CN114136857A - 土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质,包括:恒流供水模块、线性源分布模块、土壤存储模块、图像获取模块以及数据处理模块;恒流供水模块与线性源分布模块连接,用于以恒定的流量向线性源分布模块供水并监测当前时刻输出的水流流量;线性源分布模块位于土壤存储模块的上方,用于使来自恒流供水模块的水流以线性源的方式流入土壤存储模块中的土壤;图像获取模块用于获取多个时刻土壤湿润锋图像;数据处理模块用于根据多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。本发明在线性分布水流作用下,拍摄完湿润锋的照片得到多个时刻土壤湿润锋图像之后即可得到土壤饱和导水率,实现了简单、准确的土壤饱和导水率的测量。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测技术领域,具体涉及土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质。
背景技术
土壤饱和导水率是水文模型和土壤-植被-大气过程模拟中的重要参数,是指土壤所有孔隙充满水时,单位土水势梯度下土壤水通量或渗流系数。土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一,是土壤水分运动研究时不可缺少的参数之一,也是研究生态系统水分平衡的重要数,对水分入渗、径流比例及蒸散三者间的分配关系有着重要的影响。它能反映土壤的入渗性能和渗透性质,对非饱和导水率的获取起决定性因素,它的准确与否在很大程度上影响着水文模型的精度,在林业生产、资源利用以及水土保持工程中也有重要意义。
目前,获取土壤饱和导水率的方法有以下几种:经验计算法和双环法,具体如下:
1、利用经验计算:饱和导水率通过经验、反复实验得出,因为影响饱和导水率的因素很复杂,所以不可单单依靠公式和经验就计算出来,且这些公式只能在特定条件下并且极少数情况下才能使用。
2、双环法:使用两个高30cm左右、直径不同的玻璃制圆环,组成一个同心环,插入10cm深,用马里奥特瓶保持一定高度水层,经过一段时间土壤水分入渗稳定,通过同心环在一定时段内水位变化求得饱和导水率。此方法实验用水较多、实验时间较长且实际工艺繁琐。以上方法测定土壤的饱和导水率耗时费力。
目前亟需一种土壤饱和导水率测量的方法,用于解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
由于现有方法存在上述问题,本发明提出土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质。
第一方面,本发明提供了土壤饱和导水率测量系统,包括:恒流供水模块、线性源分布模块、土壤存储模块、图像获取模块以及数据处理模块;
所述恒流供水模块与所述线性源分布模块连接,用于以恒定的流量向所述线性源分布模块供水并监测当前时刻输出的水流流量;
所述线性源分布模块位于所述土壤存储模块的上方,用于使来自所述恒流供水模块的水流以线性源的方式流入所述土壤存储模块中的土壤;
所述土壤存储模块用于存储土壤;
所述图像获取模块用于获取多个时刻土壤湿润锋图像;
所述数据处理模块用于根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。
进一步地,所述恒流供水模块为马利奥特瓶。
进一步地,所述土壤存储模块呈长方体结构,所述土壤存储模块的顶端开口、底端封闭;所述土壤存储模块中不同位置的土壤具有相同的容重。
第二方面,本发明提供了一种基于上述第一方面的土壤饱和导水率测量的方法,包括:
获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量;所述多个时刻各时刻间的时间间隔相同;
根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积;
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。
进一步地,所述根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积,包括:
将所述多个时刻土壤湿润锋图像二值化,得到二值化图像;
统计所述二值化图像中湿润面积对应的像素点个数;
根据所述像素点个数和土壤实际湿润面积的对应关系得到所述多个时刻土壤湿润面积。
进一步地,所述根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率,包括:
根据所述多个时刻土壤湿润面积确定多个时刻土壤湿润面积的增量;
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤饱和导水率。
进一步地,所述根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤饱和导水率,包括:
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤入渗率;
根据所述土壤入渗率确定土壤饱和导水率。
第三方面,本发明还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面所述的土壤饱和导水率测量的方法。
第四方面,本发明还提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的土壤饱和导水率测量的方法。
由上述技术方案可知,本发明提供的土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质,在线性分布水流作用下,通过湿润锋扩散过程估测,拍摄完湿润锋的照片得到多个时刻土壤湿润锋图像之后即可得到土壤饱和导水率,提高了测量土壤饱和导水率的效率,实现了快速、简单、准确的土壤饱和导水率的测量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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,还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明提供的土壤饱和导水率测量系统的结构框图;
图2为本发明提供的土壤饱和导水率测量系统的结构示意图;
图3为本发明提供的土壤饱和导水率测量方法的流程示意图;
图4为本发明提供的土壤湿润面积计算方法的流程示意图;
图5为本发明提供的土壤饱和导水率测量的方法的流程示意图;
图6为本发明提供的土壤入渗率、土壤湿润面积与时间的关系示意图;
图7为本发明提供的不同位置的土壤入渗随时间变化的示意图;
图8为本发明提供的土壤湿润半径随时间变化曲线的示意图;
图9为本发明提供的土壤入渗率随时间变化的关系曲线的示意图;
图10为本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1为本发明实施例提供的一种土壤饱和导水率测量系统的示意图,该系统包括:恒流供水模块100、线性源分布模块200、土壤存储模块300、图像获取模块400以及数据处理模块500;
恒流供水模块100与线性源分布模块200连接,用于以恒定的流量向线性源分布模块200供水并监测当前时刻输出的水流流量。
进一步地,恒流供水模块包括水存储单元以及水流输出单元;
具体的,水存储单元用于存储水;水流输出单元与水存储单元连接,用于将水存储单元存储的水以恒定的流量输出到线性源分布模块。
在一种可能的实施方式中,恒流供水模块为带有刻度的马利奥特瓶。
本发明实施例中,通过马利奥特瓶中水位所在刻度的变化计算水流流量。
线性源分布模块200位于土壤存储模块300的上方,用于使来自恒流供水模块100的水流以线性源的方式流入土壤存储模块300中的土壤。
进一步地,线性源分布模块包括线性源转换单元,与水流输出单元相连,用于将恒流供水模块提供的水转换为线性源形式至土壤。
在一种可能的实施方式中,线性源转换单元为分水器,分水器包含多个出水口,所有的出水口在一条直线上。
举例来说,分水器包含10个出水口,将恒流供水模块提供的水分成10份。
需要说明的是,分水器还可以包含20个出水口,本发明对此不做具体限定。
土壤存储模块300用于存储土壤。
进一步地,土壤存储模块呈长方体结构,土壤存储模块的顶端开口、底端封闭。
本发明实施例中,土壤存储模块中不同位置的土壤具有相同的容重。
在一种可能的实施方式中,土壤存储模块为土槽。
具体的,土槽为四周透明的长方体结构。
在一种可能的实施方式中,采用的土壤为腐殖质
图像获取模块400用于获取多个时刻土壤湿润锋图像;
数据处理模块500用于根据多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。
如图2所示,本发明实施例提供的一种土壤饱和导水率测量系统包括恒流供水模块比如马利奥特瓶1、线性源分布模块2、土壤存储模块比如土槽3,图像获取模块比如用于拍摄的手机4,马利奥特瓶1与线性源分布模块2连接,线性源分布模块2置于土槽3的土壤表面,手机4用于监测土壤湿润锋的推进过程。
进一步地,将土壤比如腐殖质打碎,放入烘干箱烘干预设时长以备使用。将腐殖质以相同的容重均匀填入土槽3。马利奥特瓶1开始以恒定的流速比如1.84L/h供水,同时手机4每隔预设时间比如一分钟拍摄照片一次。将拍摄的图像导入数据处理模块,得到土壤饱和导水率。
上述方案,根据多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率,实现了简单、快速地测量土壤饱和导水率。
基于上述的土壤饱和导水率测量系统,图3示例性的示出了本发明实施例提供的一种土壤饱和导水率测量的方法的流程。该流程可以由上述土壤饱和导水率测量系统执行。
如图3所示,该流程具体包括:
步骤301,获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量。
需要说明的是,多个时刻各时刻间的时间间隔相同。
步骤302,根据多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积。
在一种可能的实施方式中,采用OpenCV(Open Source Computer VisionLibrary)对不同时刻的湿润锋图像进行处理。
步骤303,根据水流流量以及多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。
上述方案,在线性分布水流作用下,通过湿润锋扩散过程估测,拍摄完湿润锋的照片得到多个时刻土壤湿润锋图像之后即可得到土壤饱和导水率,提高了测量土壤饱和导水率的效率,实现了快速准确的土壤饱和导水率的测量。
进一步地,本发明实施例步骤302中的流程如图4所示,具体如下:
步骤401,将多个时刻土壤湿润锋图像二值化,得到二值化图像。
由于相机拍摄出来的图像或多或少都会出现畸变现象,本发明实施例中,在步骤401之前对相机进行校准。
进一步地,修正图像需要查找或采集相机的两种参数,一是相机的内部参数,例如镜头的焦距,光学中心和径向畸变系数;二是外部参数,指相机相对于特定环境下的世界坐标系的方向。
具体的,相机校准流程如下:
1、采集棋盘格图像并预处理;
2、找出棋盘格角点坐标;
3、提取亚像素角点信息;
4、计算出相机内参数矩阵和畸变系数。
本发明实施例中,将打印好的棋盘格放置在土壤上方,举例来说,采用一个8×9棋盘格。
上述方案,通过相机校准可以有效地改善图像畸变,使图像的清晰、不失真,接近于真实的影像,同时能够确定一台相机的各个自然单位和其他实际单位之间的关系,以使在进行标定后就可以获得影像内所有物体的大小和尺寸。
进一步地,对于湿润部分的面积,采用图像二值化并计算对应黑白像素点。
灰度图像的二值化就是把一个单幅图像上每一点的灰度值重新设置成0或255,这样做就会直接使一个整幅面的图像都能够呈现出明显的黑白对比效果。上述方案,图像的二值化使图像中数据量大幅度减少,并且能凸显出目标的轮廓。
步骤402,统计二值化图像中湿润面积对应的像素点个数。
具体的,获取校正后格子照片一个格子对应的像素点个数,这样得到像素点和实际面积的对应关系,再通过使用OpenCV计算机视觉库统计出土壤湿润面积对应的像素点个数。
步骤403,根据像素点个数和土壤实际湿润面积的对应关系得到多个时刻土壤湿润面积。
进一步地,本发明实施例步骤303中估算土壤饱和导水率的流程如图5所示,具体如下:
步骤501,根据多个时刻土壤湿润面积确定多个时刻土壤湿润面积的增量。
步骤502,根据水流流量以及多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤饱和导水率。
具体的,根据水流流量以及多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤入渗率;
根据土壤入渗率确定土壤饱和导水率。
需要说明的是,土壤饱和导水率是在土壤被水饱和时,单位水势梯度下、单位时间内通过单位面积的水量。土壤入渗率是指水在任何给定时刻渗入地面的速率,与当前的土壤饱和度无关。因此土壤饱和导水率是指当土壤达到100%饱和且渗透保持恒定时的入渗率,即土壤饱和导水率约等于土壤稳态入渗率。
下面分析土壤入渗的过程:土壤入渗可以通过湿润土壤面积与时间的关系来描述,并且在水分入渗初期,水流渗入土壤的速度很快,随着时间的推移慢慢变慢,是一个由快到慢的过程。
进一步地,水流在恒定流速的情况下,土壤入渗率与时间的关系以及土壤湿润面积与时间的关系如图6所示。假定土质均匀的情况下,线性水源接触到土壤时渗透开始,土壤同一位置的土壤入渗开始时入渗性能高,土壤入渗率高,随着入渗的进行,土壤的入渗性能开始下降,土壤入渗率下降,最后达到一个稳定的入渗率。此外,土壤同一位置土壤入渗开始时湿润土壤为零,随着入渗的进行,土壤湿润面积不断扩大,最终也会达到一个稳定的湿润面积。
从图上可以看出,在初始时刻,水开始渗入A1区域,在t1时刻,水开始渗入A2区域,此时入渗率很高。经过一段时间到达时刻t2时,由于A2区域的入渗性能下降,水向A3区域推进。区域A3的入渗过程开始,持续一段时间后,该区域入渗率开始下降。
本发明实施例中,土壤不同位置的入渗起始时刻不同,在假定土质均匀的情况下,认为不同位置的入渗性能相同,由于起始的位置不同,不同位置的土壤入渗曲线遵循不同的入渗时间函数,如图6所示。假定土质均匀的情况下,不同位置的入渗性能曲线具有不同的函数关系。
从图中可以看出,t1、t2和t3三条曲线在给定时间不同位置的土壤入渗率随时间变化的曲线,湿润锋在t1时刻到达L1位置,此时L1位置处在入渗的初始时刻,土壤入渗率处在很高的水平。在t2时刻时,湿润锋到达L2位置,此时L2处具有很高的初始入渗率。由于在之前的时刻土壤入渗率已经降低了,L1处的土壤入渗率相较于起始阶段已经下降很多,降低到i2。在时刻t3湿润锋到达L3位置时,L3位置处于入渗的初始阶段,土壤入渗率很高,此时在L1和L2位置的土壤入渗率降低至i3和i2。
进一步地,假设不同位置的土壤具有相同的入渗能力。在水量平衡的原理下可以得出土壤入渗率和水流流量之间的关系具体如下:
其中,q为流入流量;i为入渗率;A为土壤表面的湿润面积。
进一步地,在很小的时间间隔情况下,通过取每个时间间隔的平均入渗率作为此刻的入渗率,可以得到i的近似估计值。
在t1、t2、t3…tn,湿润面积的增量为ΔA1、ΔA2、ΔA3...ΔAn,入渗速率分别为i1、i2、i3…in,流量分别为q1、q2、q3…qn。
基于此,t1时刻水流流量的计算公式具体如下:
q1=i1ΔA
t2时刻水流流量的计算公式具体如下:
q2=i2ΔA1+i1ΔA2
进一步地,tn时刻的计算公式水流流量如下:
qn=inΔA1+in-1ΔA2+…+i1ΔAn
基于上式可得不同时刻的入渗率为:
其中,in为tn时刻的土壤入渗率;qn为tn时刻的水流流量;ij为tj时刻的土壤入渗率;ΔAn-j+1为tn-j+1时刻的土壤湿润面积的增量。
上述方案,在线性分布的水流作用下,通过湿润锋扩散过程估测土壤入渗率得到土壤的稳态入渗率,从而得到土壤的饱和导水率,提高了测量效率及准确性。
进一步地,本发明实施例提供的一种土壤湿润半径随时间的变化曲线如图8所示。从图上可以看出,土壤湿润面积在供水初期快速增加,随着时间的推移,土壤湿润面积增加速率变慢,与理论结果相符合。
本发明实施例中,使用多项式函数对湿润面积A随时间t变化的数据进行拟合可得:
A=3.402·104-3.11·104·e-0.01857t
其中,拟合相关系数R2为0.9935,说明拟合曲线A与实际数据具有很高的相关性,表明该拟合方程很好地描述了线性源下土壤湿润面积随时间变化的规律。
进一步地,本发明实施例提供的土壤入渗率随时间变化的关系曲线如图9所示。从图上可以看出,在流量为1.84L/h时得到的稳态入渗率为38.85mm/h,所以土壤饱和导水率为38.85mm/h。使用标准法测量得到的土壤饱和导水率为39.79mm/h。该测量的相对误差δ由如下公式获得:
其中Q2为真值,Q1为测量值,计算得到的相对误差为2.4%,由此可证明测量方法的合理性和准确性。
基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种电子设备,参见图10,所述电子设备具体包括如下内容:处理器1001、存储器1002、通信接口1003和通信总线1004;
其中,所述处理器1001、存储器1002、通信接口1003通过所述通信总线1004完成相互间的通信;所述通信接口1003用于实现各设备之间的信息传输;
所述处理器1001用于调用所述存储器1002中的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述土壤饱和导水率测量的方法的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤:获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量;所述多个时刻各时刻间的时间间隔相同;根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积;根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。
基于相同的发明构思,本发明又一实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述土壤饱和导水率测量的方法的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤:获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量;所述多个时刻各时刻间的时间间隔相同;根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积;根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。
此外,上述的存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,土壤饱和导水率测量的装置,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,土壤饱和导水率测量的装置,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的土壤饱和导水率测量的方法。
此外,在本发明中,诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
此外,在本发明中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
此外,在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种土壤饱和导水率测量系统,其特征在于,包括:恒流供水模块、线性源分布模块、土壤存储模块、图像获取模块以及数据处理模块;
所述恒流供水模块与所述线性源分布模块连接,用于以恒定的流量向所述线性源分布模块供水并监测当前时刻输出的水流流量;
所述线性源分布模块位于所述土壤存储模块的上方,用于使来自所述恒流供水模块的水流以线性源的方式流入所述土壤存储模块中的土壤;
所述土壤存储模块用于存储土壤;
所述图像获取模块用于获取多个时刻土壤湿润锋图像;
所述数据处理模块用于根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。
2.根据权利要求1所述的土壤饱和导水率测量系统,其特征在于,所述恒流供水模块为马利奥特瓶。
3.根据权利要求1所述的土壤饱和导水率测量系统,其特征在于,所述土壤存储模块呈长方体结构,所述土壤存储模块的顶端开口、底端封闭;所述土壤存储模块中不同位置的土壤具有相同的容重。
4.一种基于权利要求1至3任一项所述土壤饱和导水率测量系统的土壤饱和导水率测量的方法,其特征在于,包括:
获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量;所述多个时刻各时刻间的时间间隔相同;
根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积;
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。
5.根据权利要求4所述的土壤饱和导水率测量的方法,其特征在于,所述根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积,包括:
将所述多个时刻土壤湿润锋图像二值化,得到二值化图像;
统计所述二值化图像中湿润面积对应的像素点个数;
根据所述像素点个数和土壤实际湿润面积的对应关系得到所述多个时刻土壤湿润面积。
6.根据权利要求4所述的土壤饱和导水率测量的方法,其特征在于,所述根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率,包括:
根据所述多个时刻土壤湿润面积确定多个时刻土壤湿润面积的增量;
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤饱和导水率。
7.根据权利要求6所述的土壤饱和导水率测量的方法,其特征在于,所述根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤饱和导水率,包括:
根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积的增量确定土壤入渗率;
根据所述土壤入渗率确定土壤饱和导水率。
8.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述方法的步骤。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求4至7任一项所述方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述方法的步骤。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005116906A2 (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Ch2M Hill, Inc. | Method and system for water flow analysis |
CN101105489A (zh) * | 2006-07-12 | 2008-01-16 | 中国农业大学 | 土壤入渗性能实时自动测量系统 |
CN101806700A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-08-18 | 中国农业大学 | 土壤入渗性能的测量方法及测量系统 |
CN107247018A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-13 | 中国水利水电科学研究院 | 基于物联网的非饱和土壤水分入渗自动测量系统和方法 |
CN208171816U (zh) * | 2018-04-17 | 2018-11-30 | 北京师范大学 | 土壤饱和导水率测量装置 |
CN113138148A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-07-20 | 中国农业大学 | 一种基于红外图像的土壤入渗性能自动测量方法及装置 |
-
2021
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005116906A2 (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Ch2M Hill, Inc. | Method and system for water flow analysis |
CN101105489A (zh) * | 2006-07-12 | 2008-01-16 | 中国农业大学 | 土壤入渗性能实时自动测量系统 |
CN101806700A (zh) * | 2010-04-06 | 2010-08-18 | 中国农业大学 | 土壤入渗性能的测量方法及测量系统 |
CN107247018A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-10-13 | 中国水利水电科学研究院 | 基于物联网的非饱和土壤水分入渗自动测量系统和方法 |
CN208171816U (zh) * | 2018-04-17 | 2018-11-30 | 北京师范大学 | 土壤饱和导水率测量装置 |
CN113138148A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-07-20 | 中国农业大学 | 一种基于红外图像的土壤入渗性能自动测量方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
雷廷武等: "土壤入渗性能的线源入流测量方法研究", 农业工程学报 * |
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