Китайские учёные разработали новый метод точного измерения влажности почвы

Фото: ландшафт «земляного леса» в уезде Зада, Тибетский автономный район, Китай. Снимок сделан 9 сентября 2024 года. [Фото/Xinhua]

Китайские исследователи предложили новый метод высокоточного измерения влажности почвы с использованием техники «слепого разделения источников» (Blind Source Separation, BSS).

Как пояснил Цзинь Жуй, исследователь из Северо-Западного института экологии и ресурсов Китайской академии наук, это исследование совершило прорыв в теоретических механизмах и методах определения влажности почвы, предложив инновационное решение этой проблемы.

Исследование проводилось совместно с учёными из Института исследований Тибетского нагорья КАН, Шаньсийского педагогического университета и Пекинского педагогического университета. Результаты опубликованы в журнале IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.

Нестационарные и нелинейные сигналы яркостной температуры создают серьёзные трудности для точного количественного определения влажности почвы с помощью микроволнового дистанционного зондирования. Это связано с тем, что датчики принимают смешанные сигналы, включающие данные о влажности почвы, температуре, шероховатости поверхности, растительном покрове и атмосферных условиях.

«Представьте, что вы на шумной вечеринке, где одновременно слышна музыка, разговоры людей и звон бокалов. BSS работает как „техника разделения звуков“ — даже если вы не знаете источник каждого звука, она может разделить их по отдельности», — пояснил Цзинь. Эта технология также способна декомпозировать смешанные сигналы в данных дистанционного зондирования.

Исследователи разработали инновационный подход, основанный на анализе структурных особенностей микроволновых сигналов во времени в сочетании с одно- и многоканальной BSS-технологией. Новый метод создаёт точную взаимосвязь между исходными сигналами и влажностью почвы, позволяя проводить высокоточные измерения.

Эксперименты на Цинхай-Тибетском нагорье подтвердили эффективность и стабильность метода. По словам Ли Синя, исследователя из ITP, эта технология не только имеет теоретическое значение для измерения влажности почвы, но и открывает новые возможности для оценки других геофизических параметров.

ИИ: Это важный шаг в развитии технологий мониторинга почв, особенно для сельского хозяйства и экологических исследований. В условиях изменения климата точные данные о влажности почвы становятся критически важными.