Satellitteknologi kan hjælpe landbrugsproducenter med mere præcist at måle underjordisk fugt

Landbrugsproducenter kunne bl. i fremtiden, gøre brug af bedre prognoser til mere effektivt at vande deres marker ved hjælp af en Purdue-udviklet teknologi, der mere præcist kunne registrere jordfugtighed under overfladen gennem måling af refleksioner af kommunikationssatellitsignaler.

"Overfladens reflektionsevne er en funktion af jordens fugtighed, og det giver os mulighed for at kvantificere mængden af ​​fugt i jorden, så Hvis det er nødvendigt, avlere kan træffe korrigerende foranstaltninger for at beskytte deres afgrøder, " sagde James Garrison, en professor ved Purdue's School of Aeronautics and Astronautics, og Elektro- og Computerteknik (ved høflighed). "Den teknologi, vi udvikler, kan være omkostningseffektiv.

"Vand bliver mere og mere knap. Så, håndtering af det tilgængelige vand bliver stadig vigtigere. For at administrere det skal du være i stand til nøjagtigt at bestemme mængden, der bruges. Nøglen der er at måle, hvor meget af det er i jorden, hvor det meste af det absorberes af planternes rødder."

Teknologien gør brug af en specialiseret modtager til at fange refleksioner af kommunikationssatellitsignaler med bølgelængder på omkring en meter (39 tommer), som videnskabsmænd omtaler som "P-bånd".

Konventionel satellitteknologi, der bruges til at måle jordfugtighed, kan ikke fungere ved disse længere bølgelængder på grund af den nødvendige antennestørrelse og den betydelige interferens fra kommunikationsforbindelser. Aktuelle observationer af jordfugtighed fra en satellit bruger bølgelængder på omkring 20 cm (8 tommer) og kan kun trænge ned i jorden omkring 5 cm (2 tommer). Forudsigelser af underjordisk fugtighed, kræver i øjeblikket anvendelse af modeller for at udvide overflademålingerne dybere.

Den nye teknik er kendt som "signaler om mulighed, " eller SoOp, og i det væsentlige udnytter de samme transmissioner, som er kilden til interferens, der forhindrer målinger fra andre metoder. P-band SoOp forventes at være følsom over for jordfugtighed ned til 15 til 20 centimeter, eller omkring 6 til 8 tommer, under overfladen. Refleksioner af signalerne fra overfladen sammenlignes med de originale satellitsignaler.

"Ved at bruge disse eksisterende satellitsignaler omgår vi kravene til licensering af en P-båndssender, hvilket er ekstremt svært, " sagde Garrison. "Det reducerer også størrelsen af ​​den nødvendige antenne."

Forskere har testet en prototype af instrumentet på et lille fly under et eksperiment i Little Washita vandskel i Oklahoma. De planlægger nu at indsamle data fra en fast tårnplacering for at observere ændringerne i en enkelt landbrugsmark over mindst én vækstsæson.

Hvis det lykkes, denne teknologi kan monteres på droner til planlægning af vandingsplanen for afgrøder.