利用微波遥感传感器与序贯数据同化构建土壤湿度图
信号处理
2020-10-15 v1 系统与控制
系统与控制
大气与海洋物理
摘要
安装在中心支轴灌溉系统上的微波遥感传感器提供了一种以含水量图形式获取土壤湿度信息的可行途径，用于实现闭环灌溉。显著的土壤湿度测量时间延迟、传感器在中心支轴静止时无法提供土壤湿度信息，以及传感器无法提供根区土壤湿度信息等主要挑战，降低了含水量图在闭环灌溉有效实施中的可用性。本文旨在应对上述挑战，进而描述一种适用于闭环灌溉实施的含水量图构建流程。首先，我们提出 Richards 方程的柱坐标版本（场模型），其可自然地对配备中心支轴灌溉系统的农田建模。其次，利用扩展 Kalman 滤波器将微波传感器所获测量值同化入场模型，形成信息融合系统，该系统将以湿度含量图形式提供频繁的土壤湿度估计与预测。所提信息融合系统的效用首先通过模拟微波传感器测量值加以研究，随后应用于真实大规模农田，我们展示了其应对上述挑战的能力。采用三项性能评估准则对信息融合系统提供的土壤湿度估计与预测进行验证。
引用
@article{arxiv.2010.07037,
title = {Soil moisture map construction using microwave remote sensors and sequential data assimilation},
author = {Bernard T. Agyeman and Song Bo and Soumya R. Sahoo and Xunyuan Yin and Jinfeng Liu and Sirish L. Shah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07037},
year = {2020}
}