土壤水分測量技術與墑情監測研究

　　《土壤水分測量技術與墑情監測研究》結合土壤墑情信息採集、管理和決策支持系統設計和工程建設的實踐經驗，介紹了土壤水分測量技術研究的最新成果，可作為高等院校農業、水利和土壤學等專業學生的參考書，也可供農業、水利部門在防汛抗旱指揮系統建設與管理工作中參考。

前言
第1章 土壤水分測量與墑情監測
1.1 土壤水分測量與墑情監測的意義
1.2 土壤水分測量與墑情監測的方法
1.2.1 烘乾法
1.2.2 張力計法
1.2.3 中子儀法
1.2.4 FD法
1.2.5 TDR法
1.3 TDR及其在土壤水分測量中的應用
1.3.1 TDR技術研究現狀
1.3.2 TDR傳感器探頭研究進展
1.3.3 TDR儀器研製進展
第2章 TDR土壤水分測量技術的理論基礎
2.1 麥克斯韋方程
2.2 電介質的極化與土壤表觀介電常數
2.2.1 電介質的介電常數
2.2.2 介質極化的不同微觀機制
2.2.3 交變電場下的介質極化
2.3 土壤介電特性
2.3.1 土壤磁導率
2.3.2 土壤電導率
2.3.3 土壤介電常數
2.4 土壤水分探頭的電參量模型
2.5 波在探針上的傳播和反射
第3章 基於相位檢測原理的PTDR系統
3.1 PTDR系統設計原理與總體設計方案
3.2 PTDR系統硬件設計
3.2.1 高頻正弦電壓信號源設計
3.2.2 鐵氧體環形器簡介
3.2.3 相位檢測器工作原理
3.2.4 檢波器工作原理
3.2.5 微處理器及其外圍電路設計
3.3 PTDR系統軟件設計
3.4 信號傳播時間測量實驗
第4章 PTDR土壤水分測試儀的傳感器探頭
4.1 PTDR傳感器探頭的基本結構
4.2 探頭與同軸電纜阻抗失配的影響研究
4.2.1 探頭首端反射信號的幅值和相位對測量結果的影響
4.2.2 探頭首端信號反射率與探頭阻抗的關係
4.3 PTDR探頭阻抗特性研究
4.3.1 無絕緣塗層平行三棒式探頭的阻抗特性研究
4.3.2 有絕緣塗層平行三棒式探頭的阻抗特性研究
4.4 PTDR探頭性能對比研究
4.4.1 不同幾何尺寸探頭對比研究
4.4.2 絕緣塗層影響對比研究
4.4.3 內部阻抗變化結構對比研究
第5章 PTDR土壤水分測試儀性能分析
5.1 實驗材料與實驗方法
5.1.1 實驗材料
5.1.2 實驗方法與實驗數據
5.2 PTDR的土壤水分測試性能分析
5.2.1 研究方法與評價指標
5.2.2 對各種不同質地土壤的測量結果分別進行回歸分析
5.2.3 對多種不同質地土壤的測量數據組合進行回歸分析
5.2.4 不同容重對測量結果的影響分析
5.3 PTDR的土壤電導率測試性能分析
第6章 土壤水分數據採集終端
6.1 GPS簡介
6.2 土壤水分數據採集終端
6.3 土壤水分數據採集終端軟件設計
6.4 河南省廣利灌區的土壤墑情調查試驗
第7章 定點土壤墑情變化規律研究
7.1 土壤墑情的時程變化規律
7.1.1 根系層土壤墑情數據預分析
7.1.2 不同階段土壤墑情數據統計分析
7.2 土壤墑情的垂向變化規律
7.2.1 垂向上土壤墑情數據預分析
7.2.2 垂向上土壤墑情的相關分析
7.2.3 垂向上土壤墑情的聚類分析
7.2.4 垂向上土壤墑情的多元線性回歸分析
7.3 土壤墑情的增長與消退規律
7.3.1 土壤墑情增長規律
7.3.2 土壤墑情消退規律
第8章 土壤墑情預報模型
8.1 人工神經網絡
8.1.1 人工神經網絡的基本原理
8.1.2 BP人工神經網絡算法
8.2 BP人工神經網絡模型的建立
8.2.1 學習樣本的選擇與處理
8.2.2 網絡參數確定和網絡結構
8.2.3 網絡訓練過程
8.3 預報結果分析
8.3.1 土壤墑情短期預報
8.3.2 土壤墑情中期預報
8.3.3 土壤墑情長期預報
8.3.4 土壤墑情預報結果的驗證與比較
第9章 土壤墑情信息管理與決策支持系統
9.1 北京地區的自然概況
9.1.1 氣象與水文
9.1.2 地形地貌
9.1.3 耕地與土壤類型
9.2 系統開發的目的意義
9.3 北京土壤墑情監測站的分佈情況
9.4 系統的組成結構
9.5 系統軟件開發
9.5.1 系統軟件的開發環境
9.5.2 系統的建設目標與功能設計
9.5.3 系統的數據庫設計
9.6 系統的應用
9.6.1 系統主界面
9.6.2 區域內土壤墑情的監測
9.6.3 區域內土壤墑情的預報
9.6.4 系統的其他應用
參考文獻