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   期刊文献 → 典型案例(Typical Cases)沈阳大气所农业生态监测项目

沈阳大气所农业生态监测项目

来源:华创集团 发布日期:2014-03-10 17:14:34
项目背景

对农业生产而言,对生态环境的实时监测十分重要,中国气象局沈阳大气环境研究所承担省级生态与农业气象业务,开展生态与农业气象业务技术重大科研攻关项目,负责研发省级农业生态气象业务系统;制作省级生态与农业气象监测评价、预报预测及服务。自2011年起受沈阳大气所委托,北京华创维想科技开发有限责任公司向沈阳大气环境研究所农业生态科研项目提供相关农业生态监测系统,系统设备总成交额达到700多万元。该科研项目共涉及东北三省数十个观测点,项目已建二期,第三期项目正在进行中。

任务作业
1.农业生态条件的特征和变化规律研究
2.研究农业生物对气象条件的具体要求,研究农业生物生长发育的农业生态指标
3.根据农业生物的农业生态指标鉴定气象条件对其生长发育和产量的影响
4.农业生态灾害发生规律及抗、避、防措施的研究
5.农业气候资源的综合开发利用和农业小气候的调节、利用和改造研究等
解决方案
系统构架图
系统介绍及组成

华创维想(HUATRON)CAMS620系列农业生态监测系统是以公司自身科技研发为依托,结合农业生态环境主要因素特点而开发的一整套农业生态监测系统,本系统将现代传感技术、自动控制和无线网络传输技术、物联网以及云计算等科技和信息领域的先进理念、技术和产品与我国现代农业生态环境需求相结合,对农业生产过程中的生态环境实现了实时环境监测、自动调节控制、海量数据存储、智能数据分析与决策、信息网络发布与远程查询与监控等功能,通过对相关农业生态环境中的大气温度、湿度、光照强度、太阳总辐射量、二氧化碳、土壤墒情等指标的精准测量,记录和分析,对农业生态条件的特征和变化规律进行研究,达到促进农业生态灾害的预防与控制起到了至关重要的作用。


采集监测系统

采集监测系统包括农田水平衡观测系统、农田热平衡系统及小气候观测系统、30米高气象梯度观测系统、自动土壤水分及地温系统、温室小气候观测系统、积雪深度监测系统等组成,涵盖了农业生态监测的三大主要方向:土壤、水分、气候。


观测方向 观测内容 观测要素
监测农业生态系统土壤温湿度廓线 包括多层土壤温湿度、土壤含水率
土壤蒸渗监测 包括温度、土壤湿度、土壤温度、雨量和蒸发
监测农业生态土壤水平衡变化 包括降水、蒸发、地下水位
水土流失的降水动能谱分布雪水储量监测 包括激光雨滴谱仪和雪深等
农田小气候因子监测 包括风向、风速、空气温度、空气湿度、气压、降雨,以及温室小环境包括温湿度、二氧化碳含量等
农田区域感热与潜热通量监测 LAS大口径闪烁仪
监测农业系统太阳辐射热量平衡 包括天空总辐射、天空长波辐射、直接辐射、散射辐射、反射辐射、长波反射、净辐射、土壤热通量、光合有效、日照时数、紫外辐射等
农业生态环境梯度监测 包括梯度温度、梯度湿度、梯度风、梯度辐射、叶面温度等

通过对温室大棚内外、高精细作物生产区域连续在线监控,结合实景视频监测作物生长,人为调控适合精细化作物生长所需小气候区域环境,获取被测区域生态因素变化情况。


项目进度 装配设备
一期工程(已交付) CAMS620-GS梯度观测站4套, CAWS733-ET土壤蒸渗站3套, CAMS620-ET自动土壤水分测量系统2套
二期工程(已交付) CAMS620-GS气象观测梯度塔1套,MAWS800-AC辐射平衡热平衡观测系统2套,MAWS800-SM水分平衡观测系统2套,RR-9340大口径闪烁仪3个,HSC- SHM30雪厚测量仪1个,CAWS723-ST土壤墒情站15套
三期工程(建设中) 数据信息平台建设
沈阳大气所农业生态监测项目−−−−项目进度


梯度气象观测站是针对各要素垂直空间分布测量而设计的高精度气象监测设备,它能对大气平均特征和湍流特征进行直接测量,实现对不同下垫面的边界层能量、辐射、多种物质交换、阻尼和扰动的观测和研究。梯度气象观测站既可作为森林、农田等小气候监测,也可以作为地面气象观测系统。

辐射平衡热平衡观测系统是针对农业生态环境监测设计的一款全自动气象站。观测的要素除了包括常规要素,如空气温度,相对湿度、风速/风向,土壤温度/湿度、降水等外,还可并接入大气太阳辐射和热平衡测量要素,如长波太阳辐射、短波太阳辐射、紫外辐射、直接太阳辐射、光合有效辐射和土壤热通量等。

MAWS800-AC辐射平衡热平衡观测系


温室小气候站是监测温室(如农业大棚、农气温室、生态温室等)小气候气象因子的自动气象站。观测的要素有环境温湿度、光量子、日照时数等气象参数,又可根据用户需求定制其他测量要素,如冠层温度、温室气体、土壤湿度等。



CAWS723-ST土壤墒情站是针对土壤性质,测量土壤一定深度持水量和干土层状况的全天候自动监测站。自动站主要监测要素有土壤水分、土壤温度,并增加土壤附近空气温度、湿度与太阳辐射等辅助观测要素。根据CAWS723-ST土壤墒情站软件分析的综合观测指标,可进行适当的保墒措施,设法减少耕层土壤水分损耗,使存贮在土壤中的水分尽可能被作物吸收利用。


数据管理系统

正在建设的三期工程数据管理系统实现了监测数据实时收集、显示,历史数据查询,监测站点管理等功能,信息发布平台提供了多种数据显示和发布形式,包括WEB访问、信息屏发布等。


总结

通过对沈阳大气环境研究所的合作可以看出建立一套可靠稳定、有针对性的农业生态监测系统,有利于农业生态自动化观测及研究、提升农业生态服务的科学性、针对性、及时性,是适应现代气象发展和防灾减灾需求的重要举措,同时生态监测系统结合农业物联网技术,可以更好的控制农作物的生长环境,使之能够更好的适应农作物生长,提高农作物产量和品质,有利于实现农作物的高产丰产,提高土地产出率、提高农业抗击自然灾害的能力。同时可以广泛应用于灌溉农业、粮食生产、资源监测、农机调度等方面。

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