作用
土壤水分是土壤的重要組成部分,,對作物的生長,、節(jié)水灌溉等有著非常重要的作用。通過GPS定位系統(tǒng)掌握土壤的水分(墑情)的分布狀況,,為差異化的節(jié)水灌概提供科學(xué)的依據(jù),,同時精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
原理
儀器發(fā)射一定頻率的電磁波,,電磁波沿探針傳輸,,到達(dá)底部后返回,檢測探頭輸出的電壓,,由于土壤介電常數(shù)的變化取決于土壤的含水量,,由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計算出土壤的含水量。
清除干擾方法
使用探頭的方式來進行測量土壤水分的時候,,會受土壤的環(huán)境影響,,在鹽堿之地測量的誤差是最大的,為了盡量減少該誤差的出現(xiàn),,在土壤水分測量儀中進行添加數(shù)字濾波技術(shù)來進行減少環(huán)境因素對土壤水分測定的結(jié)果干擾,,常用的數(shù)字濾波算法有限幅濾波法、中值濾波法,、算術(shù)平均濾波法,、加權(quán)平均濾波法、滑動平均濾波法,、低通濾波法及復(fù)合濾波法等,,在眾多的方式中總有一種是運用于土壤水分的測量中:
1)限幅濾波法,是通過相鄰兩組數(shù)據(jù)差值與最大允許誤差值進行比較,,進行得出數(shù)據(jù)的,。主要用于處理變化比較緩慢的數(shù)據(jù),。
2)算術(shù)平均濾波法,算術(shù)平均值濾波法是連續(xù)取N次采樣值進行算術(shù)平均,,適用于對具有隨機干擾的信號進行濾波,,受數(shù)據(jù)組的影響。
3)加權(quán)平均濾波法,,這種換算比較的麻煩,,先進性測量N組數(shù)據(jù)將其乘以加權(quán)系數(shù),在進行求累積和,。
4)滑動平均濾波法,,滑動平均濾波法是只采樣1次,將這個值與過去采樣的值進行比較,,并求平均值,。在采樣速度較慢時可以使系統(tǒng)的實時性得到保證。
5)低通濾波法,,低通濾波法就是將模擬低通濾波器的微分方程用差分方程表示,,這樣就可用軟件算法模擬硬件濾波的功能,對于那些變化緩慢的有一定的效果,。
6)復(fù)合濾波法,,復(fù)合濾波法是把2種不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來,組成復(fù)合濾波器,無論對于快速還是緩慢的信號都有很好的緩沖作用,。
通過使用上述的方式來進行,,然后跟土壤水分溫度測量儀或者土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)測得的結(jié)果進行多次比較發(fā)現(xiàn),選用算術(shù)平均濾波法和滑動平均濾波作為測量儀的濾波算法,,能對環(huán)境中的各參數(shù)的干擾直降到低,,土壤水分測量儀測定的值準(zhǔn)確度是最高的。