三峡库区水土流失与面源污染自动监测系统

针对三峡库区水土流失与面源污染面积广、强度大、监测设施落后、数据实时传输困难等问题,研发了集光电探测技术、无障碍数据信息(影像)交互传输系统、水土流失与面源污染评价预报模型为一体的自动监测系统,为三峡库区水土流失与面源污染模型评价和及时预警预报提供技术支撑。对该系统的目标、结构等做了详细介绍。     

基于窄带物联网的养殖塘水质监测系统研制

为了促进水产养殖信息化的发展,更加准确、便捷地对水产养殖塘进行监测,该文研发了一种基于窄带物联网(narrow band Internet of Things,NB-IoT)技术的养殖塘水质监测系统,实现了对多传感器节点信息(温度、pH值、溶解氧等环境参数)的远程采集和数据存储功能,以及对养殖塘的智能控制和集中管理。系统利用STM32L151C8单片机和传感器终端实时采集温度、pH值、溶解氧等水质信息,通过NB-IoT技术实现数据汇总和远距离传输至IoT电信云平台,Keil工具实现NB无线通信模组数据格式的设计以及数据的发送,Java用于开发访问云平台、控制底层设备和本地数据处理的后台监测应用,其既能够发送HTTP请求对云平台数据进行监测,也可以向底层控制模块下发命令,控制增氧机等设备的启动和关闭。试验结果表明:该系统可实时获取温度、pH值、溶解氧等水质参数信息,温度控制精度保持在?0.12℃,平均相对误差为0.15%,溶解氧控制精度保持在?0.55mg/L以内,平均相对误差为2.48%,pH值控制精度保持在?0.09,平均相对误差为0.21%。系统整体运行稳定,数据传输实时、准确,能够满足实际生产需要,为进一步水质调节和水产养殖生产管理提供了有力的数据和技术支持。     

辽河流域水质变化趋势及其影响机制研究

辽河流域是我国及辽宁省重要的建材、机械、化工、畜牧业和粮食生产基地,工农业发达,需水量大。通过实时监测,掌握辽河干流段水质与水环境,事关该区域居民身体健康、经济发展和生态平衡,意义重大。根据2014年1月至2019年12月辽河福德店水质自动站监测数据,分析了近6 a年高锰酸盐指数、氨氮、总有机碳以及浊度、溶解氧、水温、电导率、pH值等指标的变化趋势。通过对比2017年1月至2018年12月高锰酸盐指数、溶解氧和氨氮指标的人工监测数据,将自动监测系统的水质变化预警响应机制,利用综合水质标识指数法进行了初步探究。结果表明:辽河流域福德店断面的各项监测指标波动幅度呈减小趋势,2014-2019年间水质状况较好;高锰酸盐指数、溶解氧、氨氮等3项指标的两种方式监测结果相对偏差较大,主要原因为监测方法所致;两种方式的单因子水质评价结果保持了较好的一致性,依据响应机制自动监测系统,能够较准确地反映辽河福德店断面的水质变化情况,可为保护辽河流域生态环境和城市供水安全提供科学依据。     

基于森林火险指数的森林火险实时预警系统

利用森林火险指数仪进行森林火险实时监测,以ArcGIS Engine10作为开发平台、以SQL server 2005作为数据库设计开发了森林火险实时预警系统。系统构建包括森林火险指数仪的选址、火险指数和火险等级计算及专题图制作、信息发布。系统能以简明的电子地图和二维表,直观显示火险指数、火险等级的监测结果及其空间分布特征。以四川仁寿为例,展示了森林火险预警功能的实现过程和效果。结果表明,预警系统能够对森林火险进行实时监测与及时预警,有利于对森林火灾进行合理预防。     

光谱技术在水产养殖水质监测中的应用进展及趋势

水产养殖的水质是关乎水产养殖经济效益和水产品品质的关键因素,与传统的水质检测方法相比,光谱技术具有无创性、快速性、可重复性、准确性等优点,已成为水质监测的重要发展方向。该文总结和整理现有国内外研究文献,对基于光谱技术的水质重要参数监测、数据预处理方法、特征波段提取、预测模型算法进行了系统的分析与讨论。综述结果表明,实时在线的水产养殖水质监测将成为重点研究方向;多源光谱融合、多参数的水产养殖水质监测将会成为新的发展方向;对于光谱数据的处理,将多种数据处理算法相结合,仍将占据主导;而非线性建模将成为水产养殖水质数据分析的主流方法非线性数据建模,将成为光谱技术应用于水产养殖水质监测的主流建模发方法。     

河南省淤地坝安全自动化监测系统设计与应用

[目的] 设计淤地坝安全自动化监测系统，实现淤地坝监测数据的实时传输与预警，提升河南省淤地坝安全管理能力。[方法] 选取5座典型淤地坝作为试点，进行淤地坝安全自动化监测系统的设计、施工、安装和试运行，初步建立了淤地坝安全预报模型。[结果] 监测系统实现了淤地坝雨量、水位、渗压、变形和位移、应力、视频等监测数据的自动化采集和安全隐患预测预警，提升了淤地坝安全监控能力。[结论] 系统运行后有助于增强河南省全省的淤地坝系统安全管理，为黄土高原地区淤地坝汛期安全运行提供一种全新的信息化管理模式。     

水源水质在线监测预警系统的建设及运用研究

水源水质在线预警系统的建设,包括在线仪器的选择、预警参数的选择、水源水质变化规律以及在线监测预警系统在运行过程中所需要注意的问题等。根据繁育试运行和比对分析的结果表明,水源水质在线监测预警系统可以快速准确地反映水质的短期变化,这对于水厂的现代化管理具有深远的意义。     

基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统开发与试验

为解决目前水产养殖水质自动监测系统存在布线困难、灵活性差和成本高等问题,该文构建了基于无线传感器网络的水产养殖水质监测系统。该系统的传感器节点负责水质数据采集功能,并通过无线传感器网络将数据发送给汇聚节点,汇聚节点通过RS232串口将数据传送给监测中心。传感器节点的处理器模块采用MSP430F149单片机,无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,传感器模块以PHG-96FS型pH复合电极和DOG-96DS型溶解氧电极为感知元件,电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5V。设计了传感器输出信号的调理电路,将测量电极输出的微弱信号放大,满足A/D转换的要求。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。对系统的性能进行了测试,网络平均丢包率为0.77%,pH值、温度和溶解氧的平均相对误差分别为1.40%、0.27%和1.69%,满足水产养殖水质监测的应用要求,并可对大范围水域实现水质环境参数的实时监测。     

西北干旱监测预警评估业务系统开发与应用

利用VS 2005,SQL2005,Surfer 8.0等工具开发建成了"西北区域干旱监测预警评估业务系统",该系统为西北区首个区域性的干旱监测预警评估业务系统.该系统为B/S架构的网络化软件,业务用户可以通过网络操作获得西北各省区丰富的气象干旱、农业干旱、生态干旱等数据信息.该系统实现了对干旱监测、预警、评估等业务工作的支持,能够进行标准化降水指数,相对湿润度指数,综合干旱指数,彭曼蒸散,作物水分亏缺度,水资源评估,干旱灾情评估等50多种指标模型的自动计算,可为大气、农业、生态等领域的干旱监测预警评估提供丰富的图形、表格和文本等数据信息.该系统集成度高,运行过程基本为自动处理.目前该系统已经在西北区域的干旱监测预警评估业务中运行,并为西北区域和各省干旱监测预警业务提供了有力支持.     

生猪养殖业污水排放智慧监管系统的设计与实现

为了对生猪养殖业污水的治理过程进行监控和违规排污预警,该文提出了养殖污水实时监管策略,设计并实现了生猪养殖污水治理智慧监管系统。该系统通过信息采集模块收集养殖污水排放的实时数据,实现养殖污水实时数据监测、预警分析等功能。其中集中治理的监管是根据安装在槽罐车上的GPS数据和污水集中处理厂的信息,判断污水是否被运送到指定地点排放;工业治理的监管是采用模糊推理理论,以监管因子的浓度偏差及偏差变化率为输入量,相应的污水预警等级作为输出量,对监管因子进行模糊化及逻辑推理,建立相应的模糊监管子系统,生成工业治理监管规则及策略;针对生态治理的监管,构建了相应的监管策略和Ecological数学模型,该模型以监管策略为依据,对实时数据进行定性与定量分析预测,实现对偷排漏排、满溢等违规排污现象的判断。试验结果表明,系统预警准确度为96.17%,平均误差时间为33.22 s,违规排污量平均值为15.77 L,能够满足养殖污水排放监管要求,对提高监管效率具有重要意义。     

输变电工程水土保持在线监测系统关键技术研究

[目的]研发一套集数据采集、存储、分析等功能的输变电工程水土保持在线监测系统,以提高水土保持监测工作质量和效率。[方法]以影响水土流失的气象因子(包含雨量、温度、湿度、风速、风向等)与土壤含水量作为研究对象,选择符合技术要求的传感器,将传统的水土保持监测设备与最新测试技术、计算机技术和通信技术相结合,初步集成研发了水土保持在线监测系统关键技术。[结果]经现场试运行验证,系统关键技术测试数据误差率小于5%,精确度和可靠性较高。系统运行状态稳定,软件用户界面操作简单且功能完善,采集和处理数据具有直观、准确、实时的优点。[结论]研制的输变电工程水土保持在线监测系统关键技术具有良好的稳定性和精确度,满足技术要求,可应用于输变电工程水土流失监测实践工作中。     

地理信息系统在水质预警中的应用

为了能在一定范围内对水质进行预警 ,运用 GIS强大的空间分析功能 ,采用共享软件 ,并将预警结果与其它地理信息相叠加 ,定量研究水质预警 ;提出了 GIS支持下的水质预警的方法和流程 ;对吉林西部实例的研究结果表明将 GIS应用于水质预警 ,其方法精确、实用 ,而且有很高的推广价值。     

基于Geo-WebServices的农田环境动态监测与评价分析系统

为实现农田环境质量数据的在线共享、查询统计与评价分析服务,该文结合地统计学及农田环境质量监测相关专业知识建立采样点布设优选评价模型,并基于GIS、GNSS、角色访问控制等技术,设计开发了农田环境动态监测与评价分析系统。应用证明,系统采用Geo-WebServices技术能够实现分布式存储的极高分辨率遥感影像和大比例尺基础地理数据等数据服务的实时在线集成与共享,提高了数据分析精度,也解决了高精度基础空间数据的共享安全性及数据版权的问题;能依据角色分配用户权限,使得系统安全可靠;能灵活定制与管理农田环境监测评价与预警分析等模型,并实现从采样布设优选评价、采样点数据预处理、环境质量评价与预警分析及结果多方式直观的可视化等全流程的动态监测分析功能,系统能有效应用于农田环境质量监测与管理。     

村镇土地利用预警系统设计与实现

土地利用的监测、评价、预警是保证土地资源合理配置的技术依据。该文通过总结土地利用预警研究现状,从耕地保护、建设用地节约集约、生态安全3个方面出发,以村镇为研究主体,提出了土地利用预警研究的总体思路。基于已有研究成果,构建土地利用预警指标体系,研究指标值获取、指标预测预警模型选择和警度区间划定等方法,进行土地利用预警系统功能模块设计及实现。最后对北京市房山区2015年耕地利用情况进行预测预警,得出房山区部分乡镇在2015年将可能出现较为严重的耕地利用警情。结果表明,土地利用预警系统具有动态、实时的监测及预警     

马关监测预警系统防灾初见成效

马关县山洪灾害监测预警系统自2011年9月1日投入试运行以来,实现了雨情、水情实时监测,提高了对山洪灾害快速、全面、准确的预报预警能力,为指挥调度提供了有力的科学依据。     

基于AT89C51水产养殖环境参数自动监测系统设计与实现

针对水产养殖中溶解氧、pH值、温度等重要水质参数的监测,采用PC机为上位机,AT89C51微控制器为下位机,设计了一种水产养殖环境参数自动监测系统。该系统实现了对溶解氧、pH值、温度的实时采集、显示和存储,同时还提供了超限报警、历史数据查询等功能。试验结果表明,系统运行稳定、能够准确地采集和显示水产养殖环境参数,且具有操作简便、界面友好、性价比高和易扩展等优点。     

耕地质量预警系统设计与实证

耕地总量动态平衡的实现既要能保证耕地数量水平的动态平衡,还要能保证耕地质量水平的动态平衡,而实时监测耕地质量变化情况、建立耕地质量预警系统则是保障区域耕地质量动态平衡所必需的.该文基于已有研究成果,在耕地质量评价及其变化特征分析的基础上,基于GIS技术和数学方法,设计了耕地质量预警系统的功能、数据库内容、指标体系、警度判定模型及预警结果外推方法,并以江苏省金坛市为例,进行了耕地质量预警系统的实证研究.研究结果表明:耕地质量预警系统具有动态、实时的监测及预警功能,是阻止区域耕地质量下降、维持区域耕地总量动态平衡的有效工具,预警系统判定的警度指示着系统发展过程中各系统要素偏离正常状态的程度,为区域耕地总量动态平衡的调控提供了控制点.     

贵州高原喀斯特石漠化监测预警系统设计

根据喀斯特生态环境系统的演变过程及其引起石漠化灾害的成因,通过监测预警评价因子,确立了喀斯特石漠化监测预警评价指标体系。该系统依据空间信息和属性信息,在石漠化发展趋势的基础上设计了喀斯特石漠化监测预警系统,利用GIS技术与数学模型,在计算机语言环境下进行了编译,可对生态系统和各种资源环境问题及时地进行监测预警分析,研究结果可为生态系统的良性循环提供辅助决策支持。     

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。     

强对流天气监测预报预警技术进展

现阶段,针对强对流天气的相关预报工作主要表现在对天气的监测、分析、预报、预警等方面。随着各监测手段的不断加强,强对流天气监测预报预警工作也逐渐向全面化的数据资料收集、分析、强对流天气系统的研究与发展、维持手段等方向发展。基于此,从强对流天气监测预报预警工作中存在的问题出发,对强对流天气监测预报预警技术的进展和强对流天气监测预报预警技术的发展前景作简要分析。