分光测色仪在土壤排水调查中的识别

2018-01-02 彼得S. 306

分光测色计Refine Munsell图表在土壤排水调查中的识别



 

在月球上,即使是泥土也是致命的。从阿波罗号任务返回的宇航员很快就指出了月球表面上的一系列问题。在没有任何气氛的情况下,月球表面被大小 陨石撞击1年,造成极细的颗粒物质。真空还使土壤直接暴露在太阳风和未过滤的紫外线下,从而使细小的微粒具有令人难以置信的静电性能。宇航员报2 细小的磨料颗粒粘在太空服的关节上,穿着靴子上的凯夫拉尔层,在着陆器内旋转,刺激了他们的眼睛,鼻孔和肺部,并且由于它们的静态特性而不能用湿纸巾去除。很久以前,任何建筑或其他用途都可以在月球上尝试,必须考虑到污垢。相比之下,这看起来似乎是陆地的,但地球上的土地利用项目也是如此。

 

月亮的污垢
由于缺乏大气而持续的大气轰击是造成月球表层土壤独特性质的原因。图片来源:Flickr用户Marion Doss(CC BY 2.0

 

土壤调查是土地利用管理的基础

 

污垢很重要。土壤调查是土地使用管理的一个重要组成部分,是建筑,农业和保护以及考古和地质研究所必需的。这种需求是由全球范围内发现的土壤类型3之间巨大差异 以及更远的微小距离所驱动的。土壤结构,压实度,pH值,元素组成,有机物质的相对含量以及保水能力都会发生变化,所有这些变化都会显着影响土地的潜在用途。土壤科学家和工程师知道,为了让项目经理选择正确的施工或农业技术,他们需要有一个准确的污垢诊断。

 

土壤排水是特别关注的。排水不良土壤发生4 作为高水位的结果,或当来自降雨或附近地区水重载土壤的排水向下,侧排水,或蒸散容量。为了准确评估特定土壤的排水能力,这对于规划适当的住宅,商业或工业建筑方法以及潜在的作物很重要,进行土地利用调查的土壤科学家和工程师将以颜色作为指标。由于错误识别土壤的颜色可能导致使用不当,因此重要的是要获得尽可能准确的读数。

 

排水不良的土壤
这菲律宾gley说明由于缺乏氧化呈现灰色,排水不良的土壤。图片来源:Flickr用户土壤科学(CC BY 2.0

 

土壤颜色评估确定排水能力

 

排水通过与铁的氧化的关系影响土壤的颜色。排水良好的土壤会变成铁锈。由于水抑制铁的氧化,排水不良的土壤显得更灰。通过评估土壤的相对红度 - 考虑到土壤的年龄和母质和任何有机物质的颜色 - 可以精确测量土壤的排水潜力。

 

当前的土壤颜色评估方法依赖于人的视力来匹配土壤样本的颜色与根据Munsell尺度6布置的印刷样本5 ,其在三个轴上变化:色调,值和色度。这个尺度考虑了所有已知的陆地土壤颜色,为科学家和工程师提供了一个简单的方法来评估现场的土壤颜色。不过,根据美国农业部7

 

只有在光照强度和质量的标准条件下,标准色片的颜色视觉效果才是准确的。颜色测定可能在早上或晚上的时候是不准确的。当太阳低空或大气发烟时,到达样品的光线和反射的光线会更加红润。即使同样的光线达到了颜色标准和样本,这些时间的样本颜色读数的FSA湿地识别程序(合理决策基础)通常是一个或多个比正午更红的色调间隔。在阴天柔和的光线下,颜色也会在明亮的阳光下显得不同。当土壤与低浓度和低浓度的碎片匹配时,附带光的强度尤为重要。

 

由于光照条件的变化和人类视力的主观性,可能会发生错误的读数和错误识别,可能造成施工问题或作物产量差。

 

土壤颜色因深度而异
正如在马达加斯加东部的发掘中看到的那样,土壤的颜色因深度或地平线而异。棕色的有机物质在这里不会从表面向下延伸。图片来源:Flickr用户土壤科学(CC BY 2.0

 

分光测色计消除孟塞尔识别中的不准确性

 

误识别可以通过使用便携式分光测色计来消除,比如三恩时的YS3060这些传感器在与Munsell尺度相同的三个轴上评估颜色,并且与人眼不同,每次报告相同的结果。它们还通过使用标准照明设置来减轻由照明差异引起的不准确性。仪器根据反射光测量颜色; 对每次测量使用相同的光量是一件简单的事情。这个模型使用45/0光学传感器来提供精确的读数,无论是测量沙,淤泥还是粘土。其便携性和耐用的结构设计用于现场,并能经受住至少与其操作员一样艰难的条件。可以在板载闪存中存储750个读数,可以以Excel格式导出到USB记忆棒或直接运行到运行软件的计算机上进行进一步或更深入的分析。联系三恩时的专家。

 

 
  1. “Lunar Regolith”,2003,  https: //curator.jsc.nasa.gov/lunar/letss/regolith.pdf
  2. “美国宇航局的肮脏的秘密:月尘”,2008,  https: //www.fsis.usda.gov/wps/wcm/connect/ad74bb8d-1dab-49c1-b05e-390a74ba7471/Chicken_from_Farm_to_Table.pdf ? MOD = AJPERES
  3. “土壤研究和土地评估手册:威斯康星州”,2015,https: //www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_019759.pdf
  4. “自然土壤排水和溢流条件”,https: //www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs144p2_050786.pdf
  5. “孟塞尔颜色图表”,http://www.vcsu.edu/cmsfiles/327/b2fc4f5ebb.pdf
  6. “线圈的颜色”,2003,http: //www.envirothonpa.org/documents/munsellcharts.pdf
  7. “模块四 - 如果场地在正常情况下支持水体FSA土壤的优势”,2011,https: //www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs141p2_036334.pdf