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墒情监测系统实施方案
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目 录
1 概述 ........................................................................................................................... 1 1.1 建设土壤墒情监测系统的必要性 .................................................................... 1 1.2系统建设任务 ..................................................................................................... 1 1.3系统建设目标 ..................................................................................................... 2 1.4系统设计依据 ..................................................................................................... 2 1.5系统设计原则 ..................................................................................................... 2 1.6 影响墒情变化的主要因素 ................................................................................ 3 1.7 墒情监测要素 .................................................................................................... 3 1.8 主要专业术语解释 ............................................................................................ 5 2 墒情自动化监测系统总体设计 ............................................................................... 6 2.1总体思路 .............................................................................................................. 6 2.2系统组成 .............................................................................................................. 6 2.3 系统功能 ............................................................................................................. 7 2.4 系统工作方式及数据流程 ................................................................................. 8 2.5 系统特点 ............................................................................................................. 9 3 墒情监测站网及站网布设 ....................................................................................... 9 3.1 墒情监测站网分类 ............................................................................................. 9 3.2 土壤墒情监测基本站点的设置 ....................................................................... 10 3.3 土壤含水量垂向测点的布设 ........................................................................... 11 4 墒情遥测站设计 ..................................................................................................... 12 4.1 设备构成 ........................................................................................................... 12 4.2 遥测站功能 ....................................................................................................... 12 4.3 土壤墒情监测点区域选建及选站原则和相关土建 ....................................... 13 4.4 仪器安装调试及数据校验 ............................................................................... 15 4.5 主要设备 ........................................................................................................... 16
4.5.1 墒情传感器 .............................................................................................. 16 4.5.2 数据采集终端 .......................................................................................... 17 5 墒情自动化监测系统通信设计 ............................................................................. 18
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5.1 公共交换网（PSTN） .................................................................................... 18 5.2 超短波信道 ...................................................................................................... 19 5.3 全球移动通信系统（GSM） .......................................................................... 20 5.4 GSM的通用无线分组业务（GPRS） ............................................................ 22 5.5 CDMA通讯网络 ............................................................................................... 23 5.6 基于GPRS/CDMA网络的组网解决方案 ...................................................... 24 6 监测中心站设计 ..................................................................................................... 28 6.1 中心站系统配置 ............................................................................................... 28
6.1.1 硬件配置 .................................................................................................. 28 6.1.2 软件配置 ................................................................................................ 30 6.2 墒情自动化监测应用软件设计 ....................................................................... 31
6.2.1 软件设计总体思想 .................................................................................. 31 6.2.2 软件设计原则 .......................................................................................... 31 6.2.3 软件体系结构 .......................................................................................... 32 6.3 中心站主要功能 ............................................................................................... 33 6.4 自动气象站的建设 ........................................................................................... 33
6.4.1 气象观测概述 .......................................................................................... 33 6.4.2 气象采集系统 .......................................................................................... 34 7 采集系统的可靠性 ................................................................................................. 37 7.1 电源管理 .......................................................................................................... 37 7.2 雷电防护 .......................................................................................................... 38 7.3 信道可靠性 ...................................................................................................... 39 8 系统安全 ................................................................................................................. 39 8.1 数据安全 .......................................................................................................... 39 8.2 系统安全 .......................................................................................................... 40 9 实施组织与培训 ..................................................................................................... 41 附录1 墒情监测点的勘查和土壤含水量的测定方法 .......................................... 43 附录2 墒情报送制度与报送方法 .......................................................................... 48
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1 概述
1.1 建设墒情监测系统的必要性
土壤墒情监测是水循环规律研究、农牧业灌溉、水资源合理利用及抗旱救灾基本信息收集的基础工作。
墒情监测负责收集旱作农业、牧业的墒情信息，收集农业和环境干旱的信息。为指导农牧业灌溉、分析干旱的形成及分布发展、抗旱救灾决策提供准确的信息，是水资源合理利用，水资源科学管理和抗旱救灾决策的最重要的基础工作。其最重要的要素是土壤含水量的监测！
我国是受干旱影响较为严重的国家，旱灾平均每两年就要出现一次，平均年受旱面积为2000万hm2以上，占我国气候灾害的59.3%，因此干旱缺水已成为制约国家农业和整个国民经济发展的重要因素。我国从上个世纪中叶就开始了土壤水份的监测，先后采用了烘干称重、中子水份计和TDR时域反射仪等方法，这些方法虽然可以实现土壤水份的测量，但均无法在野外、无人职守的状况下自动工作，更无法实现墒情数据的自动传输、处理和统计，无法适应当前的农业、抗旱决策以及城市绿化的现代化建设的需要，造成一种遇旱而抗的被动局面。为此，有必要建设墒情监测自动化系统，以保证我国经济的持续增长和社会稳定。
1.2 系统建设任务
根据国家墒情监测规和监测站实施方案和实时规程，整个墒情监测系统包括如下建设任务：测站选址、地理勘查、土建施工、设备采购、安装调试、软件开发等。
根据墒情监测工作需要，从系统集成角度考虑系统建设任务主要包括以下四方面容：
? 采集系统的建设：包括墒情及气象传感器的选型、率定、安装等； ? 通讯传输系统的建设:包括通信方式的确定，通信设备的选型，安装调试等； ? 监测应用软件系统的建设：完成软件的开发设计，实现系统集成；
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? 监测中心网络建设：包括中心站设备配置及其局域网的建设；
1.3 系统建设目标
? 通过墒情自动化监测系统的建设，采用先进的墒情监测仪器，实现无人值守
状况下的自动监测；
? 采用先进、可靠、稳定的通讯方式，实现墒情数据的自动传输； ? 通过中心监测软件的设计，实现数据的自动处理、统计、分析。
通过墒情自动化监测系统的建设准确地引导、组织农民进行农业结构调整和生产布局的宏观决策，为农技推广部门和农民适时采取补充灌溉及农田蓄水保墒措施，提高水资源利用效率和效益，为防早抗旱技术措施的应用等提供科学依据。
1.4 系统设计依据
设计的主要依据是：
《土壤墒情监测规》SL000-2005 《国家防汛指挥系统总体设计大纲》
《国家防汛指挥系统一期工程初步设计总报告》 《国家防汛指挥系统一期工程旱情分中心设计指导书》 《计算机软件开发规》GB8566。
1.5 系统设计原则
规性
系统建设中必须依据统一的规和标准，包括数据类型与存储格式，输入输出格式，用户界面设计等，标准应参照有关国际、国家和行业的标准与规，符合墒情监测和旱情信息管理系统工程的建设要求。 先进性
针对系统的具体需要，应综合利用遥测技术、网络技术、GIS技术、数据库技术及其他先进的软件技术与开发工具，来设计和开发系统。 可靠性
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土壤自动化监测系统
