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)水灌概提供科學的依據,同時精確的供水也有利于提高作物的產量和品質。 原理 儀器發(fā)射一定頻率的電磁波,電磁波沿探針傳輸,到達底部后返回,檢測探頭輸出的電壓,由于土壤介電常數的變化取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關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,在土壤水分測量儀中進行添加數字濾波技術來進行減少環(huán)境因素對土壤水分測定的結果干擾,常用的數字濾波算法有限幅濾波法、中值濾波法、算術平均濾波法、加權平均濾波法、滑動平均濾波法、低通濾波法及復合濾波法等,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,是通過相鄰兩組數據差值與最大允許誤差值進行比較,進行得出數據的。主要用于處理變化比較緩慢的數據。 2)算術平均濾波法,算術平均值濾波法是連續(xù)取N次采樣值進行算術平均,適用于對具有隨機干擾的信號進行濾波,受數據組的影響。 3)加權平均濾波法,這種換算比較的麻煩,先進性測量N組數據將其乘以加權系數,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)復合濾波法,復合濾波法是把2種不同濾波功能的數字濾波器組合起來,組成復合濾波器,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)測系統測得的結果進行多次比較發(fā)現,選用算術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)境中的各參數的干擾直降到低,土壤水分測量儀測定的值準確度是最高的。
|