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   人們早就知道，土壤含水量與作物的健康和產(chǎn)量之間存在著密切的關(guān)系。但只有在過去的幾十年里，科學(xué)才量化了這些關(guān)系的細(xì)節(jié)。這項研究已擴(kuò)大到建立土壤水分水平與對氣象和水文模型和預(yù)測的影響之間的關(guān)系。

   農(nóng)業(yè)管理、糧食安全和更好地了解干旱的需要推動了對區(qū)域土壤水分和植被指數(shù)圖的需求，這導(dǎo)致了從 1980 年代開始利用衛(wèi)星遙感土壤水分的發(fā)展。土壤濕度的遙感增加了對土壤傳感器監(jiān)測站的需求，以“地面真實”來自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。由于人們對土壤水分影響天氣、區(qū)域和地方流域水文以及農(nóng)業(yè)的方式越來越感興趣，因此開發(fā)了新的分析、公式和方程來更好地量化這些關(guān)系。

   介電常數(shù)是一個復(fù)數(shù)，包含能量存儲和能量損失項。由于 TDR 和 FDR 土壤濕度傳感器等技術(shù)對射頻 (RF) 能量損失進(jìn)行了假設(shè)，因此土壤形態(tài)的可變性以及溫度和鹽度的變化等因素會在確定土壤含水量時引入不穩(wěn)定性。由于土壤條件和土壤類型因地區(qū)而異，大規(guī)模土壤水分監(jiān)測的興趣不斷擴(kuò)大，研究人員開始關(guān)注由介電測量確定的土壤水分估計的質(zhì)量、一致性和穩(wěn)定性。大型區(qū)域和大陸規(guī)模的土壤水分網(wǎng)絡(luò)需要一套傳感器，包括具有高度一致性、準(zhǔn)確性和長期穩(wěn)定性的土壤水分傳感器。

  對土壤水分及其對天氣、水文和農(nóng)業(yè)的影響的興趣持續(xù)增長，這推動了土壤傳感器市場的增長。土壤傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域，特別是僅跟蹤土壤濕度條件相對變化的經(jīng)濟(jì)定性傳感器，因此迫切需要更定量的土壤濕度數(shù)據(jù)，以便為衛(wèi)星有源無源遙感輸出進(jìn)行水量平衡計算。

  大型衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)（如 SMAP、SCAN 和 CRN）收集的土壤水分對于增強(qiáng)型氣象和水文模型和預(yù)報的開發(fā)和功能至關(guān)重要。準(zhǔn)確、一致、耐用且具有長期穩(wěn)定性的研究級質(zhì)量傳感器的性能不斷提高，為專家提供了對數(shù)據(jù)集的高度信心。

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