郭 交 白清源 郭文川,3

(1.西北农林科技大学机械与电子工程学院， 陕西杨凌 712100；2.陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室， 陕西杨凌 712100；3.农业农村部农业物联网重点实验室， 陕西杨凌 712100)

0 引言

土壤含水率是农业、生态、气象和水文等学科的重要参数之一[1-2]，对农作物生长具有重要作用，实时监测农作物的含水率情况，不仅对评价农作物健康水平有着重要意义，而且在节水灌溉、农作物光合作用和养分吸收以及产量预测等方面都具有重要作用[3-4]。

当前测定土壤含水率的方法，如烘干法[5]、中子法[6-7]、时域反射法(Time domain reflectometry, TDR)[8-9]、热脉冲法[10]等，能够较为准确地进行单个土样或者单点的小尺度测定。但数据时效性较差，很难保证测量数据的同步性，而且只能用一个或几个点的数据来表征大范围面的数据，若直接用于大面积测量，则耗费大量人力物力[11]。近年来随着星载遥感技术的迅速发展，基于卫星数据来反演土壤含水率已成为一种解决土壤含水率监测问题的新方法[12-16]，但受到当前卫星传感器的限制，在对局部农田进行反演时精度比较低，同时该方法受卫星重访周期和过境时天气影响比较大，很难有效指导精准农业生产活动[17-18]。低空扫描法是一种将雷达架设于地面一定高度处观测一定范围土壤含水率的方法[19-20]，这种方法操作简单，测量效率高并保持很高的精确性，比较适合于表层土壤含水率快速检测，但传统上与低空扫描法配合使用的雷达尺寸过大，测量难度和成本较高[21]。……