[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

本申請公開了一種土壤濕潤體體積獲取方法、系統及裝置，通過滴灌在預設箱體內生成多個不同水量的土壤濕潤體，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。通過生成多個不同水量的土壤濕潤體，然后分別獲取不同的土壤濕潤體的GPR探測數據和實測數據，進而通過實測數據和GPR探測數據建立出土壤濕潤體的GPR估算模型，可以實現滴灌生成的不同滴水量的土壤濕潤體體積快讀估算獲取。

技術領域

本申請涉及土壤滴灌技術領域，具體涉及一種土壤濕潤體體積獲取方法、系統及裝置。

背景技術

滴灌是按照作物需水要求，通過管道系統與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的水分和養分一滴一滴，均勻而又緩慢地滴入作物根區土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結構，土壤內部水、肥、氣、熱經常保持適宜于作物生長的良好狀況，蒸發損失小，不產生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種省水的灌水方式。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。

滴灌的不足之處是滴頭易結垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。而滴灌濕潤體體積的準確獲取是滴灌系統優化設計的理論基礎。現有技術中濕潤體體積的研究多采用開挖法、數值模型法和軟件估測等方法。

但是利用開挖法對濕潤體進行體積探測和變化規律研究，容易對土層進行擾動，破壞濕潤體完整性，不能保證原位探測，并且費時費力，成本較高，效率較低，對濕潤體界面干濕土壤在視覺上的分辨率較低，存在破壞濕潤體原狀和空間連續測量困難等弊端；數值模型專業性強，且計算量大，使用不便，不利于推廣。軟件分析需要是通過基于一定數量的實測數據庫和信息庫來對對濕潤體進行估測，對數據的要求較高，不適合情況復雜多變現實情況。

發明內容

本申請為了解決上述技術問題提供，本申請是通過如下技術方案實現的：

第一方面，本申請實施例提供了一種土壤濕潤體體積獲取方法，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。

采用上述實現方式，通過生成多個不同水量的土壤濕潤體，然后分別對不同的濕潤體進行GPR探測獲取探測數據，緊接著進行實測以獲取實測數據，進而通過實測數據和GPR探測數據建立出土壤濕潤體的GPR估算模型，可以實現滴灌生成的不同滴水量的土壤濕潤體體積快讀估算獲取。

結合第一方面，在第一方面第一種可能的實現方式中，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。

結合第一方面第一種可能的實現方式，在第一方面第二種可能的實現方式中，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。