測量，天線內部間距為0.38m，外部間距為0，時窗設置為76ns，水平采樣間隔0.04m；在每個地塊中心處進行CMP法測量，步距設置為0.2m，即各天線每次移動0.1m；

步驟2、FO法測量結果處理步驟主要包括：基礎濾波處理、空氣波校正和信號增益；

CMP法測量結果處理步驟主要包括：基礎濾波處理和自動增益控制；增益時窗設置為1，最大增益值設置為5000；

步驟3、提取雷達波速度

地下水平界面的反射波的雙程走時T，則有

式中：X為發(fā)射天線與接收天線之間的距離，D為反射界面的深度，v為電磁波的傳播速度，地面直達波看成是D＝0時的反射波，通過LineView軟件中的雙曲線速度標定按鈕提取地面波和表層反射波的速度，通過拖曳雙曲線的尾巴調整雙曲線的形狀與雷達波形相匹配后，軟件自動計算反射界面之上土層的平均速度；

步驟4、計算土壤介電常數(shù)。采用大多數(shù)土壤低鹽介電常數(shù)ε的估算公式：

式中，c為電磁波在真空中的傳播速度m ns^-1，v為提取的GPR地面波/反射波傳播速度m ns^-1；

步驟5、選取土壤含水量反演模型

主要形式分為θ～ε和兩種；

步驟6、評價反演精確度。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于探地雷達反射波的濱海鹽漬土表層含水量測定方法，其特征在于，步驟2中選取指數(shù)補償增益法，增益幅度為10-1000，衰減系數(shù)為32。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于探地雷達反射波的濱海鹽漬土表層含水量測定方法，其特征在于，步驟5中θ～ε經(jīng)驗模型有Topp模型、Roth模型和朱安寧潮土θ～ε經(jīng)驗模型；選取的經(jīng)驗模型有Alharathi模型、Ferré模型、巨兆強模型和朱安寧潮土模型。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于探地雷達反射波的濱海鹽漬土表層含水量測定方法，其特征在于，步驟6中采用標準差評價模型的反演精確度；

式中：θ為GPR反演的體積含水量結果，m³m^-3；為GPR反演體積含水量結果的平均值，m³m^-3；n為實驗對比數(shù)目，SD值越小，模型反演精確度越高。