또는 XNUMX년 이상 전파 속도와 토양 수분 함량은 강하게 결합되어 있는 것으로 알려져 있습니다. 전파 속도를 측정하여 토양의 수분 함량을 간접적으로 측정할 수 있습니다. 이러한 측정은 농업 관개를 최적화할 가능성이 있습니다.
GPR(Ground Penetrating Radar)은 전파를 사용하여 지하를 매핑합니다. GPR 초기에는 파동 속도를 제어하는 요인이 잘 이해되지 않았습니다. 1970년대 후반의 선구적인 작업은 수분 함량과 GPR 속도 사이의 경험적 관계를 확립했습니다. 사실, GPR과 가까운 사촌인 시간 영역 반사 측정법(TDR)을 사용하여 제어된 토양 샘플을 연구하고 관계를 확립했습니다.
그 이후로 TDR 장치는 토양의 수분 함량을 측정하는 일반적인 방법이 되었습니다. TDR 접근법의 수많은 변형이 현재 존재하며 이 방법은 일반적으로 받아들여지고 있습니다. TDR 기술은 프로브를 토양에 삽입해야 하기 때문에 제한적입니다. 수분 함량 측정은 제한된 영역에서 이루어지므로 이 방법은 넓은 영역을 측정하는 데 쉽게 사용되지 않습니다. 한편, 이 방법은 국지적인 위치에서 수분 함량 대 시간을 모니터링하는 데 적합합니다.
GPR은 이 기술이 토양과 직접 접촉할 필요가 없기 때문에 신속한 지역 적용을 위한 강력한 수단을 제공할 수 있는 잠재력을 항상 제공했습니다. GPR 장치는 표면 위로 빠르게 이동할 수 있으며 넓은 영역을 매핑할 수 있습니다. 수년 동안 개별 TDR 측정을 보완하기 위한 GPR 개발이 목표였습니다.
몇 가지 GPR 기반 접근 방식이 가능하지만 모두 제한적인 성공을 거두었습니다. 각 접근 방식은 숙련된 연구원이나 GPR 운영자가 관여할 때 수분 함량을 얻기 위해 효과적으로 작동할 수 있습니다. 불행하게도 수분 함량 값에 대한 자동 데이터 분석 기능이 있는 쉽게 배치 가능한 GPR 장치를 사용하여 원하는 결과를 얻은 적이 없습니다.
수분 함량을 추정하기 위해 GPR을 사용하는 보다 효과적인 방법 중 하나는 광각 반사 및 굴절(WARR) 측심을 사용하는 것입니다. 이러한 측정은 느린 데이터 수집으로 수행하기 복잡했으며 작은 영역에만 제한되었습니다. 또한 숙련된 작업자가 측정을 수행하고 데이터를 분석해야 합니다.
최근에 우리는 워 머신 소설 새로운 GPR 악기입니다. 이 새로운 시스템은 WARR 사운딩을 거의 연속적으로 획득하여 신속한 프로파일링을 가능하게 합니다. 그 결과 대면적 토양 수분 매핑을 수행할 수 있는 문이 열렸습니다.
독일의 Forschungszentrum Jülich 대학은 많은 토양 및 지하수 응용 분야에 GPR을 사용하는 선구적인 역할을 해왔습니다. Jülich는 농업 문제를 조사할 수 있는 광범위한 능력을 보유하고 있으며 몇 가지 새롭고 진보된 응용 지구물리학적 방법을 개발하고 있습니다. 잘 통제된 테스트 사이트는 다양한 문제 영역에 대한 기술 테스트를 가능하게 합니다. 일부 고유한 시간 경과 연구는 성장기 동안 지하수 조건이 어떻게 변하는지에 대한 이해를 크게 향상시킵니다.
Jan van der Kruk 박사와 그의 연구팀은 현재 토양 수분 함량 매핑을 위한 WARR 기계의 사용을 개척하고 있습니다. 박사 과정 후보자 Manuela Kaufmann의 연구는 새로운 기술의 실행 가능성을 입증하고 있습니다. Jülich에 배치된 프로토타입 시스템이 그림 1에 나와 있습니다. 이 WARR 기계 구성 장치는 ATV 차량 뒤에 견인되며 정기적으로 토양 수분 함량의 변화를 매핑하기 위해 현장 크기 영역을 지속적으로 프로파일링할 수 있도록 개발되고 있습니다.
제어된 테스트 필드의 프로필은 그림 2에 표시된 예비 결과를 생성했습니다. 자동 및 수동 데이터 분석을 사용하여 전파 속도에서 수분 함량을 추정하고 제한된 수의 개별 단일 채널 WARR 측정 결과와 비교했습니다. 신뢰할 수 있는 자동 데이터 분석 도구의 개발은 이 새로운 기술의 성공적인 배포에 핵심이 될 것입니다.
