三農科普｜探地雷達助力耕地深度檢測

新增耕地已成為北京市耕地重要組成部分，為加強新增耕地的有序利用，亟需摸清新增耕地品質現狀。然而，傳統的土壤品質檢測方法，需要實地挖剖面、採樣和室內測試分析，既費時又費力。為此，北京市耕地建設保護中心、北京市糧食作物創新團隊土壤評價與品質提升崗位專家團隊，開展利用探地雷達快速、無損、高效檢測新增耕地有效土層厚度和剖面結構的方法研究。

何為探地雷達？

探地雷達是一種利用高頻電磁波的反射探測目的體及地質現象的物探方法。它由地面通過天線向地下發射電磁波，經地層或目的體反射，為另一天線所接收，並以脈衝反射波的波形形式記錄，經處理得到二維雷達圖像，以灰階或彩色顯示地下垂直剖面。探地雷達具有的高效、快速、連續、無損傷、低成本和高解析度成像等特點。

探地雷達如何應用？效果如何？

目前，專家團隊主要利用探地雷達，開展新增耕地有效土層厚度和剖面結構兩個方面的檢測試驗。

雷達野外探測獲取有效土層厚度

利用探地雷達估算有效土層厚度：使用探地雷達對新增耕地進行探測試驗，使用含水率模型確定每道測線下的各層平均含水率，再使用經驗公式預測各層介電常數。在確定各層介電常數的基礎上，採用包絡檢波結合雷達探測圖像確定有效土層厚度分層時域，從而對新增耕地有效土層厚度進行估測。

雷達處理圖像及提取包絡檢波

利用探地雷達獲取剖面構型：在有效土層厚度獲取的基礎上，通過對新增耕地雷達測線提取，基於振幅包絡平均值和基於暫態頻率平均值計算結果，進一步對土壤結構進行劃分，從而實現對土壤剖面構型的辨別。試驗結果表明，探地雷達劃分結果與實測值對比，相對誤差最大為4．00％。

北京美麗鄉村網供稿  作者：北京市耕地建設保護中心