土壤墒情监测系统解决方案

托普云农——致力于中国农业信息化的发展！土壤墒情监测系统解决方案随着全球气候变化加剧，我国旱灾频发重发，干旱缺水问题日益突出。为做好土壤墒情监测工作，应对旱灾威胁，促进农业发展方式转变和农业可持续发展，特制定本方案。一、总体要求各级农业部门要进一步强化土壤墒情监测，大力推进监测站（点）建设，建立健全国家、省、县三级墒情监测网络体系，扩大覆盖土壤墒情监测规模和范围。要充分利用现代监测和信息设备，全面提升监测效率和服务能力。逐步完善主要农作物墒情评价指标体系，实现墒情评价规范化和科学化。强化现代高新技术应用，提高墒情监测的时效性、针对性和科学性，为指导农业生产、防灾减灾、领导决策提供依据。土壤墒情监测要以服务农业生产为宗旨，以土壤和作物为对象，统筹规划、合理布局，覆盖全国粮食主产区和干旱易发区。通过采用自动化、信息化、网络化等现代高新技术手段，突出土壤墒情监测关键技术环节，实现定点、定期监测。分析汇总土壤墒情数据，评价作物需水情况，及时提出应对措施建议。建立墒情定期会商和报告制度，提高时效性和结果表达的可视化程度。二、基本原则（一）代表性。土壤墒情监测站（点）要充分考虑区域内主导作物、气候条件、灌排条件、土壤类型等因素合理布局，确保监测数据具有代表性。（二）及时性。土壤墒情监测要做到及时、快速、准确，出现旱涝灾情，应加大监测频率，旱涝灾情不迟报、不漏报；关键农时季节，应及时汇总相关信息，重大农事活动前有信息；日常监测工作，坚持定期采样，快速分析、及时汇总、按时上报。

（三）规范性。建立土壤墒情监测工作制度和责任制度，做到工作人员相对固定，设施设备配置齐全，监测工作制度化和规范化，确保监测数据可靠、调查内容详实、评价结论科学。按时上报。

（四）规范性。建立土壤墒情监测工作制度和责任制度，做到工作人员相对固定，设施设备配置齐全，监测工作制度化和规范化，确保监测数据可靠、调查内容详实、评价结论科学。三、重点工作

（一）监测点布设

选择区域范围内代表性强，当地政府重视，土肥水工作基础好，技术力量强，能够长期坚持的县承担土壤墒情监测工作。

以县为基本单元，根据气候类型、地形地貌、作物布局、灌排条件、土壤类型、生产水平等因素，选择有代表性的农田，平均每10万亩耕地设立1个农田监测点（每个县不少于5个）。

农田监测点应设立在作物集中连片、种植模式相对一致的地块。采用统一编号，设立标志牌。开展基本情况调查，内容主要包括地理位置、气候条件、土壤类型、种植制度、灌排条件、地力等级、产量水平等；测定不同层次土壤质地、容重、田间持水量等指标；拍摄景观照片，建立监测点档案。二）数据采集

1、监测指标。一般按0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～100cm四个层次监测土壤含水量，其中，0～20cm、20～40cm为必测层。播种出苗期时，加测0～10cm土层。特殊作物根据其需水特性和根系分布深度确定监测层次和深度。同时调查观测气象、作物表象、干土层厚度、田面开裂、灌溉、农事操作等相关数据。水田淹水时监测淹水深度、排水状况等。

2、采集方法。固定监测：埋设固定式自动监测设备，传感器分别埋入土层深度10cm、30cm、50cm、80cm处进行监测，采用无线通讯方式将监测数据实时上传到“全国土壤墒情监测系统”，并做好定期校正和维护保养。流动监测：配备便携式监测仪器和交通工具，在监测点地块，以GPS仪定位点为中心，长方形地块采用“S”法，近似正方形田块采用“X”法或棋盘形采样法确定5个以上数据采集点进行监测，求平均值。

3、采集时间。每月10日、25日进行调查监测，在关键农时季节和发生旱涝灾情时，加大重点作物、重点区域监测频率和密度。

事措施等调查数据于当天录入“全国土壤墒情监测系统”。固定自动监测和流动自动监测土壤含水量数据采用无线通讯方式实时上传到“全国土壤墒情监测系统”，非自动监测应在采样日2天内录入“全国土壤墒情监测系统”。烘干法测定的土壤含水量须转化为体积含水量。

2、墒情会商。在关键农时季节或发生重大旱涝灾情时，应组织有关专家开展墒情会商。根据监测结果、农业生产、天气变化和水源设施等情况，对墒情进行综合会商判断，提出相关对策措施建议。

3、报告编写。各级土壤墒情监测单位按监测类型区和主导作物进行数据归类、汇总、分析和评价，按照统一格式撰写墒情监测简报。内容包括：作物生长情况、土壤水分状况和墒情等级、天气状况、同比、环比墒情变化趋势及预测、对策措施建议以及相关图表等。如果监测区域内发生旱涝等灾害，还应包括不同耕地类型受害程度和面积、可能造成的损失和补救措施等。墒情报告应由专业技术人员编写，并由单位技术负责人或具有高级职称的技术人员审核签批。（六）成果应用

1、信息发布。县级墒情监测信息以简报形式上报当地农业行政部门和县级主管领导。省级土肥部门要汇总全省墒情监测信息上报省级农业行政部门和省级主管领导。我部将及时分析各地墒情监测情况，以《农技信息》、《种植业快报》和《农业部信息》等形式编报信息。同时，各地墒情简报应在监测日2天内上传中国节水农业信息网，并通过报刊、杂志、网络、手机短信、电视台、电台、明白纸等多种方式公开发布。

2、示范展示。每个监测县至少设立2个墒情监测高效节水示范区，与农民习惯模式进行对比，验证监测结果，展示节水成效，引导农民积极采用墒情监测信息，采取有效措施，应用高效节水技术，做好防灾减灾，保障农业生产健康发展。

3、效益评价。总结、评价墒情监测取得的效益，主要包括：墒情监测和技术指导覆盖的农作物种类和面积；高效节水面积，减少灌溉、排水次数，节约水量、人工、能耗等，水资源利用率和水分生产力提高情况；因墒改种、早种、晚种所减少的种子、肥料、农药等损失和增产增收效益；实行结构调整所带来的效益；提早采取抗旱排涝减灾措施挽回损失等情况。

四、主要措施

（一）统一思想认识。近年来，我国气候不确定性显著增加，旱涝灾害呈现频发、重发和突发的趋势，干旱缺水对农业生产的威胁越来越大。抓好土壤墒情监测，及时采取应对措施，缓解和减轻旱涝灾害威胁，对保障国家粮食安全意义重大。各级农业部门要充分认识墒情监测工作的重要意义，进一步增强紧迫感和责任感，积极争取将墒情监测列入地方财政预算，建立健全监测网络体系，保障土壤墒情监测工作顺利展开。

（二）加快网络体系建设。积极整合相关项目资金，按照“五统一”（统一设计、统一设备、统一方法、统一要求和统一管理）的要求，加快建立国家、省、县三级墒情监测网络体系，扩大覆盖范围。充分利用现代自动化、信息化技术，改进监测技术方法，推进数据自动采集、信息无线传输和结果可视化表达，全面提升监测效率和服务能力。

（三）建立健全工作制度。制定工作计划和管理制度，严格布点、监测、汇总、分析、评价等工作程序，提高监测质量，按时上传数据和发布墒情信息。定期检修仪器设备，按要求进行维护、保养和校正。推行绩效管理，逐步实现墒情监测工作规范化、标准化和程序化。

（四）培养专业技术队伍。加强人才队伍建设，每县配备2名以上具有相关专业知识的技术人员，专人负责墒情监测工作，保持相对稳定，确保工作开展的连续性。开展多层次、多形式的技术培训，提升监测人员业务水平，保证工作质量。（五）加强指导服务。及时发布墒情信息，提出对策措施，为各级党委政府决策提供技术支撑。采用广播、电视、报刊、杂志、网络、手机短信等多种形式，向广大农民和社会公众提供墒情信息服务，指导节水农业技术推广，提高农业用水生产力。同时，要组织开展监测方法、监测技术集成研发和应用示范，强化现代高新技术应用，提高墒情监测的时效性、针对性和科学性。

五、今年重点工作安排

各级农业部门要制定工作方案，精心组织，强化责任，明确任务，确保土壤墒情监测工作顺利开展。各土壤墒情监测站（点）每月10日和25日定期开展墒情监测，在农作物播种期、关键生育期及旱涝灾害发生期，增加监测频率。各级地方农业部门要建立定期报告制度，及时将墒情信息发到“中国节水农业信息网”上，数据按时上传到“全国土壤墒情监测系统”。我部今年开展土壤墒情监测重点工作安排如下：

1月份，编制全国墒情监测工作方案。

2月—3月，开展土壤墒情监测技术培训。

3月—4月，汇总、会商春耕春管期间土壤墒情，发布信息。

5月—7月，汇总、会商夏收夏种期间土壤墒情，发布信息。

8月，开展监督检查与技术指导。

9月—11月，汇总、会商秋冬种期间土壤墒情，发布信息。

12月，总结全年土壤墒情监测工作。

TZS-GPRS-I土壤墒情监测系统又可称为墒情与旱情信息管理系统，土壤墒情与旱情管理系统，无线墒情与旱情管理系统，土壤墒情实时监测系统。该系统拥有自己的数据平台（数据无须上传至国家系统）及监测网络，数据可直接发送到管理者的服务器，下级所有被管理站点均可查看。该土壤墒情与旱情监测系统用户可以根据需要选择网络GPRS模式或短信GSM模式两种通讯方式传输。TZS-GPRS-I与TZS-GPRS的区别在于：TZS-GPRS-I是自有网络平台，即不上传到国家墒情监测网，自己有一套墒情监测网络，数据直接发送到管理者的服务器，下级所有被管理站点均可查看。托普云农土壤墒情监测系统其他选配的气象要素：

空气温度、空气相对湿度、太阳辐射、风向、风速、降水量、大气压力、光照度、露点、直接辐射、日照、光合有效辐射、紫外辐射、蒸发、二氧化碳等传感器。托普云农土壤墒情监测系统功能特点主机及传输部分：1.主机实时显示采集数据，可设置数据存储和发送时间间隔。2.模块化设计，传感器可通过主机菜单进行任意配置，总共可接16种类型传感器，每种传感器可接16路，超过16路的可通过菜单设置进行增加。3.用户可以根据需要选择网络GPRS模式或短信GSM模式两种通讯方式传输。4.数据可以上传到自己指定的电脑也可以上传到总服务器，可切换，无影响。5.可根据需求选配GPS功能：通过GPS可知道设备及数据采集点具体的地理位置（经度，纬度）。托普云农土壤墒情监测系统数据查看模式：可根据自己的需要选择，有网络提取，电话及短信提取，U盘提取等四种模式。1、网络提取：可利用GPRS传输模式将数据传输至网络中，用户可通过任何一台可上网的电脑查看数据或曲线图，曲线和数据都可下载到本地电脑中进行存储和分析。2.手机查看：安卓系统手机下载APP后无论身在何处，只要能上网均可查看事实数据。托普云农土壤墒情监测系统管理云平台功能1．自带管理云平台，无论身在何处，可随时随地通过电脑网页在线查看历史数据和实时数据。也可以随时随地通过智能手机查看历史和实时数据。2．显示每种参数过程曲线趋势，最大值、最小值、平均值显示查看，放大、缩小功能。3．数据可通过GPRS方式上传至管理云平台。平台内数据可下载，分析，打印。4．用户可为设备配置传感器报警条件，预置若干常用的农作物的报警配置。5．平台支持设备数据存储，提供足够容量可永久保存。6．平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，且数据可导出与导入。7．数据评价：可以设置最低最高超限值，可自动进行数据预警分析。8．软件可在线升级。托普云农土壤墒情监测系统供电部分：利用太阳能转换成电能将电充入蓄电池，无论有阳光还是阴天都可不间断发送数据，特别适合在野外长期工作。托普云农土壤墒情监测系统标准配置远程传输系统一套，室外支架一套，太阳能系统一套，土壤墒情传感器四只，土壤温度传感器四只，GSM卡一张（需开通GPRS功能）托普云农土壤墒情监测系统标准配置的传感器要素：

气象要素

测量范围

分辨率

准确度土壤墒情(四层)

0～100％

0.1％

±3％土壤温度(四层)

-40～100℃

0.1℃

±0.5℃壤墒情监测系统观测的故障及解决技巧

我国的土壤墒情观测从土壤水分物理特性测定到正式业务运行,总体情况较好,但部分台站也存在不少问题。长期从事该项工作,应用土壤墒情监测系统在观测操作中曾遇到许多问题。通过认真学习规范、仔细分析研究问题、咨询台站类似问题的处理方法以及不断处理出现的新问题,积累了一些好的经验和方法。现从以下几个个方面进行讨论,希望在土壤墒情监测系统操作中对工作人员有所帮助。

4个重复的点要按规范规定分别在4个小区中确定,取完土壤墒情监测系统所需样品土完毕后应作上标记,为下一次取土确定下钻地点提供参考。取土中遇到较大石子应取出,不能作为土样放入盛土盒中,若石子太多影响土样代表性,应重新选择下钻地点。取土量要在40~60g之间,不能少,也不能太多。

通过纵向和横向比较法预审、校对土壤墒情监测系统的观测记录。纵向比较就是配合降雨情况和土壤水分蒸发状况由浅入深逐层分析各个层次重量含水率,看其变化是否具有连续性,若某个重复的某层或几层的重量含水率值偏大或偏小,应配合降水大小和时间以及水分蒸发状况来分析。

应用土壤墒情监测系统的检测和记录之后，需要撰写土壤墒情监测报告,首先要熟知土壤相对湿度与干旱的划分标准,其次要对过去和未来的天气进行深入研究分析,不了解天气的变化情况写出的土壤墒情监测报告没有应用价值,因为不知道天气的变化趋势,就不知道未来的干旱趋势。所以要根据测点的土壤墒情监测系统的数据和干旱实况以及未来的天气演变情况来写撰写土壤墒情监测报告。其他土壤仪器：土壤养分速测仪、便携式无线墒情综合监测仪、土壤酸度计、土壤水分测定仪、土壤水分、温度、盐分三参数速测仪、土壤水势测定仪、土壤容重测定