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自動土壤水分觀測資料應用誤差分析
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北方冬小麥精細化土壤墑情和灌溉預報技術研究、科技部公益性行業(氣象)科研專項(GYHY201306046)資助


Error Analysis of Automatic Soil Moisture Observation Data
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    摘要:

    根據從國家氣象信息中心實時資料數據庫讀取的自動土壤水分監測資料,對比同日人工測定的土壤相對濕度數據,發現白天各時次自動監測數據與人工監測數據之間均存在15%左右的差異。具體針對監測儀器自身的結構特點以及中國氣象局的業務要求,從兩種監測方法自身的監測地段代表性、數據測量和換算、監測土層深度、監測時間、土壤水分常數測算、土壤結構變化等多種角度分析數據間存在差異的原因;認為多種可以估算的差異“疊加”在一起時,對比差異最大可能達到20%左右,加上其他誤差因素的影響,實際應用中出現15%左右的差異是可以解釋的;選擇較長序列的站點實測資料進行了數據差異的實況分析。結合業務中常用的墑情等級判斷指標,分析數據差異對客觀判斷構成的數據干擾和數據損失。建議直接利用體積含水量進行業務應用分析,探究全新的自動土壤水分監測數據應用方法,在具體應用中建立相應的指標體系或指標模型,充分發揮自動土壤水分監測的優勢。

    Abstract:

    Comparison is conducted between automatic soil moisture monitoring data and manual measured relative soil moisture data from the Meteorological Data Storage System (MDSS) of the National Meteorological Information Center (NMIC), and it is found that there is about 15% of difference between different observing times in daytime. According to the structural characteristics of the two sets of measurements and the operational requirements of the Chinese Meteorological Administration (CMA), the reasons for the differences are analyzed from several aspects, such as measurement and calculation, repeatable errors, differences in monitoring soil depth and monitoring time, calculation of soil moisture constant, and soil structure change, etc. It is concluded that when the various differences are overlaid together, the maximum difference of about 20% can be found; other factors are also known to impact the difference, so a difference of about 15% is reasonable in practice. The differences of the measured data between observing sites are analyzed by selecting a long sequence observation data. According to commonly used operational indicators of moisture level, the data disturbance and data loss influencing objective judgment induced by the data differences between the two methods are analyzed. It is suggested that the volumetric water content should be used directly in operational application analysis; new application methods of automatic soil moisture monitoring data should be developed, and the corresponding indicator systems or models should be established; the advantages of automatic soil moisture monitoring should be fully taken.

    參考文獻
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引用本文

王良宇,張艷紅,程路.自動土壤水分觀測資料應用誤差分析[J].氣象科技,2014,42(5):731~736

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歷史
  • 收稿日期:2013-10-31
  • 定稿日期:2014-01-15
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  • 在線發布日期: 2014-10-30
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