系统功能：

土壤是复杂的非均质系统，传统烘干法、中子仪、TDR等土壤水分监测方法虽能较准确反映测定点的土壤含水量，但大范围土壤含水量往往只能通过有限测点数据来推断；遥感虽能快速测定区域土壤表层含水量，但遥感产品通常需要时间尺度扩展及应用地面观测数据进行验证。因此在农田、小流域等中小尺度上，上述方法往往不能满足日益发展的土壤科学研究和现代化农业对大量、快速、准确的土壤水分动态信息的需求。

美国科学家创新性设计了一种基于近地面环境宇宙射线中的快中子浓度与土壤含水量关系，无危害、非接触、无破坏、不受土壤质地和盐分等影响、测量范围大、测量深度适中的区域土壤水分/雪深测量系统，该系统可野外连续自动测定大面积的土壤含水量或等效积雪深度，是遥感反演土壤含水量的有效验证手段。 基本原理是：环境中的宇宙射线粒子与原子核碰撞生成高能中子，这些高能中子在穿过空气与土壤时，与介质中的原子核尤其是氢原子发生弹性碰撞而改变方向，并失去部分能量，逐渐慢化为快中子、热中子、慢中子，转化为热能。碰撞后返回地表部分的快、慢中子将在地表以极快的速度达到平衡，其浓度受表层土壤湿度显著影响。通过中子探测器，探测地表附近的快中子或慢中子数，就可以通过修正关系计算出大面积的土壤平均含水量。由于快中子与土壤水分关系对土壤化学性质不敏感，适合用于测量土壤含水量，而慢中子适合用于测量地表积雪深度。

应用领域：

区域土壤水分及雪深测量系统主要应用在土壤水分测量、干旱监测、雪深测量、农业灌溉指导、坡面稳定性分析、山洪预报、供水管理、数值预报、气候模型等。此外，可以安装在移动平台上用来绘制大范围的土壤墒情图。

系统特点：

1.    安装方便，坚固耐用，操作简单，无需专业人员，适于野外长时间连续自动测量；

2.    测量范围大可达700米（40公顷），测量深度深可达70厘米；

3.    无危害、非接触、不破坏土壤；

4.    几乎不受土壤质地、密度、盐分等理化性质影响；

5.    可用于测量雪深；

6.    遥感反演土壤含水量提供匹配像元尺度的地面验证。

系统组成：

区域土壤水分及雪深测量系统主要由中子探测器、数据采集器、气压等辅助传感器、太阳能供电系统、安装支架、机箱、GSM或铱星无线网络传输模块等组成。

系统参数：

1.    系统供电：6～26VDC；

2.    系统耗电：95mA@12V；

3.    采集间隔：1min～1year可选；

4.    数据存储：内部SD卡，外部可更换SD卡；

5.    数据接口：USB、RS232；

6.    测量范围：测量范围700米，测量深度70厘米；

7.    量程：0～饱和；

8.    不确定性：0～4%。