[發明專利]一種土壤濕潤體體積獲取方法、系統及裝置

在審

• 申請號: 201811542458.4
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109632362A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王瑞燕;高鵬;趙庚星;李玉環;尹濤;丁麗華;史豐智
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04;G01N33/24;G06F17/50
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述方法包括：

通過滴灌在預設箱體內生成多個不同水量的土壤濕潤體，所述預設箱體內的土壤為均勻無雜物的土壤；

經過預設時間段后，所述預設箱體內的土壤中水不再擴散，通過地質雷達GPR探測對所述土壤濕潤體剖面進行數據采集；

所有所述土壤濕潤體完成GPR探測之后，開挖濕潤體進行實際測量；

通過所述GPR探測獲得的采集數據獲得的所述土壤濕潤體體積和實際測量獲得的所述土壤濕潤體體積建立土壤濕潤體體積的GPR估算模型，所述GPR估算模型用于快速獲取不同滴水量的土壤濕潤體體積。

2.根據權利要求1所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述通過滴灌在預設箱體內生成多個不同水量的土壤濕潤體，包括：

確定滴灌需要的土壤、灌溉水和所述預設箱體，其中土壤選擇包括對土壤的類型選擇、土壤顆粒的篩選和土壤的處理，選擇普通去離子水作為進行滴灌的灌溉水，選擇預設尺寸的木箱作為所述預設箱體；

將進行滴灌的滴灌設備的滴頭固定在所述預設箱體上，且所述滴頭距離土壤表面為0.5cm；

控制所述滴灌設備依次通過所述滴頭向土壤按照預設滴速向土壤內勻速進行滴灌，其中每個滴灌灌水量結束后靜置處理，以使得灌溉水在土壤內充分滲透。

3.根據權利要求2所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述通過地質雷達GPR探測對所述土壤濕潤體剖面進行數據采集包括：

灌溉水在土壤內充分滲透后，沿同一個方向按照預設規劃測線進行GPR探測以獲取每個測線上的所述土壤濕潤體的剖面；

按照GPR設定的采集時窗勻速測量完畢后，確定每條測量的探測數據；

通過所述探測數據確定所述土壤濕潤體的中心剖面影像。

4.根據權利要求3所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述所有所述土壤濕潤體完成GPR探測之后，開挖濕潤體進行實際測量，包括：

GPR探測探測結束后，剝離所述土壤濕潤體周圍的干土獲取所述土壤濕潤體；

分別獲取所述土壤濕潤體的含水率和土壤濕潤體體積。

5.根據權利要求4所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述通過所述GPR探測獲得的采集數據獲得的所述土壤濕潤體體積和實際測量獲得的所述土壤濕潤體體積建立土壤濕潤體體積的GPR估算模型，包括：

通過波速法確定所述GPR探測獲得的所述土壤濕潤體厚度，根據所述土壤濕潤體厚度確定所述土壤濕潤體的體積；

通過回歸分析確定實測的土壤濕潤體的體積與GPR探測獲得的土壤濕潤體的體積之間的關系，以獲得土壤濕潤體體積的GPR估算模型。

6.根據權利要求5所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述通過波速法確定所述GPR探測獲得的所述土壤濕潤體厚度包括：

確定GPR探測雷達波波速v和探測數據獲取時間t；

根據所述雷達波波速v和探測數據獲取時間t確定所述土壤濕潤體厚度d＝0.5vt。

7.根據權利要求4所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述獲取所述土壤濕潤體的含水率包括：

將所述土壤濕潤體剖面平均分為上、中、下三層；

每層均勻選取3個土樣后迅速封裝稱重；

利用環刀法對剩余濕潤體進行取樣，用于確定容重；

采集濕潤體周圍干土用來計算初始土壤含水量。

8.根據權利要求7所述的土壤濕潤體體積獲取方法，其特征在于，所述獲取所述土壤濕潤體的土壤濕潤體體積，包括：

獲取所述土壤濕潤體的灌水量、初始土壤體含水率和所述土壤濕潤體含水率；

根據所述土壤濕潤體的灌水量、初始土壤體含水率和所述土壤濕潤體含水率確定所述土壤濕潤體的土壤濕潤體體積。