插針式土壤水分觀測(cè)系統(tǒng)

1.概述

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

插針式土壤水分觀測(cè)系統(tǒng)是采用傳感器插入式接觸測(cè)量的方式獲得土壤指標(biāo)，一般插針式的土壤水分觀測(cè)屬于TDR（時(shí)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(gè)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(dá)到*大量時(shí)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(biāo)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(yùn)動(dòng)和存儲(chǔ)：

2.土壤含水量的測(cè)量方法：

TDR(時(shí)域反射法）

TDR是根據(jù)探測(cè)器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的傳輸時(shí)間的不同,而計(jì)算出被測(cè)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(shí),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(duì)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(cè)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(cè)定介質(zhì)的介電常數(shù)ε，進(jìn)而通過一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系反演出土壤水分θv的儀器。

3.土壤水分站站點(diǎn)應(yīng)用：

? 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與合理性檢查的重要保障

? 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理

? 方便各級(jí)用戶使用管理

? 不需要固定計(jì)算機(jī),不需要安裝特殊軟件

? 節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)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(tái)

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

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

? 支持PC或者手機(jī)（android瀏覽器，手機(jī)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(tái)：

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(xiàng)。可以直接查詢某一時(shí)間，某一站點(diǎn)，樣地的數(shù)據(jù)信息。

進(jìn)入“數(shù)據(jù)"選項(xiàng)，界面左側(cè)為站點(diǎn)。樣地下拉選項(xiàng)，右側(cè)為時(shí)間選項(xiàng)，能夠詳細(xì)觀測(cè)某時(shí)某站點(diǎn)樣地的數(shù)據(jù)列表、折線圖、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等信息，并可導(dǎo)出已選時(shí)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(cè)系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)

數(shù)據(jù)傳輸與管理

界面顯示：

進(jìn)入“預(yù)警"界面，能夠清楚的看到通訊異常的站點(diǎn)、樣地。

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

在“監(jiān)測(cè)站信息"界面，系統(tǒng)管理員可以對(duì)站點(diǎn)、樣地信息進(jìn)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(shí)間段批次上報(bào)。系統(tǒng)管理員可以對(duì)上報(bào)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查看、刪除等管理。

4.參考文獻(xiàn)：

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

2.不同土質(zhì)土壤水分運(yùn)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(cè)優(yōu)化布設(shè)方法-王珊， 胡振華

4.土壤水分時(shí)間穩(wěn)定性研究進(jìn)展-藺鵬飛 ， 朱喜 ， 何志斌

5.土壤水分波動(dòng)對(duì)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