CN114001684B - 土壤侵蚀测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供基于时域反射技术的土壤测量系统及方法，系统包括数据采集设备、TDR测量设备、继电器和探针；通过获取TDR波形数据；在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度；通过第二时间点与第三时间点之间的时间段、所述探针在空气中的长度以及探针的总长度，确定土壤含水量。本申请通过TDR技术同步测定土壤侵蚀和土壤含水量可自动监测、精度高、不受地表植被覆盖影响、扰动小、便于多点布设。
Description
技术领域
本申请涉及土壤侵蚀测量领域，尤其涉及基于时域反射技术的土壤测量系统及方法。
背景技术
土壤侵蚀会造成耕地面积减少、淤积水库湖泊等，其中，风力侵蚀还会造成严重的大气污染。土壤侵蚀测量是获得由水、风、耕作等导致的土层厚度变化，对土壤侵蚀调查和研究提供数据基础。
目前通过接触测定地表高程变化是土壤侵蚀测量主要的测量方式，具体的方式主要是侵蚀针法。侵蚀针可以由金属钎或竹签制成，测定时侵蚀针部分插入土中，其余部分暴露于空气，按照一定时间间隔，通过人工现场测量侵蚀针露出部分的长度变化，计算该时间段内地表高程变化，得出土壤侵蚀或沉积厚度。
然而，土壤侵蚀测量需要通过人工对侵蚀针的测量，可操作性差，效率低。
发明内容
本申请提供了基于时域反射技术的土壤测量系统及方法，以解决现有的土壤侵蚀测量需要人工操作，导致效率低的技术问题。
为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种基于时域反射技术的土壤测量方法，所述方法包括如下步骤：
获取TDR波形数据，所述TDR波形数据为反射系数随时间变化过程；
在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；
通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度；
根据预设间隔时间多次获得的所述探针在空气中的长度，得到土壤厚度变化数据。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
通过第一时间点和第二时间点之间的时间段、第二时间点与第三时间点之间的时间段、以及探针的总长度，确定土壤含水量；
根据预设间隔时间多次获得的所述土壤含水量，得到土壤含水量变化数据。
在一种可能的实现方式中，所述第一时间点、所述第二时间点和所述第三时间点的确定，包括：
在所述TDR波形数据中通过切线法确定第一基点、第二基点和第三基点；
基于第一基点、第二基点和第三基点，通过二阶有界平均震动函数确定第一时间点，第二时间点和第三时间点。
在一种可能的实现方式中，所述通过二阶有界平均震动函数确定第一时间点，第二时间点和第三时间点，包括：
根据二阶有界平均震动函数获取TDR波形数据的2nd BMO曲线，分别以所述第一基点、所述第二基点和所述第三基点为中心，在预设时间范围内取2nd BMO的极大值，对应的时间点为第一时间点，第二时间点和第三时间点。
在一种可能的实现方式中，所述探针在空气中的长度按照下式计算获得：
Lair＝a1*TAB+a2
式中，a1、a2为拟合参数，TAB为第一时间点和第二时间点之间的时间段，代表电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，Lair为探针在空气中长度。
在一种可能的实现方式中，所述土壤含水量按照下式计算获得：
式中，a1、a2、a3、a4为拟合参数，TAB为第一时间点和第二时间点之间的时间段，代表电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，TBC为第二时间点和第三时间点之间的时间段，代表电磁波由探针在空气和土壤交界处至探针末端端点的往返时间，Lair为探针在空气中长度，L为探针的总长度，c为光速。
第二方面，本申请实施例提供一种基于时域反射技术的土壤测量系统，所述系统包括数据采集设备、TDR测量设备、继电器和探针；所述数据采集设备和所述TDR测量设备通信连接，所述TDR测量设备与所述继电器电连接，所述继电器和所述探针通过同轴电缆连接；
所述TDR测量设备用于获取反射系数随时间变化的TDR波形数据；
所述数据采集设备用于根据预设间隔时间分析所述TDR波形数据得到土壤厚度变化数据和土壤含水量变化数据以及存储对应的数据。
在一种可能的实现方式中，在测量时，所述探针的一端设于土壤中，另一端设于空气中。
在一种可能的实现方式中，所述TDR测量设备包括信号发生器和采样器；
所述信号发生器与所述探针通过同轴电缆连接，所述信号发生器与所述探针之间设有所述采样器。
在一种可能的实现方式中，所述探针是三针式探针、二针式探针、多针式探针、平行板式探针、管式探针中的一种。
本申请提供基于时域反射技术的土壤测量系统及方法，系统包括数据采集设备、TDR测量设备、继电器和探针；通过获取TDR波形数据，所述TDR波形数据为反射系数随时间变化过程；在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度；通过第二时间点与第三时间点之间的时间段、所述探针在空气中的长度以及探针的总长度，确定土壤含水量。
与现有方案相比，通过TDR技术同步测定土壤侵蚀和土壤含水量可自动监测、精度高、不受地表植被覆盖影响、扰动小、便于多点布设。
第一，本申请可自动测定。在目前的TDR测量设备中，一般通过简单的程序即可自动获取TDR波形数据，再通过本申请提出的切线法与二阶有界平均震动函数法(2nd BMO，second-order bounded mean oscillation method)结合可自动分析TDR波形数据，获取土壤侵蚀厚度和土壤含水量。
第二，采用本申请介绍的TDR波形数据分析方法可较好地识别空气和土壤界面的变化以及测定土壤含水量，经过标定后测定空气和土壤界面变化的误差在2mm以内，测定土壤含水量的误差在0.03cm3/cm3以内。
第三，本申请通过探测空气和土壤界面变化测定土壤侵蚀量厚度，不受地表植被覆盖影响，适用范围广。
第四，三针式TDR探针安装时对土壤扰动小，针状探针对土体的影响与侵蚀针相似，测定结果可反映真实情况。
第五，本申请便于多点布设。在进行小区或坡面监测时，可按照侵蚀针的布设方法安装多个探针，通过本申请可对一定空间范围内的土壤侵蚀和土壤含水量的空间分布进行自动监测，有助于促进对土壤侵蚀时空变化的监测及其水力学机制的理解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中一种基于时域反射技术的土壤测量系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中一种基于时域反射技术的土壤测量系统中获取TDR波形数据与探针关系的示意图；
图3为本申请实施例中一种基于时域反射技术的土壤测量方法的流程图；
图4为本申请实施例中确定A点、B点和C点的示意图；
其中：1-TDR测量设备；11-信号发生器；12-采样器；2-数据采集设备；3-继电器；4-同轴电缆；5-探针。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
目前还可以通过非接触测定地表高程变化，包括超声波测量方法和基于激光测距或摄影原理的测量方法，然而，超声波测量结果是圆形扫描范围内的最高点值，当地表粗糙度较大时容易造成声波的多次反射，导致测量误差增大甚至无法获取测量值；基于激光测距或摄影原理的测量在地表有植被覆盖时无法进行测定。
为了解决上述问题，本申请实施例提供基于时域反射技术的土壤测量系统及方法，通过TDR技术同步测定土壤侵蚀和土壤含水量，具有自动监测、精度高、不受地表植被覆盖影响、扰动小、便于多点布设的优点。
TDR(Time domain reflectometry,时域反射技术)最初用于检测通信电缆故障，近年来在农业、水文、地质、工程结构等领域得到广泛应用，例如用于测定介电常数、土壤电导率、水体泥沙含量等介质性质。
本申请部分实施例提供一种基于时域反射技术的土壤测量系统，参照图1所示，所述系统包括TDR测量设备1、数据采集设备2、继电器3和探针5，所述TDR测量设备1和所述数据采集设备2通信连接，所述TDR测量设备1和所述继电器3之间电连接、多个所述继电器3和多个所述探针5通过同轴电缆4连接。可通过设置多个探针满足不同区域大小或区域类型的测量需求。
在一些实施例中，所述数据采集设备2包括示波器，可以是具有波形显示的上位机。
在测量时，所述探针5的部分插入土壤中，部分暴露于空气中，通过上述方式设置探针，使得TDR测量设备获得的TDR波形数据可以体现探针在土壤中的变化。
所述TDR测量设备1用于获取反射系数随时间变化的TDR波形数据；所述数据采集设备2用于根据预设间隔时间分析所述TDR波形数据得到土壤厚度变化数据和土壤含水量变化数据以及存储对应的数据。
其中，所述TDR测量设备1包括信号发生器11和采样器12，信号发生器11发送电磁波脉冲，沿着同轴电缆传输给探针，进入测试介质中传播，由采样器12测量反射信号。如图2所示，电磁波在探针与同轴电缆交界处、探针在空气和土壤交界处、探针末端端点分别发生正反射、负反射和正反射，对应时间点分别记为第一时间点A、第二时间点B和第三时间点C。
在一些实施例中，可将所述TDR测量设备1、数据采集设备2和探针5集成，成为可自动测量、储存数据的一体化探针。
所述探针可以是三针式探针、二针式探针、多针式探针、平行板式探针、管式探针等探针类型中的一种。探针垂直于地面方向，部分插入土壤，部分暴露在空气中，保证探针在空气中的部分长度在100-200mm之间。
在一些实施例中TDR测量设备可以是TDR100型号的。
本申请部分实施例提供一种基于时域反射技术的土壤测量方法，由于TDR探针部分暴露于空气、部分置于土壤中时，在大气和土壤界面存在阻抗不匹配，通过分析TDR波形数据可以计算探针出露空气段的长度变化，从而监测土壤侵蚀情况，同时通过分析电磁波在土壤中的传播推算土壤含水量。如图3所示，所述方法包括如下具体步骤：
S101、获取TDR波形数据。
所述TDR波形数据以时间为x轴，反射系数为y轴。波形数据包含反射系数随时间平稳、上升、下降、上升变化的整个过程。
在一些实施例中，TDR波形数据也可以用电压、电阻等代替反射系数，用表观距离等代替时间。
S102、在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点。
信号发生器发送电磁波脉冲，沿着同轴电缆传输给探针，进入测试介质中传播，由采样器测量反射信号，电磁波在探针与同轴电缆交界点、探针在空气和土壤交界处的点、探针末端端点分别发生正反射、负反射和正反射。探针与同轴电缆交界处发生反射的时间点记为第一时间点，将探针在空气和土壤交界处发生反射的时间点记为第二时间点，将探针末端端点发生反射的时间点记为第三时间点。在本实施例中将第一时间点记为A点，将第二时间点记为B点，将第三时间点记为C点。
A点、B点和C点的确定通过切线法与二阶有界平均震动函数(2nd BMO，second-order bounded mean oscillation method)结合，具体过程如下：
S1021、所述TDR波形数据中通过切线法确定第一基点、第二基点和第三基点。
如图4(a)所示，对TDR波形数据中初始的平稳段内预设个数的反射系数取均值，作x轴的平行线，在反射系数首次上升阶段斜率极大值点对波形做切线，两条线交点对应的时间点记为第一基点。
在一些实施例中预设个数可以为10个或者至少10个。
在反射系数首次上升后、下降前阶段极大值点作x轴的平行线，在反射系数下降过程中斜率极小值点对波形做切线，两条线交点对应的时间点记为第二基点。
在反射系数下降后、再次上升前阶段的极小值点做x轴的平行线，在反射系数再次上升阶段的斜率极大值点对波形做切线，两条线交点对应的时间点记为第三基点。
本申请实施例中，将第一基点记为A'点，将第二基点记为B'点，将第三基点记为C'点。
在一些实施例中对于上述第一基点、第二基点和第三基点的获取还可以通过一次导数法、二次导数法等。
S1022、基于第一基点、第二基点和第三基点，通过二阶有界平均震动函数确定第一时间点，第二时间点和第三时间点。
根据二阶有界平均震动函数(2nd BMO)获取TDR波形数据的2nd BMO曲线，分别以第一基点、第二基点和第三基点为中心，在预设时间范围内取2nd BMO的极大值，对应的时间点为第一时间点，第二时间点和第三时间点。
如图4(b)所示，根据2nd BMO获取TDR波形数据的2nd BMO曲线，分别以A'点、B'点和C'点为中心，在预设时间范围内取2nd BMO的极大值，对应的时间点为A点、B点和C点。
在一些实施例中预设时间可以是0.5ns。
在一些实施例中，二阶有界平均震动函数可以通过Matlab中的程序包实现。
在一些实施例中对于上述第一时间点、第二时间点和第三时间点的获取还可以通过一次导数法、二次导数法等。
S103、通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度。
TDR波形数据中第一时间点(A点)和第二时间点(B点)之间的时间段TAB，TAB表示电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，与探针在空气中长度Lair成正比，可通过标定公式将TAB转换为Lair，标定公式形式为：
Lair＝a1*TAB+a2 (1)
式中，a1、a2为拟合参数，TAB为第一时间点(A点)和第二时间点(B点)之间的时间段，代表电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，Lair为探针在空气中长度。
S104、根据预设间隔时间多次获得的所述探针在空气中的长度，得到土壤厚度变化数据。
S105、通过第一时间点和第二时间点之间的时间段、第二时间点与第三时间点之间的时间段以及探针的总长度，确定土壤含水量。
TDR波形数据中第二时间点(B点)至第三时间点(C点)的时间段TBC，TBC代表电磁波由探针在空气和土壤交界处至探针末端端点的往返时间，其与土壤介电常数有关，通过下式得到土壤表观介电常数：
式中，Ka,p为基于Lair预测的土壤表观介电常数；c为光速(299.79mm/ns)；L为探针的总长度，TBC为第二时间点(B点)至第三时间点(C点)之间的时间段，代表电磁波由探针在空气和土壤交界处至探针末端端点的往返时间。通过标定的Ka,p与土壤含水量θv的函数关系，确定土壤含水量，可采用下式所示的标定公式：
式中，a3、a4为拟合参数，Ka,p为基于Lair的土壤表观介电常数。
本申请中的土壤含水量是指土壤体积中的含水量，单位为cm3/cm3，TAB和TBC的单位为ns，L和Lair的单位为mm。
综合上述三个公式(1)(2)(3)，计算土壤含水量，即：
式中，a1、a2、a3、a4为拟合参数，TAB为第一时间点(A点)和第二时间点(B点)之间的时间段，代表电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，TBC为第二时间点(B点)至第三时间点(C点)之间的时间段，代表电磁波由探针在空气和土壤交界处至探针末端端点的往返时间，Lair为探针在空气中长度，L为探针的总长度，c为光速。
S106、根据预设间隔时间多次获得的所述土壤含水量，得到土壤含水量变化数据。
本申请中a1、a2、a3、a4拟合参数的标定可以是通过下述举例的方式，具体说明如下：
从待测地点采集0-30cm土壤样品，在室内风干后过2mm筛，按照当地实测土壤容重，以1cm一层装填入PVC管内；完成后，补水至田间持水量；在形成的土柱中心位置，按与表面垂直方向将探针的一端插入，探针的另一端暴露在空气中，探针在空气中的长度为100mm；土柱尺寸应保证探针周围至少100mm范围内全为土壤。
首先，按5mm间距逐渐向上提高探针，使探针在空气中长度逐渐增大，采用直尺(分辨率可以是1mm)测量探针在空气中长度Lair，同时采用TDR测量设备采集TDR波形数据，按照上述方法进行波形分析，得到TAB，直至探针完全拔出，得到一系列Lair与对应的TAB的数值。通过一系列Lair与对应的TAB的数值，对公式(1)进行拟合，获取拟合参数a1、a2。
其次，将土柱置于室内，表面开口使土壤水分蒸发，进行自然脱湿。按5-10天的时间间隔用电子秤测量土柱重量，计算土壤含水量θv，同时采用TDR测量设备获取TDR波形数据，按照上述波形数据的分析方法得到TAB和TBC，通过公式(2)计算Ka,p，直至土壤含水量降低至临近风干状态为止，得到一系列土壤含水量梯度下的Ka,p。通过与一系列θv对应的Ka,p数值，对公式(2)进行拟合，获取拟合参数a3、a4。
在实际应用中，可通过下述流程进行测量：
安装TDR探针。选择代表性位置，将探针按与地面垂直方向部分插入土壤，部分暴露在空气中。
采集TDR波形数据与波形分析。通过TDR测量设备定期采集TDR波形数据，按照上述波形分析方法得到TAB和TBC。
通过TAB和TBC确定探针在空气中长度Lair和土壤含水量θv
根据不同时间测定的探针在空气中长度Lair得到土壤流失或沉积量。根据不同时间测定的土壤含水量θv得到土壤含水量的变化。
本申请提供基于时域反射技术的土壤测量系统及方法，系统包括数据采集设备、TDR测量设备、继电器和探针；通过获取TDR波形数据；在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度；通过第二时间点与第三时间点之间的时间段、所述探针在空气中的长度以及探针的总长度，确定土壤含水量。本申请通过TDR技术同步测定土壤侵蚀和土壤含水量可自动监测、精度高、不受地表植被覆盖影响、扰动小、便于多点布设。
以上内容仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请权利要求书的保护范围之内。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
Claims (8)
1.一种基于时域反射技术的土壤测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取TDR波形数据，所述TDR波形数据为反射系数随时间变化过程；
在所述TDR波形数据中确定第一时间点、第二时间点和第三时间点，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；
通过第一时间点和第二时间点之间的时间段，确定探针在空气中的长度，所述探针在空气中的长度按照下式计算获得：
Lair＝a1*TAB+a2
通过第一时间点和第二时间点之间的时间段、第二时间点与第三时间点之间的时间段、以及探针的总长度，确定土壤含水量，所述土壤含水量按照下式计算获得：
式中，a1、a2、a3、a4为拟合参数，TAB为第一时间点和第二时间点之间的时间段，代表电磁波由同轴电缆和探针交界处至探针在空气和土壤交界处的往返时间，TBC为第二时间点和第三时间点之间的时间段，代表电磁波由探针在空气和土壤交界处至探针末端端点的往返时间，Lair为探针在空气中长度，L为探针的总长度，c为光速；
根据预设间隔时间多次获得的所述土壤含水量，得到土壤含水量变化数据；以及根据预设间隔时间多次获得的所述探针在空气中的长度，得到土壤厚度变化数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于时域反射技术的土壤测量方法，其特征在于，所述第一时间点、所述第二时间点和所述第三时间点的确定，包括：
在所述TDR波形数据中通过切线法确定第一基点、第二基点和第三基点；
基于第一基点、第二基点和第三基点，通过二阶有界平均震动函数确定第一时间点，第二时间点和第三时间点。
3.根据权利要求2所述的一种基于时域反射技术的土壤测量方法，其特征在于，所述通过二阶有界平均震动函数确定第一时间点，第二时间点和第三时间点，包括：
根据二阶有界平均震动函数获取TDR波形数据的2ndBMO曲线，分别以所述第一基点、所述第二基点和所述第三基点为中心，在预设时间范围内取2ndBMO的极大值，对应的时间点为第一时间点，第二时间点和第三时间点。
4.一种应用于权利要求1所述的基于时域反射技术的土壤测量方法的土壤测量系统，其特征在于，所述土壤测量系统包括数据采集设备、TDR测量设备、继电器和探针；所述数据采集设备和所述TDR测量设备通信连接，所述TDR测量设备与所述继电器电连接，所述继电器和所述探针通过同轴电缆连接；
所述TDR测量设备用于获取反射系数随时间变化的TDR波形数据；
所述数据采集设备用于根据预设间隔时间分析所述TDR波形数据得到土壤厚度变化数据和土壤含水量变化数据以及存储对应的数据，其中，所述土壤含水量变化数据是基于所述预设间隔时间多次获得的所述土壤含水量确定的；所述土壤含水量是通过所述TDR波形数据中第一时间点和第二时间点之间的时间段、第二时间点与第三时间点之间的时间段、以及探针的总长度确定的，所述第一时间点为探针与同轴电缆交界处反射的时间、所述第二时间点为探针在空气和土壤交界处反射的时间、所述第三时间点为探针末端反射的时间；所述土壤厚度变化数据是基于所述预设间隔时间多次获得的所述探针在空气中的长度确定的，所述探针在空气中的长度是通过第一时间点和第二时间点之间的时间段确定的。
5.根据权利要求4所述的土壤测量系统，其特征在于，在测量时，所述探针的一端设于土壤中，另一端设于空气中。
6.根据权利要求4所述的土壤测量系统，其特征在于，所述TDR测量设备包括信号发生器和采样器；
所述信号发生器与所述探针通过同轴电缆连接，所述信号发生器与所述探针之间设有所述采样器。
7.根据权利要求4所述的土壤测量系统，其特征在于，所述探针是三针式探针、二针式探针中的一种。
8.根据权利要求4所述的土壤测量系统，其特征在于，所述探针是多针式探针、平行板式探针、管式探针中的一种。
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