《甘蔗种植气象自动观测站选址安装规范》

ICS07.060

CCSA47

□B45

广西壮族自治区地方标准

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甘蔗种植气象自动观测站选址安装规范

Specificationforsiteselectionandinstallationofautomaticmeteorologyobservation

stationforsugarcaneplanting

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

广西壮族自治区市场监督管理局发布

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目次

前言......................................................................................II

1范围.....................................................................................1

2规范性引用文件...........................................................................1

3术语和定义...............................................................................1

4站址选取要求.............................................................................2

5基础施工要求.............................................................................2

6仪器设施布设要求........................................................................2

7现场验收要求.............................................................................3

附录A（规范性）站址勘测评估...............................................................4

附录B（规范性）场地安装布局...............................................................5

附录C（规范性）仪器配置及布设.............................................................6

附录D（规范性）现场验收...................................................................7

参考文献...................................................................................8

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.*i,-1—

刖三

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

本文件由广西壮族自治区气象局提出并宣贯。

本文件由广西气象标准化技术委员会归口。

本文件起草单位：广西壮族自治区气象科学研究所。

本文件主要起草人：刘志平、韩清延、马瑞升、匡昭敏、孙明、陶伟、吴炫柯、王达、秦川。

II

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甘蔗种植气象自动观测站选址安装规范

1范围

本文件规定了甘蔗种植气象自动观测站站址选取、基础施工、仪器布设和现场验收的技术要求。

本文件适用于甘蔗种植气象自动观测站选址安装，香蕉、玉米、水稻等高杆、中杆、矮杆作物和果树

以及相应生态气象自动观测站选址安装等可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T31162-2014地面气象观测场（室）防雷技术规范

GB31221-2014气象探测环境保护规范地面气象观测站

GB/T35221-2017地面气象观测规范总则

GB/T35231-2017地面气象观测规范辐射

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

观测地段。bservationplot

定期进行生长状况观测的相对固定的田间样地。

3.2

甘蔗种植气象自动观测站automaticmeteorologicalobservationstationforsugarcane

planting

一种能自动观测、存储和传输甘蔗种植与气象信息的特种设备。

3.3

冠层温度canopytemperature

植被冠层的表面温度。

[QX/T381.1-2017,定义4.32]

3.4

株间气象仪plantsintervaImeteorologicalinstrument

观测作物冠层内部温湿度等微气象环境和作物生育及病虫害等微生物特征的仪器。

3.5

代表性representative

观测记录不仅要反映测点的气象状况，而且应能代表测点周围一定范围内的平均气象状况。

[GB/T35221-2017地面气象观测规范,定义3.4]

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3.6

地锚groundanchor

一种用钢管或钢筋混凝土等制成预制件埋入地下固定杆件的装置。

4站址选取要求

站址选取应遵循以下要求：

a）站址应远离近期和中长期规划建设用地；

b）站址应选择安全性较高观测环境和糖料蔗生产保护区内，如甘蔗规模化种植园区等；

c）站址与影响源距离应符合GB31221-2014中国家一般气象站的最小距离要求；

d）站址应选择通讯信号正常、稳定的地点；

e）站址一般定点位置选择在平行甘蔗种植行向且距离边界10m以上的垄间,优先定点位置选择在

南北向对称田块的东西向轴线的田域上；

f）观测地段应与当地的地形、土壤、管理水平和产量水平等基本一致；

g）观测地段附近应避免强反光物体存在和周边其他物体影子投射在观测区域；

h）土壤水分观测地段应保持土层一致性和避免选择易发生积水地块；

i）株间气象仪应安装在甘蔗长势中等略偏好、密闭度较高且代表性好的植被层内；

j）株间气象仪应选在可与主站通信的区域内；

k）相同气候区可根据甘蔗不同品种、种植方式和管理等差异设立若干个株间气象仪；

1）当观测地段不能满足甘蔗种植气象观测要求时，应及时迁站；

m）站址勘测评估表见附录A表A.1。

5基础施工要求

基础施工应遵循以下要求：

a）预埋件应按照施工图纸尺寸挖好基坑，搭建预埋件基础模型，水平放入基坑；

b）线缆管道应采用。50~75mm塑料套管，埋设深度应大于60cm,两头用堵头堵住，以防止机械压

坏、浸泡和虫咬；

c）采用直流供电的线缆长度应满足电压压降要求，采用交流供电需转换为直流，禁止交流电线直

接入地；

d）设备金属外壳和接闪器引下线应与接地装置可靠连接，通讯设备与供电设备应安装电涌保护器,

工频接地电阻应小于10Q,具体要求按照GB/T31162-2014执行，并应进行定期检测；

e）预埋件基础应用混凝土浇筑，地基表面高出土壤表面3~5cm,保养7天方可安装；

f）严格按照图纸要求施工，避免按经验施工；

g）观测站不应安装围栏；

h）场地安装布局参考见附录B图B.1。

6仪器设施布设要求

仪器设施布设应遵循以下要求：

a）雨量传感器、风向风速传感器安装位置应高于甘蔗冠层且在任意方向无物体遮挡；

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b）气温传感器、湿度传感器、雨量传感器、风向风速传感器、气压传感器、日照传感器安装参考

GB/T35221-2017结合观测站结构执行；

c）辐射传感器安装参考GB/T35231-2017结合观测站结构执行；

d）甘蔗冠层下方的裸温传感器应与最底层防辐射罩内的温度传感器等高；

e）红外温度传感器主测量区域应为甘蔗植被，安装应高于甘蔗冠层且感应面与垂直方向的夹角不

超过60度；

f）采用感应式仪器观测土壤水分时，必须使用专业土壤水分安装工具，地下套管开口应密封并保

持套管与土壤紧实；

g）照相机或摄像机在主立柱安装位置应高于甘蔗冠层、方向顺着种植行向、角度30~60度倾角；

h）照相机或摄像机在株间杆件安装位置应位于甘蔗冠层内、方向顺着种植行向、角度0~60度仰角

且应不定期清理蔗叶等遮挡物；

i）太阳能供电板安装主方位朝南，感光面不能被遮挡，相连的蓄电池机箱优先埋至地底；

j）株间气象仪杆件应固定地锚，并保持杆件基本垂直；

k）所有信号线应采用屏蔽电缆并封装管道内，电缆的屏蔽层应两端接地，并保持所有观测仪器应

在设备顶端接闪器保护范围内；

1）甘蔗种植气象自动观测站仪器配置及布设技术要求见附录C表C.1。

7现场验收要求

现场验收应遵循以下要求：

a）检查主站和株间气象仪是否规范命名；

b）检查观测站基本参数和站址地理背景信息是否录入、正确；

c）检查预埋件和所有传感器安装是否规范；

d）检查防雷安装是否符合要求；

e）检查主站传感器和配套设施的配置是否一致；

f）检查传感器、采集器、通讯模块和配套设施运行是否正常；

g）检查观测要素的数据是否正常、是否与观测梯度对应、是否存在缺测现象；

h）检查未通过项目应经整改后达到要求，现场验收表见附录D表D.1。

3

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附录A

（资料性）

站址勘测评估

表A.1给出了甘蔗种植气象自动观测站站址勘测评估见表。

表A.1甘蔗种植气象自动观测站选址勘测评估表

站名经纬度海拔

地^止主管单位

联系人联系电话

勘测项目要点概述备注

观测环境口规模化园区口农户田块口试验站口其它

用地规划年限口>15年□[5,15]年口〈5年

距村庄：口〉？。。））！□其它m

周边环境距铁路：LIAlOOm□其它_____m

现场距公路和大型水体：口>50m口其它—

环境地形口平地口坡地（坡度一度）□其它______

耕作方式口机械口人工□机械人工混合

灌溉方式□滴灌口漫灌口无灌溉

每亩平均产量□>7吨口(6,7]吨口[5,6]吨□<5吨

土壤类型口砂质土口黏质土口壤土□其它______

设备结构口一体式□分体式（株间数量个）

主站安装位置□田间口田境□其它______

播种方向□南北向口东西向口其它

设备供电模式口交流口直流

部署数据获取方式□远程下载口本地同步

通讯方式口无线口有线口本地存储

网络覆盖类型□5G040Q3GOGPRS□其它

口光纤（口静态IP地址口动态IP地址）

网络速度□V<150kb/s口150WV〈200kb/s

□V>200kb/s

株间与主站间距□>lkm□[0.5,l]km□<0.5km

场地电子地图

环境图

拟安装位置以安装位置为中心点，全景图和四个分向图

环境图

拟场地安装布局示意图

布局示意图

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附录B

（资料性）

场地安装布局

图B.1给出了甘蔗种植气象自动观测站场地安装布局。

图B.1甘蔗种植气象自动观测站场地安装布局参考图

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附录C

（资料性）

仪器配置及布设

表C.1给出了甘蔗种植气象自动观测站仪器配置及布设技术要求。

表C.1甘蔗种植气象自动观测站仪器配置及布设技术要求表

序仪器要求允许误差基准部位配置选项

号范围

1温湿度传感器高度30>60>150、300cm±5cm感应部分中部必备

2裸温度传感器高度30>600cm±5cm感应部分中部可选

3雨量传感器高度600cm<3cm口缘必备

4风向风速传感器高度600cm±5°风杯风标中心必备

5气压传感器高度120cm±2cm感应部分中部可选

6日照传感器高度600cm±0.5°底座南北线可选

7土壤温度传感器深度10、20、30、40、50cm±3cm感应部分中心必备

8土壤水分传感器深度10、20、30、40、50cm/感应部分中心必备

9红外温度传感器高度600cm、角度0-60°±10cm支架安装面可选

10总辐射传感器高度600cm±10cm支架安装面可选

11光合有效辐射传感器高度600cm±10cm支架安装面可选

12气象六要素一体传感器高度600cm±10cm支架安装面可选

13照相机高度580cm、角度30~60°土10cm支架安装面二选一

14摄像机高度580cm、角度0~60°±10cm支架安装面

15二氧化碳传感器高度150-600cm/支架安装面可选

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附录D

（资料性）

现场验收

表D.1给出了甘蔗种植气象自动观测站现场验收见表。

表D.1甘蔗种植气象自动观测站现场验收表

站％站号站址

经纬度海拔验收日期

验收口通过

验收人意见口不通过（原因：）

□温度传感器口湿度传感器口雨量传感器

传感器口风向风速传感器口气象六要素一体传感器口气压传感器

主站立柱

配置和运行口总辐射传感器口光合有效辐射传感器口日照传感器

横臂

□红外温度传感器口二氧化碳传感器口裸温传感器

（配置且正□摄像机口照相机口其它传感器

常运行V）

主站立柱

（配置且故

旁边口土壤温度传感器口土壤水分传感器口其它传感器

障X）

（未配置一）株间口上层温湿度传感器口中间温湿度传感器口裸温传感器

杆件口下层温湿度传感器口摄像机□其它传感器

验收内容（V）分项验收意见（J）

预埋件安装□规范口不规范口通过口不通过

防雷安装□规范口不规范口通过□不通过

传感器安装口规范口不规范口通过口不通过

设备

主采集器口正常口不正常

安装采集器运行

分采集器口正常口不正常

和运

主站通讯模块□正常口不正常

行通讯模块运行

株间通讯模块□正常口不正常口通过

主站太阳能板输出电压口正常口不正常口不通过

株间太阳能板输出电压□正常口不正常

配套设施运行

蓄电池输出电压口正常口不正常

株间电池电压口正常口不正常

数据接收处理软件口正常口不正常

软件运行

软件数据展示软件口正常口不正常口通过

监控设备运行口正常口不正常□不通过

设备监控

观测数据□正常口不正常

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参考文献

[1]GB/T33703-2017自动气象站观测规范

[2]QX/T361-2016农业气象观测规范玉米

[3]国家气象局.农业气象观测规范[M].北京：气象出版社，1993

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广西地方标准《甘蔗种植气象自动观测选址安装规范》编制说明

一、工作简况

1任务来源

本标准是《广西壮族自治区质量技术监督局关于下达2019年第四批广西地方标准制定项目计划的

通知》(桂市质监函(2019)2016号)下达的广西地方标准制定项目计划，项目编号为2019-0437,项

目起止年限为2020年1月至2021年12月。

2起草单位

本标准起草单位为：广西壮族自治区气象科学研究所。

3主要起草人及其所做的工作

本标准主要起草人为：刘志平、韩清延、马瑞升、匡昭敏、孙明、陶伟、吴炫柯、王达、秦川。所

做工作见表1。

表1标准起草人及分工

姓名工作单位分工

刘志平广西区气象科学研究所主持人

韩清延南宁市第一中学资料整理、参与编写

马瑞升广西区气象科学研究所资料整理、参与编写

匡昭敏广西区气象科学研究所技术顾问

孙明广西区气象科学研究所资料整理、参与编写

陶伟广西区气象技术装备中心资料整理、参与编写

吴炫柯柳州市农业气象试验站资料整理、参与编写

王达扶绥县气象局资料整理

秦川广西气候中心资料整理

4、主要工作过程

(1)2020年1-2月：标准项目立项，签订项目合同，组成项目编制组，确定编制组负责人，编写工

作大纲，并报经自治区气象局审定。

(2)2020年3月-2021年5月：编制组按照审定后的编写工作大纲，细化编写工作方案，开展调查研

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究，组织起草标准初稿。同时，将编写好的规范初稿实际应用于甘蔗种植自动气象观测站选址和安装,

检验规范的实用性和全面性。

(3)2021年6-7月，根据规范实际使用情况和同行专家意见，对规范内容进行调整和优化，形成标

准征求意见稿，报送区气象局审定。

(4)2021年8-,拟对征求意见稿进行公开征求意见。

二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据

1、标准编制原则

本标准的编制遵循科学性、可操作性和实用性原则。

(1)科学性

本标准充分借鉴和参考了国家标准、行业标准和“农业气象自动观测站建设”相关管理规定，使

该标准具有科学性。

(2)可操作性

起草组充分调研，收集和整理了广西多种类型农业气象自动观测站、甘蔗种植气象自动观测站中选

址安装的成功经验以及遇到的常见问题和解决办法，征求了申报单位、申报技术支持单位、评审专家的

广泛意见，最后经过认真总结和修改，编制形成适合“甘茂种植气象自动观测站选址安装”的技术标准，

是一个可用于业务运行的标准，具有可操作性。

(3)实用性

本标准起草组具有多年甘蔗种植气象自动观测技术研究、应用和建设的工作经验，主导建设了50

余套各类农业气象自动观测站，并且一直在从事甘蔗气象业务服务的相关工作，具有坚实的工作基础。

在标准编制过程中对于各种技术要求均通过了充分的调研，并经过多年农业气象自动观测站建设和观测

资料应用的经验总结得出，适用于甘蔗种植气象自动观测站选址安装工作，实用性强。

2、标准主要内容

本标准的主要内容包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、站址选取、基础施工、仪器布设、

现场验收和附录8个部分。

3、标准主要依据

本标准编写的主要技术依据有：《GB/T1.1—2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规

则》、《GB/T33703-2017自动气象站观测规范》、《GB/T31162-2014地面气象观测场(室)防雷技

术规范》、《GB31221-2014气象探测环境保护规范地面气象观测站》、《GB/T35221-2017地面气象

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观测规范总则》、《GB/T35231-2017地面气象观测规范辐射》、《桂气减函[2014]20号“自治区气

象局应急与减灾处关于做好2014年农田小气候观测站建设工作的通知”中附件2“2014年广西农田小气

候监测站建设技术要求”》、《桂气减函[2015]17号”应急与减灾处观测与网络处关于做好2015年农

田小气候观测站建设工作的通知”中附件2“2015年广西农田小气候监测站建设技术要求”》、《桂气

减函[2018]20号“应急与减灾处观测与网络处关于做好2018年农田小气候观测站建设工作的通知”中

附件2“2018年广西农田小气候监测站建设技术要求”、附件3“农田小气候观测站选址报告表”和附件

4"农业气象自动观测技术要求（试行）”》等规范和文件。

三、主要试验（或验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效果

2006年，广西开始生态与农业气象自动观测站试验研究，至2019年基本实现甘蔗种植气象常态化

自动观测，初步搭建起广西甘蔗种植气象自动观测站网。

根据甘蔗种植气象自动观测站选址和安装的技术要求，在实地调研和查阅资料基础上，收集和整

理了多种观测站类型、不同年份的选址和安装等技术资料，通过对相关资料的处理、分析和总结，并结

合起草组积累的多年甘蔗种植气象自动观测研究和观测站建设经验,提出了甘蔗种植气象自动观测站选

址和安装中必须包含的内容和技术要求。通过实际开展甘蔗种植气象自动观测站选址和安装，对初步拟

定的甘蔗种植气象自动观测站安装规范进行了验证，并根据实际安装效果和观测数据表现，对规范的内

容进行了修改和调整。

1、资料收集和分析

收集了多种甘蔗种植气象自动观测站选址和安装技术资料，以及其它相关作物的农业气象自动观测

站选址和安装技术资料，整理了站址选取和仪器布设两方面内容，分析了其中存在的主要问题。

1.1站址选取

甘蔗种植气象自动观测站选址由于缺乏科学和适用的规范性文件，导致频繁出现以下问题：

（1）站址选取时没有充分考虑近期和中长期拟用地规划，当用地发生变化时导致观测无法持续，

造成观测中断，见图1所示。

II

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图1观测站用地发生变化

(2)站址选取时没有充分考虑观测地点的安全性，导致设备被盗，见图2所示。

图2观测站机箱内设备被盗

(3)站址没有位于田间，导致观测代表性较差，见图3。

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图3站址位于公路旁

(4)选址位于厂房内，下垫面是水泥地，选址代表性差，观测数据被严重影响，见图4所示。

图4站址位于厂房内

(5)观测站安装有围栏，影响观测数据的准确性，见图5所示。

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图5观测站安装围栏

(6)观测站观测对象不稳定，造成观测站荒废或观测资料中断，见图6所示。

图6观测站观测对象不稳定

(7)站址距村庄太近，影响观测数据的准确性，见图7所示。

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图7站址靠近村庄

(8)站址定点是时没有考虑作物生长带来的变化，影响了观测数据的准确性，见图8所示。

图8柑橘树变高大影响雨量观测

L2仪器安装

在调研中发现，由于甘蔗种植气象自动观测站观测要素传感器架设不规范，导致一些观测站部

分数据代表性较差甚至无法使用，有些观测站还出现了严重安全隐患。

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(1)传感器架设高度和基准面较随意，导致观测数据代表性较差；立柱结构散乱，导致设备安

全和人员维护风险较高，见图9所示。

图9观测站设备随意架设

(2)交流电直接接入地下且没有安全防护措施，导致严重安全隐患，见图10所示。

图10农电入地且未防护

(3)土壤水分仪安装没有使用专门安装工具，导致土壤严重开裂，观测数据出现错误，见图

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11所示。

图11土壤水分仪周边土壤开裂

(4)土壤水分仪套管堵漏不严进入水汽，导致设备损坏。见图12所示。

图12土壤水分仪进入水汽

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(5)株间气象仪太阳能板被遮挡，导致供电故障。见图13所示。

图13株间气象仪太阳能板被遮挡

(6)土壤水分仪和主采集箱线缆裸露被虫鼠咬断，导致观测数据中断，见图14T5所示。

图14土壤水分仪线缆裸露被虫鼠咬断

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图15采集箱信号线缆被虫咬断

2、技术要求依据

本标准是在总结广西现有各种农业气象自动观测站选址安装的经验和教训基础上，针对甘蔗种植气

象自动观测的特殊性，参考地面气象观测技术标准，提出了甘蔗种植气象自动观测站选址安装的内容和

技术要求。

甘蔗种植气象自动观测站立足地面气象观测体系的设计高度，要求主站具有加密气象观测场的功能,

所测气象要素可用于天气预报、气候分析和农业气象业务等领域。株间气象仪协同主站观测植被内部的

微观气象环境，为病虫害、生物产量等提供全面、立体、精准的观测资料。根据甘蔗种植环境复杂、甘

蔗主要生育期特征变化大等特点，从观测资料的连续性、稳定性、可靠性等要求出发，对甘蔗种植气象

自动观测站建设有重要影响的站址选取、基础施工、仪器设施布设和现场验收四个方面的技术要求进行

了规范化。

(1)站址选取要求

甘蔗种植气象自动观测站配备摄像机、蓄电池、太阳能板等较贵重设备和设施，为了保障设备设施

安全，选址时尽可能选择甘蔗规模化种植园区等安全性较高的观测环境。为了保证观测站资料的代表性，

站址观测地段应与当地的地形、土壤、管理水平和产量水平等基本一致。为了保证观测资料的连续性、

稳定性和可靠性，站址应保持观测地段较长期稳定，与较大影响源距离应满足国家一般气象站的最小距

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离要求，同时避免强反光物体影响观测区域；此外，土壤水分观测地段应避免易发生积水或浸泡。为减

少观测站安装和维护对观测环境、机械作业等农事活动的影响，以及保证甘蔗图像拍摄有效范围最大化

且减少图像中立柱阴影等无效信息，站址一般定点位置选择在平行甘蔗种植行向且距离边界10m以上的

垄间，优先定点位置选择在甘蔗田块东西向对称的南北向中轴线的田境上。株间气象仪主要作用是观测

主站无法观测的甘蔗冠层内部的微观气象环境，其选址在甘蔗长势相对偏好且密闭度较高的植被区，是

因为此区域的甘蔗植被处于封行状态、空气对流很弱的气象环境，植被内外的空气温度和湿度差异很大，

微气象环境对病虫害、灾害和生物产量等影响很大，是株间气象仪最有价值也是重点观测区域。

(2)基础施工要求

甘蔗种植气象自动观测站基础施工包括预埋件基础及配套管道铺设、供电和网络通信、防雷工程等

配套设施。为了防止发生触电事故，禁止交流电直接入地，采用交流电供电需转换为直流，同时供电线

路应满足电压压降要求。为了保证预埋件基础处于水平，需按照预埋件图纸挖坑并搭建基础模型，避免

按经验施工。根据线缆数量适当选择直径较大套管，便于穿线和维护；同时根据甘蔗机械农事作业影响

的土层深度，管道埋设深度应大于50cm;此外穿线后应堵住套管两端，防止腐蚀、浸泡、虫咬和机械压

坏。防雷工程施工要求参考GB/T31162-2014执行。为减少影响观测环境，一般不应安装围栏。

(3)仪器设施布设要求

甘蔗种植