农田表层孔隙度与不同尺度土壤粗糙指数映射规律研究

孔隙度既是表征土壤类多孔介质基本属性的主要物理参数，又是评价耕作土壤质量、农作物生长环境与水资源高效利用的重要因子。受降雨、风蚀等环境外因影响，表层土壤孔隙度时空变异相对更为复杂，而寻求表层土壤孔隙度快速、非扰动测量方法是当今国际上精细农业信息获取研究领域亟待突破的难点之一。本申请从如何定义土壤表面粗糙度当量指数入手，运用最优性能指标的系统辨识数学方法，深入剖析表层孔隙度与不同尺度下所定义的各种土壤粗糙指数之间的映射规律，结合先进激光3D扫描技术，实现表层耕作土壤孔隙度快速测定。农田试验根据建模、验模与修正分为三个阶段。理论研究包括：(1)不同尺度下土壤表面粗糙度当量指数分析比较，(2)不同尺度下土壤表层孔隙度随时间序列的时变特征，(3)结合6种影响因子（质地、有机质、水分、天气、耕作方式与机具、蚯蚓洞）深入探索表层孔隙度与所定义粗糙当量指数间映射规律，（4）建模与验模数学方法。