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书 名: 土壤水分测量技术与墒情监测系统研究作　者：王克栋 陈岩 编著

出版社： 机械工业出版社

ISBN: 978-7-111-33361-6

出版日期：201104

定价: ￥39.80

内容简介

本书结合土壤墒情信息采集、管理和决策支持系统设计和工程建设的实践经验，介绍了土壤水分测量技术研究的最新成果，可作为高等院校农业、水利和土壤学等专业学生的参考书，也可供农业、水利部门在防汛抗旱指挥系统建设与管理工作中参考。

目录

前言

第1章土壤水分测量与墒情监测1

1?1土壤水分测量与墒情监测的意义1

1?2土壤水分测量与墒情监测的方法4

1?2?1烘干法6

1?2?2张力计法7

1?2?3中子仪法8

1?2?4FD法9

1?2?5TDR法11

1?3TDR及其在土壤水分测量中的应用13

1?3?1TDR技术研究现状13

1?3?2TDR传感器探头研究进展15

1?3?3TDR仪器研制进展16

第2章TDR土壤水分测量技术的理论基础18

2?1麦克斯韦方程18

2?2电介质的极化与土壤表观介电常数20

2?2?1电介质的介电常数20

2?2?2介质极化的不同微观机制22

2?2?3交变电场下的介质极化24

2?3土壤介电特性25

2?3?1土壤磁导率26

2?3?2土壤电导率26

2?3?3土壤介电常数28

2?4土壤水分探头的电参量模型30

2?5波在探针上的传播和反射34

第3章基于相位检测原理的P?TDR系统38

3?1P?TDR系统设计原理与总体设计方案38

3?2P?TDR系统硬件设计42

3?2?1高频正弦电压信号源设计42

3?2?2铁氧体环形器简介46

3?2?3相位检测器工作原理49

3?2?4检波器工作原理51

3?2?5微处理器及其外围电路设计53

3?3P?TDR系统软件设计56

3?4信号传播时间测量实验57

第4章P?TDR土壤水分测试仪的传感器探头59

4?1P?TDR传感器探头的基本结构59

4?2探头与同轴电缆阻抗失配的影响研究61

4?2?1探头首端反射信号的幅值和相位对测量结果的影响62

4?2?2探头首端信号反射率与探头阻抗的关系63

4?3P?TDR探头阻抗特性研究67

4?3?1无绝缘涂层平行三棒式探头的阻抗特性研究67

4?3?2有绝缘涂层平行三棒式探头的阻抗特性研究73

4?4P?TDR探头性能对比研究77

4?4?1不同几何尺寸探头对比研究77

4?4?2绝缘涂层影响对比研究79

4?4?3内部阻抗变化结构对比研究80

第5章P?TDR土壤水分测试仪性能分析82

5?1实验材料与实验方法82

5?1?1实验材料82

5?1?2实验方法与实验数据83

5?2P?TDR的土壤水分测试性能分析87

5?2?1研究方法与评价指标88

5?2?2对各种不同质地土壤的测量结果分别进行回归分析89

5?2?3对多种不同质地土壤的测量数据组合进行回归分析92

5?2?4不同容重对测量结果的影响分析95

5?3P?TDR的土壤电导率测试性能分析99

第6章土壤水分数据采集终端103

6?1GPS简介104

6?2土壤水分数据采集终端111

6?3土壤水分数据采集终端软件设计113

6?4河南省广利灌区的土壤墒情调查试验116

第7章定点土壤墒情变化规律研究119

7?1土壤墒情的时程变化规律120

7?1?1根系层土壤墒情数据预分析120

7?1?2不同阶段土壤墒情数据统计分析121

7?2土壤墒情的垂向变化规律126

7?2?1垂向上土壤墒情数据预分析126

7?2?2垂向上土壤墒情的相关分析126

7?2?3垂向上土壤墒情的聚类分析128

7?2?4垂向上土壤墒情的多元线性回归分析131

7?3土壤墒情的增长与消退规律135

7?3?1土壤墒情增长规律135

7?3?2土壤墒情消退规律137

第8章土壤墒情预报模型140

8?1人工神经网络140

8?1?1人工神经网络的基本原理140

8?1?2BP人工神经网络算法142

8?2BP人工神经网络模型的建立147

8?2?1学习样本的选择与处理147

8?2?2网络参数确定和网络结构148

8?2?3网络训练过程149

8?3预报结果分析151

8?3?1土壤墒情短期预报151

8?3?2土壤墒情中期预报152

8?3?3土壤墒情长期预报153

8?3?4土壤墒情预报结果的验证与比较154

第9章土壤墒情信息管理与决策支持系统157

9?1北京地区的自然概况157

9?1?1气象与水文157

9?1?2地形地貌158

9?1?3耕地与土壤类型158

9?2系统开发的目的意义158

9?3北京土壤墒情监测站的分布情况159

9?4系统的组成结构162

9?5系统软件开发163

9?5?1系统软件的开发环境163

9?5?2系统的建设目标与功能设计166

9?5?3系统的数据库设计168

9?6系统的应用170

9?6?1系统主界面170

9?6?2区域内土壤墒情的监测170

9?6?3区域内土壤墒情的预报176

9?6?4系统的其他应用180

参考文献184