便携式无线农业气象远程监测系统在农业气象监测领域的应用分析

托普仪器——致力于中国农业仪器的发展便携式无线农业气象远程监测系统在农业气象监测领域的应用分析天气和气候是影响全球农业生产的显著因子。无论是天气的季节变化还是其区域变化都对农作物产量的潜力产生直接影响(世界主要产粮区和气候特征报告,1997)。因此时刻关注农业气象的变化变得尤为重要，正是基于这种需求，托普仪器研发了BNL-GPRS型便携式无线农业气象远程监测系统，为农业气象的简单测量带来了福音。目前，尽管人们通过使用新的农业技术，高产种子，有计划地使用肥料、除草剂、杀菌剂来提高农作物产量，但天气仍然是影响农作物收成的主要影响因子。从播种到收获，降水、温度、日照时数和风等气象因子对农作物的产量和质量都有重要影响。有关研究指出，农作物产量的波动和天气变化之间有很强的相关关系。比如，象棉花这样的喜热作物在生长的早期遇霜冻或持续太久的阴雨天气将很难存活。有些作物对水的依赖比较明显，如要获得稳定的收成，春小麦至少需要350－400毫米的雨量。如果遇上干旱年份，这些依赖水的农作物的产量将受严重影响。一方面，土壤需要为庄稼提供足够的水份以抵销叶面蒸腾失去的水份，另一方面，过量的降水也会严重影响粮食的产量和质量。如果过量降水和异常高温遇到一起，其对作物的影响更为严重。事实上，温度是谷类作物生长期中最重要的气候影响因子。以美国为例，在谷类作物授粉、灌浆期，温度超过35°C的每一天,每英亩都要减产1.5蒲式耳。如果土壤中含有足够的水份，高温天气对谷类作物的影响要小一些。但是，即使是短期的干旱也足以使得土壤水份大大减少。在谷类未成熟的时候遇上低于0°C的低温天气，由于霜冻导致叶子的损失将延缓作物的生长，最终也会造成减产。我国是农业大国，气象部门历来重视农业气象工作。围绕气象为农服务需求，我国已逐步建立起国家一省一地(市)一县四级农业气象业务体系，并在长期的农业防灾减灾、农事生产管理等服务中发挥着重要作用。随着农业科学技术的飞速发展，我国农业已进入了一个以高产、优质、高效、生态、安全为发展方向的新阶段，农业对气象服务提出了更高的要求，迫切需要农业气象为现代农业的发展提供时效更快、内容更多、水平更高、针对性更强的服务产品。因此，获取高精度、高密度、多要素、连续稳定的农业气象观测信息势在必行。然而，当前的农业气象观测技术、手段、时效、内容以及观测站点密度等远不能满足现代农业气象业务和服务发展的需求，主要表现在以下几个方面：农业气象观测站点代表性不足，由于远距离大田观测存在交通条件等困难，农业气象观测站点基本在城市附近，观测地段的选择受到很大的空间限制，直接影响着农业气象观测样区的代表性；农业气象观测自动化程度低，目前农业气象观测仍以人工和手工方式为主，如人工取土测墒，劳动强度大，费时费力，基层台站工作困难；农业气象观测精度有限，可比性不强，由于观测人员的专业素质、熟练程度、观测习惯和责任心等不同，造成观测精度差别较大，如作物发育期、密度、托普仪器——致力于中国农业仪器的发展苗情长势等观测在取样、判断、量化等环节不可避免地受到观测人员主观因素的影响；观测时效性不能满足业务需求，现有土壤水分每旬只有1---2次观测，发育期观测由于需要人工观测，不能实时连续动态进行，有时还错过观测的最佳时间，病虫害及各类气象灾害的田间实况资料不能实时获得等；农田小气候观测未能真正用于业务服务和科研中，农田小气候资料与气象站的观测资料有一定的差异，可反映农田内的真实气象环境及灾害发生情况，由于各种原因，多年来未制定统一的观测标准，也未投入到农业气象业务服务中。因此，当前以目测或简单器测、手工记录和报表寄送、纸质存档等为主的农业气象观测业务与现代气象业务体系建设要求相差甚远，亟需提高其自动化观测能力。与国外相比，我国的农业气象观测业务具有一定特色，如观测业务较为规范，观测站网布局较为合理，观测内容和观测项目较为丰富，在国家粮食安全保障中发挥着重要作用。但我国农业气象观测手段和观测方法发展缓慢，技术较为落后；荷兰、以色列、美国、德国等国家在农业气象观测领域虽没有十分完整的观测项目和观测布局，但其农田小气候等观测技术和观测设备比我国先进，已基本实现自动化观测。因此开展农业气象自动化观测研究，发展我国的农业气象自动化观测业务十分必要。随着农业科技的发展，农业气象监测技术变得越来月发达。气象监测已经不像以前那样麻烦，就如托普仪器研发的便携式无线农业气象远程监测系统就可以方便的监测农业气象的一些参数。便携式无线农业气象远程监测系统由浙江托普仪器研发而成。便携式无线农业气象远程监测系统是集传感技术、数据处理技术、图像成型技术为一体的高科技产品。产品主要型号是BNL-GPRS系列，广泛应用于农林业，指导农业、林业的生产。托普仪器——致力于中国农业仪器的发展农业气象要素狭义的是指与农业生产有关的气象要素（表）。广义的还可包括农业生产身的一些特征。农业气象平行观测中所有的观测项目以及农业气象问题触及到的参数，如发育期、种植密度、植株高度、产量等都是农业气象要素。观测和研究农业气象要素时间、空间的变化规律以及它们之间的关系是农业气象学的基本任务之一。常见农业气象要素：光：日照时数、太阳光谱、光照度、光饱和点、光补偿点温：气温、地温、水温、农业生物体温（时温、家畜体温）、积温水：空气温度、降水量、水面蒸发、土壤湿度、土壤有效水含量、农田耗水量、土壤水势、土壤蒸发、蒸腾气：风向、风速、CO2浓度、CO2饱和点和CO2补偿点其它，云天状况、雾、霜、露、冰冻、积雪等。正是基于这种需求便携式无线农业气象远程监测系统主要有以下技术特性：测定指标参数测定指标参数温度范围：-40℃～80℃精度：±0.4℃分辨率：0.1℃CO2范围：0-2000PPM精度：±1%分辨率：1PPM（如要5000PPM或以上范围，订货前通知）托普仪器——致力于中国农业仪器的发展湿度范围：0～100%RH精度：±3%RH分辨率：1%RH土壤温度范围：-20℃-100℃精度：±0.5℃分辨率：0.1℃；光照强度范围：0-200000Lux精度：±2%分辨率：1Lux土壤水分范围：0-100%精度：绝对误差≤2%分辨率：0.1%光合有效辐射范围：1-2,700µmolm-2s-1（400-700nm）精度：±1%分辨率：1µmolm-2s-1PHPH范围:pH：0～14pHPH精度:0.1风向风速范围：风速0-45m/s,,风向0-359度精度：风速±（0.3+0.3V）m/s,风向±1度土壤盐分（电导）范围:0.00-19.99Ms/cm温度补偿：0-50℃精度:±2%分辨率:0.01mS/cm雨量范围：0.1～4mm/min精度:±0.4mm分辨率：0.1mm气压（选配）范围：300-1100mBar精度：±1mBar随着科技的发展，越来越多的气象方法会应用到农业气象的监测中，像便携式无线农业气象远程监测系统这种便捷的监测系统也会走入更多农业工作者的生活中，协助他们共同打造现代农业，帮助农民致富。