| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 5770458 | 1629411 | 2017 | 8 صفحه PDF | دانلود رایگان |
کلمات کلیدی
1.مقدمه
2- ساخت دستگاه
شکل 1- طرح دستگاه سویل پرو و اصول کارکرد آن. 1) بدنه اصلی، 2) منبع روشنایی، 3) فیبر نوری، 4) جایگاه فیبر، 5) دستگیره، 6) شعاع نوری، 7) FOV فیبر.
2- 1- طیف نگار صحرایی
2- 2- ارزیابی های عملکرد سویل پرو، کلیات
3- اندازه گیری های آزمایشگاهی و بیرونی نمونه های آزمایشی خاک
3- 1- مواد و روش ها
جدول 1- نمونه های خاک استفاده شده در آزمایش های اندازه گیری آزمایشگاهی و بیرونی.
شکل 2- نمونه های خاک استفاده شده در طی آزمایش های اندازه گیری آزمایشگاهی و بیرونی. نامگذاری گروه بزرگ خاک USDA: a) هاپلوکسرالفس، b) رندولس، c) کروموزررتس، d) کامبورتیدس، e) توریپسامنتس.
شکل 3- رویه اندازه گیری. 1) فیبر بدون روکش در آزمایشگاه در پیکربندی جعبه تاریک، لامپ رو به پایین با زاویه سمت القدم به سمت اهداف گرفته شده در حالی که نوک فیبر با زاویه ˚45 از فاصله محاسبه شده طبق FOV فیبر نشانه گرفته شده تا قسمت عمده هدف را ببیند. 2) سنجنده تماسی در آزمایشگاه. 3) فیبر بدون روکش در بیرون. 4) سویل پرو در بیرون.
3- 2- نتایج
شکل 4- طیف کامل FieldSpec (350-2500nm) نمونه های خاک آزمایشی (a-e) و مرجع سفید (WR; Spectralon). مقایسه نتایج چهار روش تحت شرایط اندازه گیری بهینه. BF، فیبر بدون روکش؛ CP، سنجنده تماسی؛ SP، سویل پرو؛ DB، جعبه تاریک. طیف های WR برای تمایز بهتر بین طیف ها با جابجایی 0.02 پله روی هم قرار گرفته اند.
شکل 5- مقادیر SAM و mASDS (ASDS) آزمایش شباهت بین سویل پرو و سه روش دیگر مورد آزمایش. مثلث: SP-BF، مربع: SP-DB، دایره: SP-CP. نتایج مربوط به پنج نمونه خاک آزمایش شده (a-e) هستند در حالی که روش های اندازه گیری با نشانه های زیر نشان داده شده اند: دایره برای CP، مربع برای DB، و مثلث برای BF. این دو شاخص نسبت به یکدیگر ترسیم شدند تا چهار زون سطح شباهت پدید آیند: 1) تطابق عالی برای هر دو مقدار SAM و mASDS، 2) تطابق خوب برای مقادیر mASDS، 3) تطابق خوب برای مقادیر SAM، 4) تطابق ضعیف برای هر دو شاخص.
3- 3- تخمین سطح نویز
شکل 6- آزمایش سطح نویز برای این چهار روش بر مبنای اندازه گیری های صفحه مرجع سفید (Spectralon). طیف نگاری کامل در طیف های کامل 350-2500nm انجام شد. دامنه های مجزای این سه آشکارساز در دامنه های غیر نویزی انتخاب شدند و جذب آب جوی و همچنین 50 باند انتهایی نادیده گرفته شدند. BF، فیبر بدون روکش؛ CP، سنجنده تماسی؛ SP، سویل پرو؛ DB، جعبه تاریک.
4- آزمایش های عملکرد SP در صحرا
4- 1- مواد و روش ها
شکل 7- پنج هدف سطحی برجای بکار رفته برای کنترل عملکرد سنجنده تماسی، سویل پرو و فیبر بدون روکش. حلقه قرمز رنگ سطح اندازه گیری را نشان می دهد. a) خاک پوسته دار برهنه، b) بتن، c) علف نیمه خشک ضخیم، d) مخلوط خاک و علف، e) آسفالت فرسوده. رویه اندازه گیری در تصاویر 3- 1 نشان داده شده است: 1) فیبر بدون روکش در وضعیت سمت القدم، ارتفاع cm60 از سطح؛ 2) سویل پرو و 3) 10 اندازه گیری معرف سنجنده تماسی روی سطح حلقوی هر هدف برای ایجاد طیف میانگین معرف سطح. 4) شرایط آسمان صاف در حین اندازه گیری ها. (برای تفسیر مراجع رنگی راهنمای این شکل به نسخه وب این مقاله رجوع کنید.
4- 2- نتایج
شکل 8- طیف های پنج هدف صحرایی (a-e) که با سه روش اندازه گیری شده اند: سویل پرو، فیبر بدون روکش که با دست در سمت القدم نگهداشته شده، ارتفاع cm60، و طیف میانگین 10 اندازه گیری سنجنده تماسی برای هر هدف (نقطه چین معرف انحراف معیار حداقل و حداکثر اندازه گیری های سنجنده تماسی است. a)خاک برهنه، b) بتن، c) علف ضخیم نیمه خشک، d) مخلوط خاک و علف، e) آسفالت فرسوده.
جدول 2- شاخص های شباهت SAM و mASDS محاسبه شده بین سه روش اندازه گیری (SP، سویل پرو؛ CP، سنجنده تماسی؛ BF، فیبر بدون روکش) برای هر هدف صحرایی (a-e).
5- بحث کلی
6- خلاصه و نتیجه گیری ها
- An assembly for field surface-reflectance measurements, named SoilPRO, was developed.
- The SoilPRO was tested on soil and other surfaces and compared to traditional methods.
- The SoilPRO enables quality reflectance acquisition in the field under any condition.
A new assembly for measuring surface reflectance in the field was developed and built to fill the gap between laboratory and field spectral measurements of the soil surface. This device, named SoilPRO (Soil field PRObe), can be connected to any field spectrometer fiber tip and used to measure representative and undisturbed surfaces of different soil types, low grass and artificial materials. Here, the SoilPRO is presented and compared to reflectance-measurement methods that are commonly used in the laboratory (dark box configuration and the ASD® contact probe) and the field (bare fiber handheld by pistol grip and ASD contact probe). The SoilPRO's performance was evaluated by conducting continuous tests in the laboratory and outdoors with soil samples, and in the field with five different surface types as test targets. The SoilPRO's reflectance products in the field were very similar to those of commonly used methods under optimal conditions, while eliminating most of their associated errors. The device provides a new approach to spectral data acquisition in the field that enables measuring undisturbed soil surfaces while maintaining constant and stable environmental and operational conditions. The SoilPRO measures the reflectance of a representative target's footprint across the spectrometer's full range of sensitivity. The measurement is not dependent on the sun's radiation or atmospheric variations, or on operator stability or measurement geometry, and it does not disturb the surface being measured. Reflectance is an inherent property, and the assembly provides superb reflectance accuracy for the surface area in question.
Journal: Geoderma - Volume 306, 15 November 2017, Pages 73-80