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基于XGBoost的土壤含水量传感器温度补偿模型研究

2021-09-02孟范玉于景鑫史凯丽

节水灌溉 2021年8期
关键词:模型

沈 欣,吴 勇,孟范玉,张 赓,于景鑫,史凯丽

(1.全国农业技术推广服务中心,北京100125;2.北京市农业技术推广站,北京100129;3.农业信息软硬件产品质量检测重点实验室,北京100097;4.北京派得伟业科技发展有限公司,北京100097)

0 引言

精准灌溉是提高农业水资源利用效率,缓解我国水资源短缺的有效途径[1]。精准农业灌溉技术是以大田耕作为基础,按照作物生长需求,采用精确的灌溉设施对作物进行严格有效的施肥灌水[2]。因此,土壤含水量信息的准确采集决定了精准灌溉的准确性和可靠性。

传统的土壤含水量测量方法是烘干法——通过人工取土的方式获取土壤样本,在105 ℃高温烘干超过48 h后根据重量的变化计算土壤含水量。然而烘干法操作复杂且取土过程会对原状土体造成破坏,此外,该方法测定的数据有较大的时间延迟难以满足连续监测的要求[3]。随着传感器测量技术的进步,通过传感器测量土壤含水量可定时连续监测并通过无线通讯网络回传至数据中心,实现高效便捷的土壤多深度含水量的连续监测[4]。在农业生产和科研应用中,介电法是常用的测定方法,该方法以土壤的介电特性为基础,通过监测土壤的介电特性来计算土壤的含水量,而根据其监测方式的不同又可以分为电容法、同轴探头法、传输线法、自由空间法和谐振腔法[5]。在同轴探头法的基础上又研究出了驻波比法(SWR)、时域反射法(TDR)和频域反射法(FDR)等方法,其中FDR 测定方法目前最为常用[6]。然而,研究发现外界环境等因素尤其是土壤温度对土壤水分传感器的监测精度、稳定性、监测范围、监测速率等传感器性能指标有不同程度的影响[7],所以评估土壤温度对土壤传感器测量准确性的影响并构建校正模型至关重要。……

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