High‐resolution ground‐penetrating radar monitoring of soil moisture dynamics: Field results, interpretation, and comparison with unsaturated flow model
Notice bibliographique
Résumé
Surface ground‐penetrating radar (GPR) techniques have been used by a number of previous researchers to characterize soil moisture content in the vadose zone. However, limited temporal sampling and low resolution near the surface in these studies greatly impedes the quantitative analysis of vertical soil moisture distribution and its associated dynamics within the shallow subsurface. To further examine the capacity of surface GPR, we have undertaken an extensive 26 month field study using concurrent high‐frequency (i.e., 900 MHz) reflection profiling and common‐midpoint (CMP) soundings to quantitatively monitor soil moisture distribution and dynamics within the shallow vadose zone. This unprecedented data set allowed us to assess the concurrent use of these techniques over two contrasting annual cycles of soil conditions. Reflection profiles provided high‐resolution traveltime data between four stratigraphic reflection events while cumulative results of the CMP sounding data set produced precise depth estimates for those reflecting interfaces, which were used to convert interval‐traveltime data into soil moisture. The downward propagation of major infiltration episodes associated with seasonal and transient events are well resolved by the GPR data. The use of CMP soundings permitted the determination of direct ground wave velocities, which provided high‐resolution information along the air‐soil interface. This improved resolution enabled better characterization of short‐duration wetting/drying and freezing/thawing processes, and permitted better evaluation of the nature of the coupling between shallow and deep moisture conditions. The nature of transient infiltration pulses, evapotranspiration episodes, and deep drainage patterns observed in the GPR data series were further examined by comparing them with a vertical soil moisture flow simulation based on the variably saturated model, HYDRUS‐1D. Using laboratory‐derived soil hydraulic property information from soil samples and a number of simplifying assumptions about the upper and lower‐boundary condition, we were able to achieve very good agreement between measured and simulated soil moisture profiles without model calibration; this is a strong indication of the overall quality of the GPR‐derived soil moisture estimates. The only notable difference between simulated values and GPR water content estimates occurred during extended dry soil conditions near the surface.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».