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文檔簡介
1、TRU作為高效的淺層探測方法,具有操作簡單靈活、剖面直觀、無損性等優(yōu)點(diǎn),在檢測根系時(shí)受到很多外界因素的影響,研究發(fā)現(xiàn),TRU受含水量的影響非常大。本研究以不同含水量介質(zhì)為研究對(duì)象,對(duì)TRU在不同含水量介質(zhì)中的最佳參數(shù)組合(系統(tǒng)增益和介電常數(shù))進(jìn)行研究,以期提高TRU根系檢測的準(zhǔn)確性。
通過人為埋根的方式對(duì)不同含水量的三種介質(zhì):沙地(含水量3.575%)、農(nóng)田(含水量29.293%)、荒地(含水量16.03%)中TRU的參數(shù)及其
2、分辨率進(jìn)行研究,主要得到以下研究結(jié)果:
1.默認(rèn)介電常數(shù)下根系深度檢測值誤差很大,在土層10、20、30、40、50、60、70、80 cm,TRU在三種介質(zhì)的檢測誤差平均值分別為7.29、10.79、15.79、20.20、25.48、30.79、36.35、40.62 cm;經(jīng)過介電常數(shù)校正以后,TRU在沙地中從土層10~80 cm根系檢測深度誤差都在±1.5 cm以內(nèi)、在農(nóng)田中為-1.09~12.43 cm、在荒地中為-
3、1.62~5.37cm。校正介電常數(shù)以后,TRU在干燥沙地中檢測到的根系位置與埋根深度幾乎相同,校正效果非常好;在濕潤農(nóng)田中,900MHz和400MHz天線誤差都減小,但效果一般;在荒地中,兩種天線都取得了很大的成效,比農(nóng)田中的檢測效果略好,但也不及沙地。
2.在干燥沙地中,不同埋深根系的檢測結(jié)果與介電常數(shù)之間的關(guān)系非常一致,從土層10~80 cm,TRU所檢測到的根系深度都隨著介電常數(shù)的增大而減小,埋根越深,減小越快;而在含
4、水量較大的農(nóng)田和荒地中,根系深度與介電常數(shù)之間的關(guān)系并不一致,在土層40 cm以上,電磁波穿透土層時(shí)衰減較少,而在40 cm以下,電磁波穿越土層時(shí)衰減較嚴(yán)重,且土層越深,衰減越嚴(yán)重。
3.TRU在干燥的沙地中檢測效果最好,可檢測到直徑1.2 cm以上的根系,分辨率較高,剖面圖均勻,根系圖像非常清晰。在濕潤的農(nóng)田中檢測效果最差,只能檢測到直徑2.6 cm以上的根系,在荒地中的檢測結(jié)果較沙地略差,但比農(nóng)田中效果略好。400MHz天
5、線在沙地中的分辨率與900MHz相近,但在農(nóng)田和荒地中分辨率比900MHz天線略高,TRU在三種介質(zhì)中的參數(shù)經(jīng)過校正后均可得到較好的結(jié)果。
4.TRU在默認(rèn)參數(shù)下檢測時(shí)土層40 cm以上增益過?。ㄗ钚】蛇_(dá)-20 dB),而40 cm以下增益過大(最大可達(dá)68 dB),形成的剖面圖上層圖像顏色太淺無法識(shí)別,下層顏色太深、雜波影響太大難以辨別。經(jīng)過參數(shù)校正以后,900MHz天線的增益值GP1、GP2的取值范圍都在1~4 dB,GP
6、3、GP4、GP5控制在23~39 dB之間,400MHz天線的GP1、GP2的取值范圍在-12~-9 dB,GP3、GP4、GP5控制在16~38 dB之間,剖面圖顏色較為均勻,并著重將植物根系突顯出來,圖像清晰易于分析觀察,對(duì)進(jìn)一步研究根系起到了很大的作用。
5.在同一深度,根系直徑越大,“雙曲線”開口越寬;在不同深度,根系越深,“雙曲線”圖像越模糊。使用900MHz天線檢測根系時(shí),水平方向兩條根系之間的間隔至少在15 c
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