基于最小二乘二次曲线的土壤水分数据质量控制系统设计

为满足新时期抗旱工作的需要,河南省气象局自2009年开始布设自动土壤水分观测站,截至2010年年底在作物地段安装127部,在固定地段安装11部,自动土壤水分观测站网覆盖了全省120多个县区,形成了土壤水分与干旱监测网络.为确保自动土壤水分观测数据可靠,根据土壤水分数据采集基本原理,在分析大量土壤水分历史数据、确定土壤水分数据规律的基础上,基于最小二乘二次曲线的差值判断等算法,设计了土壤水分数据质量控制系统.系统可自动对水分数据进行判断,从而实现了实时的土壤水分数据质量控制,提高了土壤水分数据的可信度.     

自动土壤水分观测站业务化检验分析

土壤水分监测对农业生产和科学研究都具有重要意义,自动土壤水分观测数据得到了广泛应用,实现了土壤水分的自动监测。通过对天津新建DZN3型自动土壤水分观测站业务化检验过程进行介绍,分析了自动观测数据的到报率和土壤常数的测定,并对人工与自动观测数据做了详细的对比分析,通过两个实例分析了对比检验的方法,确定了能够业务化运行的自动土壤水分观测站,分析了站点未通过检验的原因,并对重新进行业务化检验的站点和日常维护提出了建议,介绍的方法为今后开展相关业务化检验奠定了基础。     

济阳自动与人工土壤水分观测数据对比分析

采用对比差值和相关系数分析等方法,利用济阳2010年2月23日至2010年12月8日期间,DZNl型自动土壤水分观测站与同地段人工观测的土壤相对湿度资料进行统计分析,结果表明：人工观测的数据反映的土壤水分变化波动较大,自动站观测的土壤水分相对平缓。在0～20cm土层一致性表现好,40～50cm土层表现较差。0～10cm,10～20cm,20～30cm土层和70～80cm,90～100cm土层人工观测值高于自动站测值,30～40cm,40～50cm,50～60cm土层人工观测值低于自动站测值。分析结果为评估DZNl型自动土壤水分观测仪的监测提供客观依据。     

黑龙江省土壤水分自动观测站运行监控平台功能简介

1引言黑龙江省从2010年开始陆续建成土壤水分站62个,站点位于全省多个地市县,观测站多处于农田和大地等场所,设备容易受到自然环境和人为因素的影响,造成土壤水分自动观测站精密部件的老化或损毁。土壤水分自动观测是新的项目,设备还处于试运行阶段,出现的故障率较     

烘干称重法测定土壤水分取样误差分析

利用2007年河南省30个农业气象基本观测站每旬的土壤水分测定记录,对不同地段、不同土壤层次的取样误差进行了初步分析,结果表明:固定地段土壤水分样本的年平均相对误差为5.32%,比作物地段高0.38%;固定地段和作物地段满足相对误差＜50%的取样比例分别为61.50%和66.20%;不同地段0-50 cm相对误差随土壤深度增加均呈先减小后增大的趋势,郑州和南阳两个测站50-100 cm水分测定值较为稳定,误差随深度波动不大.     

自动土壤水分站搬迁的分析

利用武鸣自动土壤水分站站址迁移后,其土壤体积含水量的人工对比测量值与土壤体积含水量自动站观测数据通过对比分析,结合对武鸣自动土壤水分站站址搬迁的选址的分析研究,找出2017年武鸣土壤水分观测站未通过检验而无法投入业务使用的原因。分析结果对自动土壤水分站站址的选址起到一定的借鉴作用,为其他需迁移或新建土壤水分站的部门提供参考。     

松原市土壤墒情监测及干旱预报模型方法研究

基于自动土壤水分观测站数据建立本地土壤水分变化模型,通过人工取土烘干法观测的实际土壤湿度数值对自动土壤水分观测站数据进行修正和校订,再由修正过的自动土壤水分观测站数据作为当日的初始湿度,通过天气预报中无降水日数或降水日期及雨量大小做出未来一段时间内的失墒或增墒的模型,再通过不同的气象条件对增、失墒进行相关订正,做出相应的土壤墒情的预报,最后根据土壤墒情预报结果对照本地的土壤干旱量级指标,从而随时做出快速准确的本地旱情预报,为各级领导组织指挥农业生产、开展人影作业、指导农民进行田间管理等活动提供及时可靠的决策依据。本文通过此模型对2012年松原地区夏季干旱情况进行预报,再通过实际土壤墒情实况进行对比,预报结果基本正确。由于人工测值有一定随机性,所以人工观测值与自动站观测数据的对比只能做为参考而不可能完全吻合。但从长期数据应用情况来看,基于土壤自动水分观测站的土壤墒情监测及干旱预报模型方便稳定,反应水分变化趋势更有连续性。     

土壤水分自动观测站故障诊断与处理方法

土壤水分自动观测站故障直接影响到对土壤墒情的分析和应用。通过对土壤水分自动观测站故障诊断及故障排除的实例,整理出故障处理思路、方法和建议,并根据对多次故障的分析与排除的经验,总结出典型的故障类型和解决方法,如:通讯模块的检测方法、采集器数据的读取方法、传感器的标定方法等等,以便更有效、更准确的进行故障诊断分析和故障排除。     

自动土壤水分观测站建设现状及资料分析

介绍了农业气象自动土壤水分观测站的建设、自动站与人工观测数据对比、资料上传等情况，对存在的问题进行了分析，指出问题之所在，提出采取的措施及整改办法。     

DZN3型自动土壤水分观测仪及维护维修

介绍DZN3型自动土壤水分观测仪的结构及工作原理,分析了钦州自动土壤水分观测仪安装及运行过程中出现的问题,提出自动土壤水分观测仪的维护及维修方法,供气象业务人员参考.     

河南省县级综合气象业务平台的建设及应用

河南省气象局组织开发的以标准化、规范化、统一数据环境和信息网络为支撑,集气象综合观测、气象预警预报、公共气象服务、农业气象服务、一键式发布和业务管理为一体的"河南省县级综合气象业务平台",为县级综合气象业务的开展提供集约高效的工作平台,为加快基层气象业务现代化建设、全面推进县级气象机构综合改革提供坚实的支撑。平台采用集约化的数据环境和B/S架构,利用跨平台的Java语言开发,采用开源框架结构设计,平台的运维在省级信息中心,减轻了基层业务人员的运维工作量。     

安徽省土壤水分监测预测系统

基于农业气象业务需求,研发安徽省土壤水分监测预测服务系统,可为防汛抗旱决策服务提供技术支持。该文首先建立人工取土、自动土壤水分观测站等不同渠道土壤水分监测资料的实时传输与处理系统,再利用不同季节资料建立土壤墒情统计预测模型,然后对Surfer 8.0和线柱图控件进行二次开发,实现不同季节和不同土层的土壤墒情监测预测结果表格化、图形化动态显示与输出。该研究建立的土壤旱涝监测预测系统实现了从土壤水分原始监测数据到标准化土壤水分综合数据库、再从监测预测初级产品到动态及图形化显示的服务产品的四级数据文件转化及业务逻辑流程,系统业务实用性和转化力强,该系统已成功应用于安徽省农业旱涝预报预警业务服务。     

河南省气象观测数据综合服务平台的设计与实现

概述了河南省气象观测数据综合服务平台整合、集约的设计原则及总体框架,介绍了平台的数据收集、质量控制、站网管理和平台展示等主要功能及SqlServer存储视图、SOA架构、Android定位、WebGIS及等值线等关键技术的实现。该平台以用户为中心,坚持集约、统一、智能、易扩展、易维护的原则,采用分层架构进行科学设计和布局,分四个层次、五类用户对整个平台进行开发。气象部门、外部门共享数据业务人员均可通过河南省气象观测数据服务平台获取需要的数据,提高了业务人员的工作效率。该系统业务化后,实现了自动气象站、区域站、土壤墒情、雷达回波、卫星云图等实时观测资料及外部门(环保、水利)数据在全省实时共享,充分发挥了这些数据的效益,促进了河南省气象信息化能力进一步提升。同时,气象业务人员及外部门决策用户可随时通过手机APP获取气象数据,为各级政府防灾减灾科学决策提供参考。     

甘肃省地面气象测报业务查询与演示系统

介绍了甘肃省地面气象测报业务查询与演示系统的设计思想、特点及功能。该系统为地面气象测报业务人员提供了一个业务技术规定快速查询平台。     

基于B/S架构的气象科技管理信息系统

根据气象科技管理工作的实际需要,综合运用软件工程的观点、方法分析了气象科技管理信息系统的需求,完成了系统功能模块设计、逻辑设计,开发基于B/S(Browser/Server)模式、运用JAVA、JSP(Java Server Page)、JFree Chart、POI等技术实现的气象科技管理信息系统(简称HNMSTMIS),实现了气象科技信息资源的共享和气象科技管理业务的网络运行,具有网上在线申报、成果评分、信息检索、统计分析、上传下载、图表显示等功能,建成了精简、高效的网上管理运作模式和气象科技工作流程管理平台。该系统不仅在内部实现了信息共享和业务网络化管理,而且通过Web实现与外界的信息交换,为各类用户迅速提供了全面、准确的信息服务,具有完善的服务功能、较强的实用性和可操作性。该系统已在河南省气象科技管理工作中应用,并已推广到云南省气象局等部门,取得了较明显的社会和经济效益。     

自动土壤水分观测资料应用误差分析

根据从国家气象信息中心实时资料数据库读取的自动土壤水分监测资料,对比同日人工测定的土壤相对湿度数据,发现白天各时次自动监测数据与人工监测数据之间均存在15%左右的差异。具体针对监测仪器自身的结构特点以及中国气象局的业务要求,从两种监测方法自身的监测地段代表性、数据测量和换算、监测土层深度、监测时间、土壤水分常数测算、土壤结构变化等多种角度分析数据间存在差异的原因;认为多种可以估算的差异"叠加"在一起时,对比差异最大可能达到20%左右,加上其他误差因素的影响,实际应用中出现15%左右的差异是可以解释的;选择较长序列的站点实测资料进行了数据差异的实况分析。结合业务中常用的墒情等级判断指标,分析数据差异对客观判断构成的数据干扰和数据损失。建议直接利用体积含水量进行业务应用分析,探究全新的自动土壤水分监测数据应用方法,在具体应用中建立相应的指标体系或指标模型,充分发挥自动土壤水分监测的优势。     

江苏省自动土壤水分观测与人工观测对比分析及应用

利用2010年江苏省20个土壤水分站的自动站与人工观测资料,分析了自动站与人工观测的对比差值、相关系数和各自的方差等.结果表明:人工观测值平均高于自动站观测值,两者在浅层的平均差值最小,相关性最好.随着土壤深度的加深,人工与自动观测对比差值增大,相关性减小,在出现强降水时尤为明显.在有效降水较少时,各层人工观测方差均明显大于自动站观测.自动站观测方差在浅层为最大,随深度的加深而明显降低,因为受降水影响很小,而表现比较稳定.人工观测却受降水影响相对较大,方差平均值在各层表现波动均较大,在较深层波动更明显.最后通过多元线性回归方法,以六合站为例初步建立了土壤干旱预报模型并检验其预报能力.     

四川气象高性能计算机及模式运行监控系统应用实践

为了保障西南区域数值预报业务模式的稳定运行,四川省气象局基于分布式监控技术,建设了四川气象高性能计算机及模式运行监控系统。该系统主要包含两个子系统:省局高性能计算机性能监视子系统以及SWC-WARMS数值预报模式自动化监视管理子系统。前者监视承载模式运行的高性能计算机,保证其为模式提供可靠计算环境;后者管理数值模式本身,两个子系统相辅相成,从模式计算环境到模式本身的业务运行都提供了有力技术支撑。     

FY-3A/MERSI数据在山东省农田干旱监测中的应用

干旱是影响社会发展和农业生产的主要气象灾害之一。利用中国新一代极轨气象卫星FY-3A上搭载的250 m中分辨率光谱成像仪(MERSI)数据,基于垂直干旱指数(PDI),结合山东省旱情统计数据,建立了适合山东省的PDI干旱指数分级标准,在此基础上对山东省2010~2011年秋冬季的干旱状况进行了监测,并将监测结果与同期的降水、温度和干旱监测资料以及19个国家级农气站的土壤相对湿度资料进行对比分析。结果表明:基于FY-3A/MERSI 250 m分辨率卫星资料计算的PDI能够客观反映山东省旱情的空间分布和动态发展过程。PDI与对应实地观测的10 cm、20 cm土壤相对湿度之间有较好的负相关性,且20 cm的土壤相对湿度较10 cm的土壤相对湿度与PDI的相关关系更稳定。因此,利用FY-3A/MERSI卫星资料监测山东省干旱状况具有可行性,适于在干旱监测业务中推广应用。     

冬小麦主要生育阶段水分指标的生态分析

作物水分指标是进行干旱气候分析的基础，也是农业上合理用水的依据。本文从试验资料出发，对水分-生理生态关系进行了模拟，运用数学方法和最优分割理论确定了冬小麦主要生育阶段适宜的水分指标和干旱指标。在此基础上，就相对蒸散与叶面积系数和土壤湿度的关系进行了分析，并用Penman公式加以生态订正，确定出冬小麦耗水量指标。