【技术实现步骤摘要】
本申请涉及地面土壤湿度检测，更具体地说，本申请涉及一种土壤湿度检测方法及系统。
技术介绍
1、土壤湿度是衡量土壤水分状况的重要指标，直接影响作物的生长和农业生产的效益，随着全球气候变化加剧、极端气候事件频发，水资源短缺和农业灌溉管理问题日益严重。因此，精准的土壤湿度检测在现代农业、环境监测、气候研究等领域的应用变得尤为重要。
2、土壤湿度的分布具有很强的空间异质性，尤其是在大面积农田中，不同区域、深度和位置的湿度差异明显，然而，在现有技术中，传统的传感器布点通常有限，很难全面、均匀地覆盖整个土壤剖面，对土壤进行湿度检测时，同一深度的不同位置或同一位置的不同深度检测出的数据都会存在一定的偏差，由于湿度数据不具代表性，采集的湿度值容易偏向于某一区域，而无法真实反映整体土壤状况，从而会影响对实际土壤湿度的判断，以致于对土壤区域中作物的浇水量过多或过少，影响作物的生长效率，造成水资源浪费，因此，如何实现土壤湿度的多尺度空间检测，从而增加土壤湿度检测的可信范围成为业界面临的难题。
技术实现思路
1、本申请提供一种土壤湿度检测方法及系统，可实现土壤湿度的多尺度空间检测，从而增加土壤湿度检测的可信范围。
2、第一方面，本申请提供一种土壤湿度检测方法，包括如下步骤：
3、采集目标土壤区域中各个水平采样点的土壤水分；
4、基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势，通过所有的土壤水势和目标土壤区域中水平尺度上的土壤
5、采集目标土壤区域中各个垂直采样点的土壤水分，进而由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布；
6、将所述湿度在水平尺度上扩散的衰减率和所述湿度在深度尺度上的渗透分布进行尺度融合，得到目标土壤区域在空间尺度上湿度的扩散梯度；
7、基于所述湿度的扩散梯度对目标土壤区域的湿度进行置信检测，得到目标土壤区域的置信湿度值。
8、在一些实施例中，基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势具体包括：
9、初始化土壤水分定量模型；
10、选取一个水平采样点作为选定水平采样点；
11、基于所述土壤水分定量模型将选定水平采样点对应采集得到的土壤水分转换为选定水平采样点的土壤水势；
12、继续确定剩余水平采样点的土壤水势。
13、在一些实施例中，通过所有的土壤水势和目标土壤区域中水平尺度上的土壤水分张力确定目标土壤区域中湿度在水平尺度上扩散的衰减率具体包括：
14、通过所有的土壤水势确定目标土壤区域水平方向上的水势分布图；
15、基于所述水势分布图确定目标土壤区域中水分的水平扩散系数；
16、确定目标土壤区域中水平尺度上的土壤水分张力；
17、根据所述水平扩散系数和所述土壤水分张力确定目标土壤区域中湿度在水平尺度上扩散的衰减率。
18、在一些实施例中，由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数具体包括：
19、基于所有垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域在垂直深度上的土壤水分-时间变化曲线；
20、通过所述土壤水分-时间变化曲线确定目标土壤区域中水分的沉降系数。
21、在一些实施例中，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布具体包括：
22、获取目标土壤区域的孔隙结构特征；
23、通过所述孔隙结构特征确定目标土壤区域中土壤水分进行渗透的影响因子；
24、由所述影响因子和所述沉降系数确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布。
25、在一些实施例中，基于所述湿度的扩散梯度对目标土壤区域的湿度进行置信检测，得到目标土壤区域的置信湿度值具体包括：
26、根据所述湿度的扩散梯度在目标土壤区域中选择多个置信检测点；
27、通过所有置信检测点采集得到的湿度值确定目标土壤区域的置信湿度值；
28、将所述置信湿度值输出为目标土壤区域的湿度检测结果。
29、在一些实施例中，通过土壤水分传感器采集目标土壤区域中各个水平采样点的土壤水分。
30、第二方面，本申请提供一种土壤湿度检测系统，包括：
31、采集模块，用于采集目标土壤区域中各个水平采样点的土壤水分；
32、处理模块，用于基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势，通过所有的土壤水势和目标土壤区域中水平尺度上的土壤水分张力确定目标土壤区域中湿度在水平尺度上扩散的衰减率；
33、所述处理模块，还用于采集目标土壤区域中各个垂直采样点的土壤水分，进而由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布；
34、所述处理模块，还用于将所述湿度在水平尺度上扩散的衰减率和所述湿度在深度尺度上的渗透分布进行尺度融合，得到目标土壤区域在空间尺度上湿度的扩散梯度；
35、执行模块，用于基于所述湿度的扩散梯度对目标土壤区域的湿度进行置信检测，得到目标土壤区域的置信湿度值。
36、第三方面，本申请提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于从所述存储器中调用并运行所述计算机程序，使得所述计算机设备执行上述的土壤湿度检测方法。
37、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令或代码，当指令或代码在计算机上运行时，使得计算机执行时实现上述的土壤湿度检测方法。
38、本申请公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
39、本申请中，通过采集目标土壤区域中各个水平采样点的土壤水分；基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势，通过所有的土壤水势和目标土壤区域中水平尺度上的土壤水分张力确定目标土壤区域中湿度在水平尺度上扩散的衰减率；采集目标土壤区域中各个垂直采样点的土壤水分，进而由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布；将所述湿度在水平尺度上扩散的衰减率和所述湿度在深度尺度上的渗透分布进行尺度融合，得到目标土壤区域在空间尺度上湿度的扩散梯度；基于所述湿度的扩散梯度对目标土壤区域的湿度进行置信检测，得到目标土壤区域的置信湿度值。
40、由此可见，本申请中，首先，通过采集目标土壤区域中多个水平采样点和垂直采样点的土壤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种土壤湿度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势具体包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数具体包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布具体包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将各个水平采样点的土壤水势和所述湿度在深度尺度上的渗透分布进行尺度融合，得到目标土壤区域在空间尺度上湿度的扩散梯度具体包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述湿度的扩散梯度对目标土壤区域的湿度进行置信检测，得到目标土壤区域的置信湿度值具体包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过土壤水分传感器采集目标土壤区域中各个水平采样点的土壤水分。
8.一种土壤湿度检测系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种土壤湿度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于采集得到的土壤水分对各个水平采样点进行定量分析，得到各个水平采样点的土壤水势具体包括：
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由各个垂直采样点的土壤水分确定目标土壤区域中水分的沉降系数具体包括：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述沉降系数和目标土壤区域的孔隙结构确定目标土壤区域中湿度在深度尺度上的渗透分布具体包括：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：马明坤，陈红琳，杨昊，敖玉琴，郑盛华，杨泽鹏，杨继刚，陈尚洪，刘定辉，
申请(专利权)人：四川省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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