系統功能：

土壤是復雜的非均質系統，傳統烘干法、中子儀、TDR等土壤水分監測方法雖能較準確反映測定點的土壤含水量，但大范圍土壤含水量往往只能通過有限測點數據來推斷；遙感雖能快速測定區域土壤表層含水量，但遙感產品通常需要時間尺度擴展及應用地面觀測數據進行驗證。因此在農田、小流域等中小尺度上，上述方法往往不能滿足日益發展的土壤科學研究和現代化農業對大量、快速、準確的土壤水分動態信息的需求。

美國科學家創新性設計了一種基于近地面環境宇宙射線中的快中子濃度與土壤含水量關系，無危害、非接觸、無破壞、不受土壤質地和鹽分等影響、測量范圍大、測量深度適中的區域土壤水分/雪深測量系統，該系統可野外連續自動測定大面積的土壤含水量或等效積雪深度，是遙感反演土壤含水量的有效驗證手段。 基本原理是：環境中的宇宙射線粒子與原子核碰撞生成高能中子，這些高能中子在穿過空氣與土壤時，與介質中的原子核尤其是氫原子發生彈性碰撞而改變方向，并失去部分能量，逐漸慢化為快中子、熱中子、慢中子，轉化為熱能。碰撞后返回地表部分的快、慢中子將在地表以極快的速度達到平衡，其濃度受表層土壤濕度顯著影響。通過中子探測器，探測地表附近的快中子或慢中子數，就可以通過修正關系計算出大面積的土壤平均含水量。由于快中子與土壤水分關系對土壤化學性質不敏感，適合用于測量土壤含水量，而慢中子適合用于測量地表積雪深度。

應用領域：

區域土壤水分及雪深測量系統主要應用在土壤水分測量、干旱監測、雪深測量、農業灌溉指導、坡面穩定性分析、山洪預報、供水管理、數值預報、氣候模型等。此外，可以安裝在移動平臺上用來繪制大范圍的土壤墑情圖。

系統特點：

1.    安裝方便，堅固耐用，操作簡單，無需專業人員，適于野外長時間連續自動測量；

2.    測量范圍大可達700米（40公頃），測量深度深可達70厘米；

3.    無危害、非接觸、不破壞土壤；

4.    幾乎不受土壤質地、密度、鹽分等理化性質影響；

5.    可用于測量雪深；

6.    遙感反演土壤含水量提供匹配像元尺度的地面驗證。

系統組成：

區域土壤水分及雪深測量系統主要由中子探測器、數據采集器、氣壓等輔助傳感器、太陽能供電系統、安裝支架、機箱、GSM或銥星無線網絡傳輸模塊等組成。

系統參數：

1.    系統供電：6～26VDC；

2.    系統耗電：95mA@12V；

3.    采集間隔：1min～1year可選；

4.    數據存儲：內部SD卡，外部可更換SD卡；

5.    數據接口：USB、RS232；

6.    測量范圍：測量范圍700米，測量深度70厘米；

7.    量程：0～飽和；

8.    不確定性：0～4%。