基于高密度电阻率法的农田土壤表面干缩裂隙成像

来源：农业工程学报杂志2022年第4期北京时间：

作者：李株丹,孙伯颜,农睿,朱磊,

摘要：为探测土壤表面干缩裂隙的发育情况，该研究以农田土壤表面干缩裂隙作为研究对象，以高密度电阻率法为测量手段，采用耦合层次聚类分析的同步连续线性估计算法（Simultaneous successive linear estimation，SimSLE）反演土壤表面干缩裂隙的形态，结合试验裂隙图像和反演得到的模拟图像，对比分析裂隙形态的成像结果。研究表明：基于SimSLE算法反演得到的模拟裂隙图像，可以准确捕捉到裂隙的形状和位置，试验与模拟图像的面积、长度及欧拉数密度一致性指标均大于0.9，决定系数R2都大于0.6，均方根误差数值较小。引入了层次聚类分析后，通过不断更新分区均值和边界，能够更准确地得到农田土壤干缩裂隙的形态特征，分区后模拟结果较好。引入聚类分区后Minkowski密度的决定系数R2提高了9.76%～18.5%，一致性指标提高了0.93%～1.47%，均方根误差降低了12.1%～21.1%，有效提高了模拟精度。研究可为探究非侵入性探测裂隙的形态特征提供算法参考。

关键词：土壤, 裂隙, 形态, 高密度电阻率法, 层次聚类, 模拟精度