[发明专利]一种土壤冻融过程识别和监测的方法、系统、设备及介质

说明书

本发明是关于一种土壤冻融过程识别和监测的方法，包括：获取土壤多深度的温度和水分数据；根据土壤各个深度的温度和水分数据识别各个深度的土壤的冻融情况。本发明的实施例提供的技术方案，通过水分数据的变化来修正温度数据对冻融过程的影响，减少存在的温度偏差对冻融识别的干扰，提高冻融识别的准确精度。

技术领域

本发明提供了一种土壤冻融过程识别和监测的方法，涉及到环境监测、农业及水利监测领域，具体而言通过对多深度土壤温度和土壤水分变化进行深度分析实现土壤在融冻过程的识别和监测。

背景技术

土壤冻融通常是因气温变化使得土壤温度在0℃上下波动而出现的土壤冻结-融化反复的现象，其实质为土壤中水分的相态变化过程。土壤冻融不仅会改变土壤的理化性质，而且通过与周围环境的相互反馈和作用，从而改变土壤的水热属性、土壤剖面的生化特性以及土壤水分和养分的时空分布及有效性的情况。故而研究土壤融冻过程有利于掌握水分在土壤中的迁移规律，有效利用土壤水资源，合理确定农田灌溉技术参数从而指导农事生产。并且通过对区域的土壤冻融的识别和监测，有助于区域气候变化和环境变化的监测，这对应对气候和环境变化具有重要的意义。

传统的融冻情况的监测通常局限于从高空对地表的观测，采用光学/热红外遥感或是微波遥感对地面的要素进行观测，但是光学/热红外观测方式容易受到大气中的云、水汽及其他天气状况的影响，仅能获取晴空条件下的地表信息。而微波遥感方式虽然受天气影响较小，但是微波穿透能力有限，观测的间隔周期长，而且仅能获取土壤表层的信息，无法观测到土壤多深度的变化情况，不能更好地反应土壤冻融过程的演变情况。

发明内容

本发明目的在于提供了一种土壤冻融过程的识别和监测的方法，用以解决传统遥感监测易受天气影响或是观测周期长，无法实时地跟踪土壤冻融变化的情况以及无法深入研究土壤多深度冻融变化规律。为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种土壤冻融过程识别和监测的方法，包括：

获取土壤多深度的温度和水分数据；

根据土壤各个深度的温度和水分数据识别各个深度的土壤的冻融情况。

进一步，所述根据土壤各个深度的温度和水分数据识别各个深度的土壤的冻融情况，具体包括：

若土壤在一深度的温度小于0℃，则判断土壤在该深度是否已有冻融记录；

若有冻融记录，则按照该深度更新冻融深度；

若无冻融记录，则通过该深度的水分变化来识别土壤是否进入了冻结以及冻结的深度。

进一步，所述通过该深度的水分变化来识别土壤是否进入了冻结以及冻结的深度，具体包括：

若该深度的水分数据有突降，则判断该深度的土壤进入了冻结。

进一步，所述根据土壤各个深度的温度和水分数据识别各个深度的土壤的冻融情况，具体包括：

若土壤在一深度的温度不小于0℃，则判断土壤在该深度是否已有冻融记录；

若有冻融记录，则通过该深度的水分变化来识别土壤是否冻融结束。

进一步，所述通过该深度的水分变化来识别土壤是否解冻和冻融结束，具体包括：

若该深度的水分数据上升，则判断该深度的土壤解冻或冻融结束。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种土壤冻融过程识别和监测的系统，包括：

数据获取模块，用于获取土壤多深度的温度和水分数据；

冻融识别模块，用于根据土壤各个深度的温度和水分数据识别各个深度的土壤的冻融情况。