在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,氣象條件是影響作物生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)及病蟲(chóng)害發(fā)生的關(guān)鍵因素。農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)站通過(guò)對(duì)大氣溫濕度、降水、光照、風(fēng)速風(fēng)向等氣象要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)解析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)氣象服務(wù),助力農(nóng)戶規(guī)避氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化種植管理決策,成為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心基礎(chǔ)設(shè)施。?
農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)站的系統(tǒng)構(gòu)成圍繞“全面監(jiān)測(cè)、智能化傳輸、精準(zhǔn)化分析”設(shè)計(jì),主要由感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層及應(yīng)用層四部分組成。感知層是核心,配備多類型高精度傳感器:溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)空氣溫濕度;翻斗式雨量計(jì)記錄降水量,分辨率達(dá)0.2mm;光合有效輻射傳感器捕捉400~700nm波段的光照強(qiáng)度;超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器無(wú)機(jī)械磨損,可穩(wěn)定測(cè)量風(fēng)速與風(fēng)向;部分站點(diǎn)還配備土壤溫濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力等輔助傳感器。傳輸層將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云端平臺(tái),確保偏遠(yuǎn)地區(qū)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。數(shù)據(jù)層對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、存儲(chǔ)與分析,生成氣象要素趨勢(shì)曲線、極值統(tǒng)計(jì)等報(bào)表。應(yīng)用層則向用戶推送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、災(zāi)害預(yù)警及農(nóng)事建議。?

其工作原理是通過(guò)各傳感器持續(xù)采集氣象要素?cái)?shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換與初步處理后,由傳輸模塊發(fā)送至云端服務(wù)器。系統(tǒng)內(nèi)置的預(yù)警模型可根據(jù)預(yù)設(shè)閾值自動(dòng)生成災(zāi)害預(yù)警信息,同時(shí)結(jié)合作物生長(zhǎng)模型,為不同生育期的作物提供針對(duì)性管理建議。?
相較于傳統(tǒng)人工氣象觀測(cè),農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)站的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在“實(shí)時(shí)性”“精準(zhǔn)性”與“智能化”三大維度。其一,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)采集間隔可設(shè)置為1~60分鐘,實(shí)現(xiàn)氣象要素的連續(xù)追蹤,避免人工觀測(cè)的時(shí)間局限性;其二,數(shù)據(jù)精度可靠,采用工業(yè)級(jí)傳感器與校準(zhǔn)技術(shù),數(shù)據(jù)誤差遠(yuǎn)低于人工觀測(cè),為決策提供科學(xué)依據(jù);其三,智能服務(wù)升級(jí),結(jié)合大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù),可實(shí)現(xiàn)氣象災(zāi)害的提前預(yù)判,并聯(lián)動(dòng)灌溉、施肥等智能農(nóng)機(jī),實(shí)現(xiàn)農(nóng)事操作的自動(dòng)化調(diào)度。?
在實(shí)際應(yīng)用中,農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)站的價(jià)值貫穿農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全鏈條。災(zāi)害防控領(lǐng)域,在東北玉米主產(chǎn)區(qū),監(jiān)測(cè)站實(shí)時(shí)追蹤低溫冷害、大風(fēng)天氣,提前推送預(yù)警信息,指導(dǎo)農(nóng)戶采取覆膜增溫、加固大棚等措施,降低災(zāi)害損失;在南方水稻產(chǎn)區(qū),通過(guò)監(jiān)測(cè)降水量與濕度,預(yù)判稻瘟病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),及時(shí)指導(dǎo)藥劑防治。種植管理領(lǐng)域,在設(shè)施農(nóng)業(yè)中,監(jiān)測(cè)站聯(lián)動(dòng)溫室大棚的溫控、通風(fēng)系統(tǒng),根據(jù)溫濕度、光照數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)棚內(nèi)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)蔬菜、花卉的精準(zhǔn)種植;在大田作物中,結(jié)合光照、積溫?cái)?shù)據(jù),指導(dǎo)農(nóng)戶確定播種、收獲時(shí)間,優(yōu)化種植周期。農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域,高校與農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)利用監(jiān)測(cè)站的長(zhǎng)期數(shù)據(jù),研究氣候變化對(duì)作物生長(zhǎng)的影響,為培育抗逆性品種提供數(shù)據(jù)支撐。政策決策領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)部門通過(guò)區(qū)域內(nèi)監(jiān)測(cè)站的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù),掌握不同產(chǎn)區(qū)的氣象條件,制定科學(xué)的農(nóng)業(yè)扶持政策與糧食安全規(guī)劃。?