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为了快速、有效的测定复垦区农田尺度上土壤含水率变化以及空间分布特征,评价探地雷达对土壤含水率的探测精度,通过研究雷达信号属性振幅与土壤含水率的关系,采用振幅包络平均值(AEA)法对复垦区农田地块土壤含水率进行反演,并与雷达测线上时域反射仪(TDR)法测量所得土壤含水率结果进行对比。本文采用250 MHz和500 MHz两种天线频率,应用GPR对煤矿塌陷区复垦农田表层土壤(0～20 cm)进行探测。结果表明:(1)探地雷达振幅信号属性与土壤含水率有着显著的关系,在研究的四种关系模型中对数模型的拟合结果最好,R2达到0.995,根据拟合的曲线得知,振幅越大,含水率越小,只要获取地下相应位置雷达信号的振幅值,就可通过本试验拟合的关系式计算出该位置的土壤含水率。(2)通过对比发现,AEA法所得土壤含水率要高于TDR法所测土壤含水率,两种方法所得土壤含水率变化趋势基本一致,在第一次试验中(GPR天线频率为250 MHz)L2测线上AEA所得土壤平均含水率为0.424 cm3 cm-3,TDR所得土壤平均含水率为0.401 cm3 cm-3,两者平均相对误差为0.023 cm3 m-3:在第二次试验中(GPR天线频率为500 MHz)M2测线上AEA所得土壤平均含水率为0.174 cm3 cm-3,TDR所得土壤平均含水率为0.173 cm3 cm-3,两者平均相对误差为0.001 cm3 cm-3。(3)试验区复垦农田地块插值结果显示,第一次试验中GPR利用250 MHz天线频率对复垦区农田地块0～20 cm的土壤层所测平均含水率为0.438 cm3 cm-3,TDR测量含水率为0.391 cm3 cm-3,GPR总体测量精度为0.047 cm3 cm-3;第二次试验中GPR利用500 MHz天线频率对复垦区农田地块0～20 cm的土壤层所测平均含水率为0.179 cm3 cm-3,TDR测量含水率为0.165 cm3 cm-3 GPR总体测量精度为0.014 cm3 cm-3;通过对比GPR两种天线频率测量结果,500 MHz频率天线对复垦区农田土壤表层含水率的探测精度更高。研究表明,使用探地雷达AEA法用于黄土高原矿区复垦农田浅部地层土壤含水率的探测,可以获得更加连续、准确的土壤含水率分布图。