基于GSM的土壤湿度监测系统的研究

为充分利用水资源,满足农田灌溉之需,要求旱区农业从粗放的灌溉模式向集约型精量灌溉转变。作物需水状况的准确监测是实现精量灌溉和智能化农业用水管理的前提。基于GSM的土壤湿度监测系统由土壤湿度检测传感器、数据处理模块、GSM无线传输模块3部分组成。该系统采用土壤湿度传感器检测农田中的土壤湿度,单片机通过AD采集湿度信息并与设定值相比较,若湿度低于设定值,则通过GSM模块将信息发至农户,提醒用户开始灌溉。试验表明,该系统能有效监测土壤中湿度,为农户灌溉提供决策依据,实现农作物精量灌溉的远程监测。     

基于AMSR-E与MODIS数据海表面温度遥感反演研究

海洋表面温度是海洋环境的重要参数。遥感技术是进行海表面温度研究的有效手段之一。以印度洋北部海域为研究区域,利用Aqua卫星上的微波数据（AMSR-E）和光学数据（MODIS）,进行了海表温度反演研究。首先对AMSR-E L2A数据和MODIS-L1B数据进行预处理,然后将AMSR E的各极化通道亮温数据与实测海表温度进行相关性分析,通过多元线性回归建立AMSR-E海表温度的反演模型,而MODIS海表温度则通过采用线性多通道算法得到,最后以AMSR-E亮温数据为主,MODIS海表温度数据为辅,采用多元线性回归的方法建立了海表温度反演模型。利用该模型反演印度洋北部海域海表温度,反演结果与实测数据相比,其均方根误差为0.323 97 ℃。     

基于温度植被干旱指数的华东地区AMSR-E土壤水分数据的空间降尺度研究

土壤水分一直是土壤学领域中较为活跃的研究内容,是陆面过程与水循环的重要影响因素。以AMSR-E为代表的被动微波遥感技术的发展为土壤水分的研究提供了方便,但是其粗糙的空间分辨率限制了其在中小尺度内的应用。因此,本研究利用MODIS温度产品MOD11A2和归一化植被指数产品MOD13A3构建了月时间尺度下的温度植被干旱指数(TVDI);其次,利用温度植被干旱指数TVDI和土壤水分之间的线性负相关关系,对AMSR-E三级土壤水分反演产品进行空间降尺度研究,获取2003年连续月时间尺度下空间分辨率为1 km的土壤水分反演结果,并利用地面实测土壤水分数据对反演结果进行验证。地面实测土壤水分值与降尺度反演结果显著相关,每月的线性相关决定系数均在0.8以上,表明降尺度后的土壤水分反演结果具有较高的精度,能够用来表示土壤水分的分布特征。     

土壤湿度同化数据综合分析处理系统的研制与开发

陆面数据同化系统的输入和输出数据以其格式多样性、海量性为主要特征。以GIS二次开发组件ArcGIS Engine, ArcSDE空间数据库引擎和SQL Server 2005数据库管理工具,利用C#、IDL编程语言,构建土壤湿度同化数据空间数据库,并将气象数据具有时间域、空间域和属性域等多维属性与GIS数据模型相结合,研制开发综合分析处理系统,实现土壤湿度同化输入参数与输出数据的空间分析与管理。系统能够满足陆面同化系统对数据的处理与分析需求,为土壤湿度同化产品的业务应用提供强大的支撑。     

遥感监测土壤湿度的方法综述

通过对生态环境水热因子的遥感监测回顾,总结出定量地遥感监测土壤水分的方法主要有:微波遥感监测法、热惯量法、作物植被、亮温综合指数法和热红外法等,并对各方法的原理和具体的适用领域做了介绍和比较。     

基于GSM网络的土壤湿度监测系统的设计

基于GSM网络的土壤湿度监测系统主要由89C51型微控制器、外围电路、TC35型无线模块和计算机应用程序构成.通过GSM通讯网络,应用RH10湿度传感器和相应的湿度测量算法实现了土壤湿度的监测,其原理简单,测量方便快捷,数据精度满足生产要求,可实现全球无缝连接,与传统的监控系统相比有着独特的优势.     

基于遥感的农业干旱监测模型研究

依据干旱监测的原理,从土壤水分、植被指数、表面温度、要素综合等角度出发,对现有主要农业干旱遥感监测模型进行归纳总结,分析了各种方法的优缺点,以及各自的适用范围;重点分析了条件植被温度指数、温度-植被干旱指数,指出它们应看作是对归一化温度指数的简化处理,兼具实用性和一定的监测精度,在业务应用中有一定的推广价值,并预测了未来遥感干旱监测的发展方向和目标。     

四川省土壤湿度自动站和人工观测数据对比分析

选取6个代表站点,采用人工观测数据和自动站监测数据进行相关性分析、箱式图分析、对比差值计算以及对比差值的标准差、相对误差计算,结果表明：各站点误差较大的层次多出现在表层,代表站点中只有浦江一个站点的相对误差≤10%。目前,土壤湿度自动站只能反映土壤水分趋势变化情况。接着,进一步分析土壤湿度自动站数据不准确的原因,并对相关性较好的层次提出订正方法。     

某些土壤湿度观测方法的探讨

本文对土壤湿度观测中的取土重复次数，测定深度和灌溉地加测等问题进行了田间试验，并根据试验结果提出了改进观测方法的意见。     

基于多元回归分析的草坪土壤湿度模型研究

通过对影响草坪土壤湿度的因素分析,获得了各因素与草坪土壤湿度的关系,在对土壤、地形等因素分析时,引入了土壤地形综合参数来描述土壤和地形对草坪土壤湿度的影响.利用多元回归的方法对草坪土壤水分平衡方程中的参数进行校正,获得草坪中特征点的水分平衡方程,利用MATLAB建立草坪土壤等湿度面模型并进行了验证,效果良好.该模型可为草坪的建植及养护的水分管理提供参数.     

基于土壤墒情的云南干旱分析

根据2008—2012年云南省23个土壤墒情站点土壤含水量和日降水数据,研究土壤墒情与降水、温度的关系,并基于土壤相对含水量分析云南省干旱的时空分布特征。结果表明,不同深度土壤平均相对含水量的最大值与降水关系显著,均出现在6—8月,且基本滞后降水最多月份1个月,其出现时间呈现出由东南向西北推迟的变化趋势;而不同深度土壤平均相对含水量的最小值与气温关系显著,均出现在3或4月,其出现的时间大致与旱季(11月—次年4月)最高气温出现的时间一致。云南省干旱主要发生在1、3、11和12月,其中11和12月旱情最为严重;在空间分布上,1和3月干旱主要分布在云南西部,尤其是滇西南、滇西北和滇中,11和12月干旱主要分布在云南东部,尤其是滇中和滇东南。     

河南省土壤墒情监测站网规划布局研究

在抗旱规划的基础上,结合河南省抗旱规划的原则、目标,综合考虑土壤墒情监测站点的布设,在优先考虑河南省粮食核心区以及旱灾易发区的原则上,对研究区域进行站网分区,依据各区域特点采取不同的建站原则,提出了河南省土壤墒情监测站点的初步规划方案。     

土壤墒情评价指标研究进展

在现代农业中,准确有效的测量土壤含水量是推行精量灌溉技术、提高水资源利用率的基础.为了更好地预测墒情并及时采取应对措施,综述了国内外广泛应用的各类土壤墒情指标并将其归纳为单项指标和综合指标两类,单项指标包括降水量指标、土壤含水量指标、作物旱情指标等;综合指标包括作物供需水指标、作物水分综合指标、PSDI指标、作物缺水指标等评价了土壤墒情指标的优缺点以及在农业上的适宜性,为减缓和预防土壤墒情对农业的不良影响及制定科学的政策提供依据.     

中小温室土壤水分监控系统设计

针对中小型温室提出一种低成本、低功耗的实用型土壤湿度监控系统,采用分布式检测控制方法,借助无线数传技术搭建了主从单片机湿度监控系统,设计了微控制器人机交互电路和程序,实现了土壤水分的精确自动化监测和微灌控制。结果表明,该系统低功耗,宜配置,工作稳定,温室灌水利用率达到0．65,比漫灌节水50％以上。     

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作 3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明 ,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量 ,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量 ,0～ 60 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 6.4mm,免耕补充灌水的为 6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 1 5 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多 ;60～ 1 0 0 cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为 3 0 .9mm,免耕补充灌水为 2 0 .3 mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为 3 3 .5 mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产 6.7%～ 5 4.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术 ,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量 ,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法     

不同保墒耕作方法在旱地上的保墒效果及增产效应

采用田间试验研究了留茬少耕秸秆全程覆盖、免耕补充灌溉和传统保墒耕作3种方法对旱地土壤水分及小麦产量的影响。结果表明,留茬少耕秸秆覆盖增加了夏闲期农田的蓄水量,为旱地小麦播种出苗提供了水分保证。小麦收获时的土壤水分含量,0～60cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为6.4mm,免耕补充灌水的为6.7mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为15.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多;60～100cm的土壤有效蓄水量传统保墒方法为30.9mm,免耕补充灌水为20.3mm,留茬少耕秸秆全程覆盖方法为33.5mm,也是留茬少耕秸秆全程覆盖方法的蓄水量多。留茬少耕秸秆全程覆盖比传统耕作保墒技术增产6.7%～54.8%。留茬少耕秸秆覆盖技术,提高了小麦播种时的底墒、灌浆时的土壤水含量,是一种有效的蓄水保墒、提高旱地小麦产量的方法。     

基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度研究

[目的]研究基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度的变化规律.[方法]在棉花土壤中分10、20、30以及40 cm土层深度水平埋装一根Globe-Logging TDR测量探针,通过无线网络在线监测7月棉花土壤水分和土壤温度的变化规律.[结论]在不降雨或不灌水的情况下,深层土土壤水分要高于浅层土,深层土的土壤含水率与土壤温度呈反比例关系;当土壤温度高于最低气温时,土壤温度随着土层深度的增加而升高.[结果]该研究可为Globe-Logging TDR系统的推广应用提供参考.     

土壤水分对谷子产量与生理特性的影响

土壤水分胁迫条件下，不同谷子品种对水分胁迫的反应差异较大，无论是拔节期，还是灌浆期，都是旱地品种７７—８比水地品种安３１６表现为叶片水势高、细胞膜透性小、气孔阻力大、蒸腾速率小、呼吸强度和光合速率变化幅度小、脯氨酸含量累积多的生理特性。中水肥品种晋谷２号生理指标的变化幅度介于７７—８和安３１６之间。抗旱系数为：７７—８＞晋谷２号＞安３１６。不同生育时期各项指标对干旱的敏感程度为，拔节期大干灌浆期。     

不同土壤水分条件下小麦光合特性的研究

为了探讨小麦节水灌溉栽培技术,以穗型大小不同的2个小麦品种山农20（大穗型品种）和山农21（小穗型品种）为试材,在露天池栽条件下于小麦返青期后开始对2个小麦品种进行不同土壤含水量的水分胁迫处理,土壤含水量均设田间持水量的100％（水分过量）、80％（适宜水分）、61％（轻度干旱）和40％（严重干旱）4个处理,从小麦旗叶的光合速率（ Pn）、气孔导度（ Gs）、细胞间隙CO2浓度（ Ci）和蒸腾速率（ Tr）4个方面,研究了不同土壤水分条件对小麦旗叶光合特性的影响。结果表明：干旱在短期内可导致小麦生育后期旗叶光合速率和气孔导度上升,细胞间隙CO2浓度下降,但对蒸腾速率影响较小。在干旱年型小麦生产上,多选用小穗型品种如山农21。在华北地区可适当减少灌溉次数,以发挥冬小麦对干旱的适应性,达到节水、增产的目的。     

基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型研究

利用便携式傅里叶变换红外光谱辐射仪(102F),通过室内条件下对不同含水量的土壤样本进行发射率光谱测量,阐释土壤水分含量的热红外辐射特征,通过对获取的发射率光谱数据进行微分、差分以及标准比值化变换,建立基于热红外辐射特征的土壤水分含量估算模型。结果表明,在8.0～9.5μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地增加,而且发射率光谱曲线在8.0～9.5μm波段变得平直,reststrahlen吸收特征相对减弱;在11.0～14.0μm波段随土壤含水量的增加,土壤热红外发射率不同程度地减小,而且在12.7μm附近存在一个吸收谷,其吸收的深度大致随土壤水分的增加而增加。通过对发射率光谱数据的微分、差分以及标准化比值处理变换,运用统计单相关分析方法确定了诊断土壤水分含量的敏感波段为8.237μm,对敏感范围8.194～8.279μm输出均值进行标准化比值处理作为自变量,提出水分诊断指数的概念,建立了土壤水分含量和水分诊断指数的对数统计模型。