在过去的XNUMX多年中，无线电波速度和土壤含水量之间存在强烈的耦合关系。 通过测量无线电波速度，可以获得土壤水分的间接测量。 这样的测量具有优化农业灌溉的潜力。
探地雷达（GPR）使用无线电波绘制地下地图。 在GPR的早期，人们对控制波速的因素还不太了解。 1970年代后期的开拓性工作建立了水含量与GPR速度之间的经验关系。 实际上，时域反射仪（TDR）是GPR的近亲，广泛用于研究受控土壤样品并建立关系。
从那时起，TDR设备已成为测量土壤水分的常规方法。 现在存在TDR方法的多种变体，并且该方法已被普遍接受。 TDR技术的局限性在于它需要将探针插入土壤中。 可以在有限的区域内进行水含量测量，因此该方法不易用于覆盖大面积区域。 另一方面，该方法非常适合在局部位置监视水含量与时间的关系。
GPR一直提供为快速覆盖区域提供强大手段的潜力，因为该技术不需要与土壤直接接触。 GPR设备可以在表面上快速移动，并且可以绘制大面积的地图。 多年来，开发GPR以补充离散TDR测量一直是一个目标。
几种基于GPR的方法是可行的，但都取得了有限的成功。 聘请有经验的研究人员或GPR操作员时，每种方法都可以有效地获取水分。 不幸的是，从来没有实现过使用易于部署的GPR设备来获得所需结果，该设备具有对水含量值的自动数据分析。
使用GPR估算水含量的更有效方法之一是使用广角反射和折射（WARR）测深。 这些测量在执行慢速数据采集时非常复杂，并且仅限于小区域。 此外，需要经验丰富的操作员进行测量和分析数据。
最近，我们推出了 WARR机 这是一种新颖的新型GPR工具。 该新系统几乎可以连续采集WARR测深数据，从而实现快速分析。 结果打开了进行大面积土壤水分测绘的大门。
德国的一所大学ForschungszentrumJülich一直在将GPR用于许多土壤和地下水应用方面开创先河。 Jülich具有检查农业问题的广泛能力，并且正在开发几种新的和先进的应用地球物理方法。 控制良好的测试站点可以对各种问题区域进行技术测试。 一些独特的延时研究可以极大地增进人们对生长季节中地下水状况变化的了解。
Jan van der Kruk博士及其研究小组目前正在率先使用WARR机器进行土壤含水量测绘。 博士候选人Manuela Kaufmann的研究表明了该新技术的可行性。 图1中显示了在Jülich部署的原型系统。该WARR机器配置单元被拖曳到ATV车辆后方，并且正在开发以允许对字段大小区域进行连续剖析，以定期绘制土壤含水量的变化图。
横跨受控测试场的剖面图产生了初步结果，如图2所示。自动和手动数据分析用于根据无线电波速度估算水含量，并与有限数量的单独单通道WARR测量结果进行比较。 开发可靠的自动数据分析工具将是成功部署这项新技术的关键。
