人工监测的方法及原理

土壤含水量垂直测点分布应根据监测目的、地质条件、土层的厚度而确定。监测点人工取样采用环刀对地表表层下10cm、20cm、40cm 三个土层进行垂直取样，每个土层取 3 个土样，以烘干称重法计算其含水量。烘干法是土样从现场采取后放入铝盒中，对其进行编号，天平称重记录数据。烘箱或微波炉进行烘干，烘箱温度设制在105℃±2℃，持续恒温8h，烘干结束，冷却后天平称重记录数据。土壤含水量可采用以下公式计算：
ω=（ω1-ω2）/（ω2-ω0）×100％
式中：ω——土壤重量含水量；
ω1——湿土+盒重；
ω2——干土+盒重；
ω0——铝盒的重量。

土壤墒情监测系统的原理

利用远程数据采集，每隔一段时间采集一次它所携带的各类传感器的数值，不同的传感器提供的数值不同，将这些数值打包后，在通过无线网提交给数据中心服务器。并利用太阳能进行充电、实现墒情信息的远程连续监测，同时，利用再多个采集点设置带有GPS装置的固定监测站，并通过上位机GIS软件实现大面积区域的土壤墒情实时监测。土壤墒情检测设备主要是基于时域反射和频域反射，这两种均是通过测量土壤介电常数的变化，间接测定土壤含水量。介质在外加点场时会产生感应电荷而削弱电场，终介质中电场与原外加电场比值即为相对介电常数，又称相对电容率。从人工与自动监测资料对比中发现，误差较大的都是自动监测数据偏小的问题。

土壤墒情监测系统的基本结构

土壤墒情监测系统的数据源是通过远程数据采集模块采集得到的。通过网络传输给数据中心服务器，经过解析后在存储到数据库中，为用户界面和统计分析模块提供数据。数据中心包括接受和解析模块、用户界面模块、分析模块、统计模块、数据库和管理系统。其中数据接受和解析模块用于监听数据采集点的连接请求和接受其发送过来的数据，并将数据转给解析模块将数据包拆解可利用的数据并将其存储在数据库中。图形用户界面模块用于显示土壤信息，包括实时数据和历史数据，显示形式可以是表格形式或者是图形形式；对各个采集点的信息进行查看和管理，在连接状态下可以通过界面发送命令。
数据的分析和统计模块用于对数据进行分析和比对。在接收实时数据时就对数据进行了初步的分析，如果土壤参数出现异常，就会给用户发出警报。

土壤墒情人工监测与监测系统的对比

从自动监测装置的结构分析：
1、电信号测量的误差，即由仪器的电磁波在介质中传播得到的介电常数转化为电压/电流产生的误差。
2、由电信号转换为土壤含水量的误差，即由仪器厂家野外采集土样，在实验室里率定出来的系数，该过程人为因素影响较大，地区差异大。
3、仪器本身的故障误差，人工置数器在实际工作中比较常机的情况。如果不正常就存在通信问题，查看各设备的连线是否松动，设备采集时间是否达到要求。
自动墒情监测设备应定期保养、维护，发现有故障及时维护。人工烘干法虽然是*的标准方法，但是比较费工耗时，信息的时效性较差。随着科技的进步，在部分地区建设土壤墒情自动监测站，提高了土壤墒情监测信息的实时性。土壤墒情自动监测系统通过传感器对土壤进行间接测定，可以使墒情资料连续性、时效性，减少人力资源，仪器安装操作简单，为了提高数据采集和存储的一体化。