土壤水分监测传感器的分类与应用

通过调研,收集了国内外主流的土壤水分监测仪器资料,分析了仪器测量原理、主要性能和技术参数,进行了类型划分,根据《土壤墒情监测规范》的要求和墒情监测系统建设需求,在类比分析的基础上,提出了适合国内实际情况的土壤水分自动化监测仪器的产品型式,为国内墒情自动测报系统仪器的选型提供参考依据。     

地下水位监测仪器质量检测技术研究与应用

为解决目前地下水位监测仪器性能、可靠性、稳定性参差不齐,产品应用的实际情况与标称的技术指标差异较大的问题,开展地下水位监测仪器质量检测技术研究与应用,对地下水位监测仪器进行实验室检测和模拟野外比测的测试与分析,达到掌握国内外地下水位监测仪器产品的水位测量准确度、稳定性、环境适应性、固态存储、数据传输和其他性能指标,以及野外实际应用条件下稳定性、可靠性的目的,通过研究不仅能够建立严格的市场准入制度,还可遴选出市场上真正优质的生产厂家及仪器,为国家地下水监测工程项目的监测仪器选型工作提供参考依据及技术支撑。     

自动墒情监测站数据误差成因及解决方法探讨

自动墒情监测站数据时效性好,但与人工墒情监测数据相比误差较大,各省在旱情分析评价中仍以人工墒情监测数据为主,造成自动墒情监测站数据利用率低。通过分析自动墒情监测站误差成因,提出减小自动墒情监测站环境和人工墒情监测等误差的方法,找出自动墒情监测站数据的系统偏差并进行修正,可在实际工作中有效提高自动墒情监测站数据精度和可靠性,达到可直接应用于旱情分析评价的目的。     

“衡邵干旱走廊”土壤墒情自动监测系统研究

旱灾是湖南省各类自然灾害中最主要的自然灾害之一,基于湖南省抗旱体系不完善,旱情信息来源少、监测技术手段落后等问题,确定以湖南省常年旱情较为严重的"衡邵干旱走廊"为典型研究区域,对土壤墒情自动监测系统进行研究。在研究过程中,采用现代数据采集技术,成功解决土壤墒情信息的自动采集、传输、存储和处理等关键技术问题。在土壤水分传感器性能综合比选、墒情站设计和实施方面积累宝贵经验,为今后抗旱减灾工作提供技术指导。     

基于光电复合传感器的重金属原位监测系统嵌入式软件设计

针对水环境重金属监测仪器,设计了一种智能化嵌入式软件。该仪器采用光电复合传感器芯片,包括微阵列电化学传感器和光电位寻址传感器。仪器设计了可靠稳定的通信机制与上位机进行人机交互,仪器具有智能化自检功能,能够及时反馈传感器的故障信息。在检测过程中具有自动量程功能,能够最大发挥硬件优势,同时具有误差补偿和电路异常的检测机制。仪器具有高稳定性、自动化检测的特点,并完成了在野外无人值守的条件下的检测任务。     

基于光电复合传感器的重金属监测系统嵌入式软件设计?

针对水环境重金属监测仪器,设计了一种智能化嵌入式软件。该仪器采用光电复合传感器芯片,包括微阵列电化学传感器和光电位寻址传感器。仪器设计了可靠稳定的通信机制与上位机进行人机交互,仪器具有智能化自检功能,能够及时反馈传感器的故障信息。在检测过程中具有自动量程功能,能够最大发挥硬件优势,同时具有误差补偿和电路异常的检测机制。仪器具有高稳定性、自动化检测的特点,并完成了在野外无人值守条件下的检测任务。     

基于嵌入式NT结构的环境监测仪器

嵌人式NT以多任务处理能力强、稳定性高和丰富的系统资源，能较好地满足现代工业对检测仪器的功能要求。以在线水质监测仪器为例，阐述了嵌人式NT的性能和特点。     

植被指数-地表温度特征空间研究及其在旱情监测中的应用

植被指数-地表温度特征空间已被应用于多方面的研究。本文从区域旱情监测的角度分析了该特征空间的生态学内涵，指出地表温度是地表蒸散的函数，推导出了温度蒸散旱情指数（TEDI）的计算方法。利用NOAA数据，以河北省南部平原为研究区域，分别计算出了温度植被旱情指数（TVDI）与温度蒸散旱情指数（TEDI），通过地面实测土壤相对湿度指数（SHI）验证，结果表明温度蒸散旱情指数（TEDI）可以更准确地反映下垫面的土壤墒情状况。     

新型步进电机式大坝变形自动监测仪器

步进电机式变形监测仪器具有可靠性高、原理直观、适用范围大等优点,在我国的大坝安全监测领域中得到了广泛的应用。但此类仪器目前还存在测量精度低、长导线干扰难以克服等技术难题。介绍了新型步进电机式变形监测仪器的工作原理,由于引入独特的结构设计和采用先进的电子测量技术,仪器的精度提高到0.1mm,较大程度地提升了仪器的技术水平和实用性。     

地下水水位水温自动监测仪的设计

针对当前国内外地下水监测技术的发展现状,研制了一种新型水位水温自动监测仪器.该仪器具有集成度高、智能化、小型化的特点.详细介绍了监测仪器的硬件设计、软件的编写,并采取多项措施来提高监测仪器精度和稳定性.运行一年的野外试验表明,自动监测仪运行状况良好.该仪器有望成为适合我国国情的、理想的地下水自动监测设备,能更好地服务于野外地下水监测方面的工作,从而为地下水监测提供先进的技术手段.     

重庆市墒情分析评价预测系统的设计与实现

结合重庆市墒情、水雨情等自动监测系统,考虑主要作物种类、分布区域、播种面积、耕作制度、生育期间各生长发育指标,以及不同区域、深度的田间持水量,对已建立土壤墒情监测点的地区,采用土壤相对湿度评估农业墒情;对于尚未建立墒情监测站但已建立雨量监测站点的雨养农业区,采用降水量距平法或连续无雨日数法,进行墒情分析评价,用衰减系数法预测墒情的变化趋势。采用B/S开发模式,利用Flex通过天地图在线服务进行地图显示,采取IIS发布模式,基于Web Services的数据服务模式,设计一套基于Web GIS的墒情监测分析评价预测系统,通过相关评价指标反映农林作物土壤的干旱情况,并能结合天气情况预测未来墒情数据,为安排农业用水提供技术支撑,减少干旱灾害损失。     

麦田土壤水分NOAA/AVHRR遥感监测方法研究

本文立足于河南省农业遥感业务服务实际,在系统研究麦田土壤水分NOAA/AVHRR遥感监测理论、模型、资料处理、指标及应用技术的基础上,针对这一领域中存在的问题,在GIS技术的支持下,重点探讨了不同土壤质地和风速对遥感干旱监测的影响、用遥感表层土壤水分耦合深层土壤水分的方法与模型、用单时相遥感资料反演土壤水分的方法等,并最终建立了河南省冬小麦干旱遥感监测应用服务系统。     

环境减灾卫星数据在旱灾预警监测中的应用

环境减灾卫星星座具有宽覆盖和快速重访的能力,尤其适合旱灾等大范围灾害监测的要求。基于权重叠加法的区域旱灾风险评估方法,综合考虑致灾因子、孕灾环境及承灾体等指标,获得的旱灾风险等级分布图可以应用于旱灾风险预警。光谱维-温度旱灾指数产品综合考虑了土壤水分变化、地表蒸散变化、植被绿度变化、植株水分变化4方面内容,可有效应用于旱灾监测中。针对2010年初中国西南地区特大旱灾,利用环境减灾卫星数据采用上述方法开展了旱灾风险评估和监测,并采用民政部国家减灾中心收集的地方政府上报灾情数据对风险评估和监测结果进行了验证,结果表明:监测结果与实报灾情相符,结果具有较高的精度。风险评估和监测结果仍需进一步改进,以满足自然灾害救助应急预案仿真与模拟的精度需求。     

基于PSD的大坝变形监测仪关键技术研究

为解决现有大坝变形监测仪器可靠性不高等问题,基于半导体位置传感器PSD,以静力水准仪为例,在优化设计电路的基础上,设计新型变形监测仪器系统。通过系统一致性、稳定性和温度适应性实验,分析监测仪器的测量精度、温度适应性和测量时间3个关键技术指标:测量精度高达0.002 mm,温度稳定性达到0.001 mm,测量时间短到1 s。实验证明,PSD式新型监测仪器优于现有的变形监测仪器。     

基于MODIS数据的农业干旱监测方法对比分析

利用2004年4月～6月上旬的MODIS影像数据,结合实测的土壤墒情数据,对比不同深度及不同拟合方式下土壤湿度的估算精度。另外,分别选用植被供水指数(VSWI)、基于EVI的植被供水指数(E-VSWI)、归一化多波段干旱指数(NMDI)与对应的土壤湿度数据进行回归分析,并在此基础上利用最优指数实现研究区土壤湿度的估算及旱情监测。结果表明:在华北平原中部地区冬小麦生长季节,利用MODIS数据进行土壤湿度估算的最佳深度是10cm;最佳拟合方式是线性拟合方式;植被供水指数(VSWI)在研究区整个时间序列具有最好的稳定性,可为今后大区域作物生长期的干旱监测提供一个简单方法。     

多举措保障丹江口库区水质自动监测数据真、准、全

为确保丹江口库区水质自动监测站数据的真、准、全,在数据采集及传输方面,规范采样要求及数据传输标准,完善关键参数及流程日志信息的上传;在人员管理方面,数据审核员须通过主管部门组织的技术培训和考核,具备数据综合分析、质量管理等相关能力;在数据审核流程方面,对监测数据进行严格的审核流程设计,水站监测数据实施平台在线审核,审核全过程各环节均记录留痕;在质控管理方面,水站构建贯穿水站运行全过程的多级质控措施（包括日质控、周质控、月质控、盲样考核）和多维度质控体系;在数据连续性方面,根据不同停运条件,及时完成手工补测工作;同时,参照全国已建立的监测技术指标体系,为保障监测数据的真实准确提供技术依据。通过以上相关措施,能够确保自动监测数据真实、准确、完整。     

温度植被旱情指数在吉林省干旱监测中的应用

遥感技术在干旱监测中具有其他技术不可替代的优势。利用2005年8~9月的MODIS产品,获取逐日地表温度数据和逐日植被指数数据,建立了LST\|NDVI特征空间,根据此特征空间建模,计算得出温度植被干旱指数作为表征干旱的监测指标,并结合2005年土壤湿度数据对该指标进行定量验证。在此基础上利用ArcGIS软件分析了2005年8~9月吉林省干旱时空分布特征。结果表明：吉林省干旱总体分布趋势从东南到西北呈现出湿润到正常-轻旱-中旱-重旱的变化规律,体现出吉林省旱情的多样性和复杂性,8月19日、8月25日、9月8日正常和轻旱分布区域面积所占总区域面积比例分别为26.84%和59.53%、41.31%和41.73%、40.40%和32.83%,9月中旬轻旱和中旱分布最广,其比例分别为38.27%和36.26%;重旱和中旱分布区主要位于白城和松原市,轻旱区主要分布在长春、四平和辽源市,正常分布区集中在吉林、通化和白山市境内,湿润分布区主要分布在延边市。     

基于多源信息融合的土壤含水量估算

遥感信息在大面积土壤水分监测中具有不可替代的优势。通过对试验区域的气象数据、土壤类型数据、土壤和水体的光谱特征曲线、多时相遥感影像数据等进行预处理,提取图像信息和属性数据,并对土地利用类型和植被覆盖度进行划分。基于土壤的光谱响应机制建立像元反射光谱信息分解模型,以此计算出该区域土壤容积含水率。结果表明该方法对于低植被区的监测精度较高(理论精度89.78%),可作为土壤水分监测预警的依据。     

基于“两台一库”的云南省抗旱业务应用系统设计与实现

为了积极应对云南省近年来频发的各种抗旱应急事件，促进云南省经济和社会的和谐发展，提升云南省抗旱工作的现代化水平，开发建设云南省抗旱业务系统。该系统是云南省防汛抗旱指挥系统的重要组成部分，基于“两台一库”技术架构，应用 WebGIS 技术，采用 B/S 结构搭建系统。从系统建设原则、总体构架和具体功能等方面介绍云南省抗旱业务应用系统，重点讨论系统业务功能设计与实现方法。通过该系统的建设， 提升云南省旱情信息监视、分析、预测、评估能力，提高云南省干旱灾害信息分析处理的时效性和准确性，实现云南省抗旱工作的数据采集自动化、分析预测智能化、运行管理规范化、调度决策科学化，为云南省抗旱业务管理工作提供全方位和高效率的技术支撑，对云南省抗旱减灾工作有重要意义，同时也为加快推进云南省智慧水利现代化建设提供积极、可行的经验。