ເຊັນເຊີຂອງດິນ: "ຕາໃຕ້ດິນ" ສໍາລັບການກະສິກໍາທີ່ຊັດເຈນແລະການຕິດຕາມລະບົບນິເວດ

1. ນິຍາມດ້ານວິຊາການ ແລະໜ້າທີ່ຫຼັກ
ເຊັນເຊີດິນແມ່ນອຸປະກອນອັດສະລິຍະທີ່ຕິດຕາມຕົວກໍານົດສະພາບແວດລ້ອມຂອງດິນໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງໂດຍຜ່ານວິທີການທາງດ້ານຮ່າງກາຍຫຼືທາງເຄມີ. ຂະຫນາດການຕິດຕາມຫຼັກຂອງມັນປະກອບມີ:

ການຕິດຕາມນ້ໍາ: ປະລິມານນ້ໍາປະລິມານ (VWC), ທ່າແຮງ matrix (kPa)
ຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະເຄມີ: ການນໍາໄຟຟ້າ (EC), pH, ທ່າແຮງ REDOX (ORP)
ການວິເຄາະທາດອາຫານ: ທາດໄນໂຕຣເຈນ, phosphorus ແລະ potassium (NPK), ເນື້ອໃນຂອງສານອິນຊີ
ຕົວກໍານົດການ Thermodynamic: ໂປຣໄຟລ໌ອຸນຫະພູມດິນ (0-100cm gradient ການວັດແທກ)
ຕົວຊີ້ວັດດ້ານຊີວະວິທະຍາ: ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຈຸລິນຊີ (ອັດຕາການຫາຍໃຈ CO₂)

ອັນທີສອງ, ການວິເຄາະເຕັກໂນໂລຢີການຮັບຮູ້ຕົ້ນຕໍ
ເຊັນເຊີຄວາມຊຸ່ມ
ປະ​ເພດ TDR (time domain reflectometry​) : ການ​ວັດ​ແທກ​ເວ​ລາ​ການ​ແຜ່​ກະ​ຈາຍ​ຂອງ​ຄື້ນ​ແມ່​ເຫຼັກ​ໄຟ​ຟ້າ (ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ ±1​%​, ລະ​ດັບ 0-100​%​)
ປະເພດ FDR (ການສະທ້ອນໂດເມນຄວາມຖີ່): ການກວດສອບການອະນຸຍາດຕົວເກັບປະຈຸ (ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາ, ຕ້ອງການການປັບຕົວປົກກະຕິ)
ການ​ກວດ​ສອບ​ນິວ​ຕ​ຣອນ​: ການ​ນັບ​ນິວ​ຕ​ຣອນ​ລະ​ດັບ​ຂອງ​ທາດ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ (ຄວາມ​ຖືກ​ຕ້ອງ​ຊັ້ນ​ຮຽນ​ທີ​ຫ້ອງ​ທົດ​ລອງ​, ໃບ​ອະ​ນຸ​ຍາດ​ລັງ​ສີ​ຕ້ອງ​ການ​)

ການສືບສວນປະກອບຫຼາຍພາລາມິເຕີ
ເຊັນເຊີ 5-in-1: ຄວາມຊຸ່ມ + EC + ອຸນຫະພູມ + pH + ໄນໂຕຣເຈນ (ການປົກປ້ອງ IP68, ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນຂອງເກືອ - ເປັນດ່າງ)
ເຊັນເຊີ Spectroscopic: ໃກ້ອິນຟາເຣດ (NIR) ໃນບ່ອນກວດຫາສານອິນຊີ (ຂີດຈຳກັດການກວດພົບ 0.5%)

ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ດ້ານ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ໃຫມ່​
electrode nanotube ກາກບອນ: ຄວາມລະອຽດການວັດແທກ EC ສູງເຖິງ 1μS/ຊມ
ຊິບ Microfluidic: 30 ວິນາທີເພື່ອເຮັດສໍາເລັດການກວດພົບຢ່າງໄວວາຂອງໄນໂຕຣເຈນໄນໂຕຣເຈນ

ອັນທີສາມ, ສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາແລະມູນຄ່າຂໍ້ມູນ
1. ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ​ການ​ກະ​ສິ​ກໍາ​ສະ​ຫລາດ​ທີ່​ຊັດ​ເຈນ (ສາ​ລີ​ໃນ​ລັດ​ໄອ​ໂອ​ວາ​, ອາ​ເມລິ​ກາ​)

ໂຄງ​ການ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​:
ສະຖານີຕິດຕາມໂປຣໄຟລ໌ທຸກ 10 ເຮັກຕາ (20/50/100cm ສາມລະດັບ)
ເຄືອຂ່າຍໄຮ້ສາຍ (LoRaWAN, ໄລຍະສາຍສົ່ງ 3 ກິໂລແມັດ)

ການຕັດສິນໃຈອັດສະລິຍະ:
ຕົວກະຕຸ້ນການຊົນລະປະທານ: ເລີ່ມການຊົນລະປະທານ drip ເມື່ອ VWC <18% ຢູ່ທີ່ຄວາມເລິກ 40 ຊມ.
ການໃສ່ປຸ໋ຍທີ່ປ່ຽນແປງໄດ້: ການປັບຕົວແບບໄດນາມິກຂອງການໃຊ້ໄນໂຕຣເຈນໂດຍອີງໃສ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄ່າ EC ຂອງ ±20%

ຂໍ້ມູນຜົນປະໂຫຍດ:
ການ​ປະ​ຢັດ​ນ​້​ໍ​າ 28​%​, ອັດ​ຕາ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ໄນ​ໂຕຣ​ເຈນ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ 35​%
ເພີ່ມຂຶ້ນ 0,8 ໂຕນຂອງສາລີຕໍ່ເຮັກຕາ

2. ການ​ຕິດ​ຕາມ​ກວດ​ກາ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ທະ​ເລ​ຊາຍ (Sahara Fringe Ecological Restoration Project)

ອາເຣເຊັນເຊີ:
ການຕິດຕາມຕາຕະລາງນ້ໍາ (piezoresistive, ໄລຍະ 0-10MPa)
ການ​ຕິດ​ຕາມ​ດ້ານ​ຫນ້າ​ເກືອ (ຄວາມ​ຫນາ​ແຫນ້ນ​ສູງ EC probe ມີ​ຊ່ອງ​ຫວ່າງ electrode 1mm​)

ຮູບແບບການເຕືອນໄພລ່ວງໜ້າ:
ດັດຊະນີທະເລຊາຍ =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(ທາດອິນຊີ <0.6%)+0.3×(ປະລິມານນ້ຳ <5%)

ຜົນ​ກະ​ທົບ​ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ​:
ການປົກຫຸ້ມຂອງພືດພັນເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 12% ເປັນ 37%
62% ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັມຂອງຫນ້າດິນ

3. ການເຕືອນໄພໄພພິບັດທາງທໍລະນີສາດ (ແຂວງ Shizuoka, ເຄືອຂ່າຍການຕິດຕາມດິນເຈື່ອນຂອງຍີ່ປຸ່ນ)

ລະ​ບົບ​ຕິດ​ຕາມ​ກວດ​ກາ​:
ຊັ້ນໃນ: ເຊັນເຊີຄວາມດັນນ້ໍາ pore (ໄລຍະ 0-200kPa)
ການຍ້າຍພື້ນຜິວ: MEMS dipmeter (ຄວາມລະອຽດ 0.001°)

ຂັ້ນຕອນການເຕືອນໄພລ່ວງໜ້າ:
ຝົນທີ່ສໍາຄັນ: ຄວາມອີ່ມຕົວຂອງດິນ> 85% ແລະນໍ້າຝົນປະຈໍາຊົ່ວໂມງ> 30 ມມ
ອັດຕາການຍ້າຍອອກ: 3 ຊົ່ວໂມງຕິດຕໍ່ກັນ > 5mm/h ກະຕຸ້ນເຕືອນສີແດງ

ຜົນການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ:
ມີ​ການ​ເຕືອນ​ໄພ​ດິນ​ເຈື່ອນ​ສາມ​ຄັ້ງ​ຢ່າງ​ສຳ​ເລັດ​ຜົນ​ໃນ​ປີ 2021
ເວລາຕອບໂຕ້ສຸກເສີນຫຼຸດລົງເປັນ 15 ນາທີ

4. ການແກ້ໄຂສະຖານທີ່ປົນເປື້ອນ (ການປິ່ນປົວໂລຫະຫນັກໃນເຂດອຸດສາຫະກໍາ Ruhr, ເຢຍລະມັນ)

ໂຄງ​ການ​ກວດ​ສອບ​:
ເຊັນເຊີ XRF Fluorescence: Lead/cadmium/Arsenic ໃນການກວດຫາສະຖານທີ່ (ຄວາມຖືກຕ້ອງ ppm)
REDOX ຕ່ອງໂສ້ທີ່ມີທ່າແຮງ: ການຕິດຕາມຂະບວນການ bioremediation

ການຄວບຄຸມອັດສະລິຍະ:
Phytoremediation ຖືກເປີດໃຊ້ເມື່ອຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອາເຊນິກຫຼຸດລົງຕໍ່າກວ່າ 50ppm
ເມື່ອທ່າແຮງແມ່ນ> 200mV, ການສີດຜູ້ໃຫ້ທຶນເອເລັກໂຕຣນິກສົ່ງເສີມການທໍາລາຍຈຸລິນຊີ

ຂໍ້​ມູນ​ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ​:
ມົນ​ລະ​ພິດ​ຂອງ​ສານ​ກອກ​ໄດ້​ຫຼຸດ​ລົງ 92​%
ວົງຈອນການສ້ອມແປງຫຼຸດລົງ 40%

4. ທ່າອ່ຽງການວິວັດທະນາການທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ
Miniaturization ແລະ array
ເຊັນເຊີ Nanowire (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ <100nm) ເປີດໃຊ້ການກວດສອບເຂດຮາກພືດດຽວ
ຜິວໜັງອີເລັກໂທຣນິກທີ່ຍືດຫຍຸ່ນ (ຍືດຍາວ 300%) ປັບຕົວກັບການປ່ຽນຮູບຂອງດິນ

ປະສົມປະສານການຮັບຮູ້ຫຼາຍແບບ
ການປີ້ນໂຄງສ້າງຂອງດິນໂດຍຄື້ນສຽງ ແລະ ການນຳໄຟຟ້າ
ວິທີການວັດກຳມະຈອນຄວາມຮ້ອນຂອງກະແສໄຟຟ້າ (ຄວາມຖືກຕ້ອງ ±5%)

AI ຂັບເຄື່ອນການວິເຄາະອັດສະລິຍະ
ເຄືອຂ່າຍ neural convolutional ກໍານົດປະເພດດິນ (ຄວາມຖືກຕ້ອງ 98%)
ຄູ່ແຝດດິຈິຕອນຈໍາລອງການເຄື່ອນຍ້າຍທາດອາຫານ

5. ກໍລະນີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປ: ໂຄງການປົກປັກຮັກສາທີ່ດິນສີດໍາໃນພາກຕາເວັນອອກສຽງເຫນືອຂອງຈີນ
ເຄືອ​ຂ່າຍ​ຕິດ​ຕາມ​ກວດ​ກາ​:
ຊຸດເຊັນເຊີ 100,000 ຊຸດກວມເອົາເນື້ອທີ່ກະສິກໍາ 5 ລ້ານເຮັກຕາ
ຖານຂໍ້ມູນ 3 ມິຕິຂອງ “ຄວາມຊຸ່ມ, ຄວາມອຸດົມສົມບູນ ແລະ ຄວາມຫນາແຫນ້ນ” ໃນຊັ້ນດິນ 0-50 ຊມ.

ນະໂຍບາຍການປົກປ້ອງ:
ເມື່ອສານອິນຊີ <3%, ການປ່ຽນເຟືອງເລິກແມ່ນບັງຄັບ
ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງດິນ > 1.35g/cm³ ກະຕຸ້ນການເຮັດວຽກຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນ

ຜົນການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດ:
ອັດຕາການສູນເສຍຂອງຊັ້ນດິນດໍາຫຼຸດລົງ 76%
ອັດຕາ​ສະ​ເລ່ຍ​ຂອງ​ຖົ່ວ​ເຫຼືອງ​ຕໍ່​ມ​າ​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ 21%
ການເກັບຮັກສາກາກບອນເພີ່ມຂຶ້ນ 0.8 ໂຕນ/ເຮັກຕາ/ປີ

ສະຫຼຸບ
ຈາກ "ການກະສິກໍາແບບປະຈັກພະຍານ" ໄປສູ່ "ການກະສິກໍາຂໍ້ມູນ", ເຊັນເຊີຂອງດິນກໍາລັງປ່ຽນແປງວິທີທີ່ມະນຸດສົນທະນາກັບແຜ່ນດິນ. ດ້ວຍການເຊື່ອມໂຍງຢ່າງເລິກເຊິ່ງຂອງຂະບວນການ MEMS ແລະເຕັກໂນໂລຢີ Internet of Things, ການຕິດຕາມດິນຈະປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການແກ້ໄຂທາງກວ້າງຂອງພື້ນ nanoscale ແລະການຕອບສະຫນອງເວລານາທີໃນອະນາຄົດ. ​ເພື່ອ​ຕອບ​ສະໜອງ​ບັນດາ​ສິ່ງ​ທ້າ​ທາຍ​ຕ່າງໆ​ເຊັ່ນ: ຄວາມ​ໝັ້ນຄົງ​ດ້ານ​ສະບຽງ​ອາຫານ​ຂອງ​ໂລກ ​ແລະ ການ​ເສື່ອມ​ໂຊມ​ຂອງ​ລະບົບ​ນິ​ເວດ, “ພວກ​ສົ່ງ​ສານ​ມິດ​ງຽບ” ທີ່​ຝັງ​ເລິກ​ເຫຼົ່ານີ້​ຈະ​ສືບ​ຕໍ່​ໃຫ້ການ​ສະໜັບສະໜູນ​ຂໍ້​ມູນ​ທີ່​ສຳຄັນ ​ແລະ ຊຸກຍູ້​ການ​ຄຸ້ມ​ຄອງ ​ແລະ ຄວບ​ຄຸມ​ລະບົບ​ພື້ນ​ຜິວ​ໂລກ​ຢ່າງ​ສະຫຼາດ.