Comparison of Heating Strategies on Soil Water Measurement Using Actively Heated Fiber Optics on Contrasting Textured Soils
Notice bibliographique
Résumé
The actively heated fiber optics (AHFO) technique has the potential to measure soil water at high spatial and temporal resolutions, and thus it can bridge the measurement gap from point to large scales. However, the availability of power might restrict its use, since high power is required to heat long fiber optic cables under field conditions; this can be a challenge for long-term soil water monitoring under field conditions. This study investigated the performance of different heating strategies (power intensity and heating duration) on soil water measurement by the AHFO technique on three different textured soils. Different heating strategies: high power–short pulses (20 Wm−1–3 min), low power–short pulses (10 Wm−1–3 min, 5 Wm−1–3 min, 2.5 Wm−1–3 min) and low power–long pulses (10 Wm−1–5 min, 5 Wm−1–10 min, 2.5 Wm−1–15 min) were tested using laboratory soil columns. The study compared the sensitivity of the thermal response, NTcum to volumetric water content (VWC) and the predictive error of different heating strategies and soils. Results of this study showed that the sensitivity of NTcum increased and the predictive error decreased with increasing power intensity, irrespective of the soil type. Low power–short heat pulses such as 5 Wm−1–3 min and 2.5 Wm−1–3 min produced high predictive errors, RMSE of 5–6% and 6–7%, respectively. However, extending the heating duration was effective in reducing the error for both 10 and 5 Wm−1 power intensities, but not for the 2.5 Wm−1. The improvement was particularly noticeable in 5 Wm−1 –10 min; it reduced the RMSE by 1.5% (sand and clay loam) and 2.73% (sandy loam). Overall, the results of this study suggested that extending the heating duration of 10 and 5 Wm−1 power intensities can improve the sensitivity of the thermal response and predictive accuracy of the estimated soil water content (SWC). The results are particularly important for field applications of the AHFO technique, which can be limited by the availability of high power, which restricts the use of 20 Wm−1. For example, 5 Wm−1–10 min improved the predictive accuracy to 3–4%, which has the potential to be used for validating soil water estimations at satellite footprint scales. However, the effects of diurnal temperature variations should also be considered, particularly when using low power intensity such as 5 Wm−1 in surface soils under field conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».