Soil profile thermal conditions evaluation by means of artificial neural networks
 
More details
Hide details
1
Institute of Building and Landscape Architecture, University of Agriculture, Pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław
2
2Institute for Land Reclamation and Environmental Development, University of Agriculture, Pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław
 
Acta Agroph. 2004, 3(2), 317–323
KEYWORDS
ABSTRACT
Soil temperature is an important factor limiting agricultural use of the land. Thermal conditions are significant for seeds' germination and the former plants' growth. Presently the soil temperature's profiles are being subject of the detailed observation conducted on the automatic meteorological stations. Artificial neural networks implementation for the soil profile thermal conditions analysis was the aim of the research. The study was made on the base of the air and soil temperature records registered in the first half-year of 2000 at the Wrocław-Swojec meteorological station. Five perceptrons with single hidden layer of five neurons were developed and applied for prediction of soil temperature at different depths on the base of the minimal air temperature 5 cm above the ground and the soil temperature measured at the chosen depths. The results of the study showed that the neural networks may be successfully used for supplementing broken soil temperature measurement series. Moreover they provide a possibility to limit the number of conducted observations, necessary for the whole soil profile thermal conditions evaluation, to only two parameters: the minimal air temperature 5 cm above the ground and the soil temperature at the depth of 5 cm or 50 cm.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Ocena warunków termicznych profilu glebowego przy wykorzystaniu sztucznych sieci neuronowych
pomiary temperatury gleby, sztuczne sieci neuronowe, automatyczne stacje pomiarowe
Temperatura gleby jest ważnym czynnikiem warunkującym przydatność rolniczą terenu. Warunki termiczne są istotne dla kiełkowania nasion oraz późniejszego wzrostu roślin. Obecnie profile temperatur gleby są przedmiotem szczegółowych obserwacji prowadzonych przy pomocy automatycznych stacji meteorologicznych. Celem badań było zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do analizy warunków termicznych profilu glebowego. Badania wykonano na bazie pomiarów temperatury powietrza i gleby zarejestrowanych w pierwszej połowie 2000 r. w Obserwatorium Agro- i Hydro-meteorologii AR Wrocław-Swojec. Dla prognozowania temperatury gleby na różnych głębokościach, na podstawie minimalnej temperatury powietrza na wysokości 5 cm oraz temperatur gleby mierzonych na wybranych głębokościach, opracowano i zastosowano pięć sieci perceptronowych o pojedynczej warstwie ukrytej, o pięciu neuronach. Wyniki badań wykazały, że sieci neuronowe mogą być z powodzeniem używane do uzupełniania przerwanych serii pomiarowych temperatury gleby. Ponadto dają one możliwość ograniczenia niezbędnej liczby prowadzonych obserwacji, dla oceny warunków termicznych całego profilu glebowego, do tylko dwóch parametrów: minimalnej temperatury powietrza 5 cm nad poziomem terenu oraz temperatury gleby na głębokościach 5 cm lub 50 cm.
eISSN:2300-6730
ISSN:1234-4125