基于探地雷达功率谱和雷达波振幅包络估算砂壤含水率

• 作者: 吴志远 崔凡 李帅 李思远 耿晓航 聂俊丽 陈柏平
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 含水率 探地雷达 ARMA 振幅包络平均值法
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 121-127
• 页数: 7页
• 分类号: S152.7
• 字数: 4618字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.07.016

摘要

为实现探地雷达(ground penetrating radar,GPR)技术对中国西部干旱地区浅部砂壤介质含水率分布精确、快速、连续的探测,该文研究了耦合自回归滑动平均功率谱估计方法(auto regressive and moving average,ARMA)和雷达波振幅包络平均值方法(average envelope amplitude,AEA)反演含水率提高反演精度的可行性.首先,使用自回归滑动平均功率谱估计方法(auto regressive and moving average,ARMA)和雷达波振幅包络平均值方法(average envelope amplitude,AEA)分别反演雷达有效探深范围内的砂壤介质体积含水率值.将雷达探测结果分别与取样烘干法在各深度的测试结果进行对比分析,发现针对研究区内的干燥砂壤介质,使用ARMA方法能够有效地反演出地表10 m深度内砂壤介质的体积含水率值,但0~0.5 m范围内含水率值反演结果不准确;而AEA方法可准确反演出该地区0~0.5 m范围内的体积含水率值.根据2种方法的适用性,构建典型干旱地区浅部砂壤介质(0~10 m)含水率的反演模型.实际探测显示,联合模型平均相对误差为5.57%~16.71%、均方根误差为0.62%~2.08%,在0~0.5 m范围内反演的含水率平均相对误差比ARMA方法减少16.81%~41.80%,与AEA方法相比,联合模型能够反演更深地表的含水率.综合表明联合模型能够快速、准确、连续地获得西部干旱区0~10 m范围内浅部砂壤介质的体积含水率值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	聂俊丽	贵州大学国土资源部喀斯特环境与地质灾害重点实验室	6	13	3.0	3.0