农田便携式无线墒情综合监测仪与抗旱信息系统设计与实现.pdfVIP

农田便携式无线墒情综合监测仪和抗旱信息系统设计与实现 摘要：为提高农业生产的抗旱减灾信息化水平，减少农作物因干旱和灌水不及时 所造成的经济损失，该文把 BTZS-GPRS 型便携式无线墒情综合监测仪用于墒情预 报技术与信息技术结合起来，采用 WebGIS、动态交互网页、网络数据库技术， 设计并开发了安徽淮北地区墒情监控和抗旱信息系统，实现了墒旱情、雨水情、 农工情信息的网络化存储、发布、查询及统计图表自动生成。系统界面直观，实 用性和操作性强。 关键词：墒情；抗旱减灾；信息系统；设计，便携式无线墒情综合监测仪 引 言 中国许多地区的，干旱和缺水问题相当突出。针对干旱特点及早灾损失，国 家防总在建立防汛网的同时，正着手考虑建立全国抗旱网，为防灾、减灾服务。 在以往研究中，国内北方一些省份曾采用气象干旱和农业干旱的方法建立旱情信 息系统，而采用水文干旱即通过监视农田墒情的变化来建立旱情信息系统，在国 内刚刚起步。本文把墒情预报技术与信息技术相结合 ，利用 Internet ／ Intranet、ASP、DHTML、COM ／DCOM、WEBGIS、Java 多种技术，采用 B ／S 方式， 以网络数据和数字化地图为基础，实现墒情监测预报的自动化和在线图形化查 询，向各级抗旱指挥机构及时提供实时和预测信息，界面直观，信息量大，操作 性强。 1 系统结构设计与功能 1．1 设计原则 系统设计总体原则：系统适应各种可能的组网方式，如局域网、宽带接入、 窄带直接接入、窄带间接接入等 n]。系统具有较强的灵活性，包括对系统界面 的更新。系统中的查询结果直观、简单。整个系统使用简单，界面美观、大方， 具有人性化特点。模块划分简单明了，充分考虑用户已经习惯的划分分类。功能 的纵向深度(菜单级别)不超过三级。 1．2 系统结构 本系统采用基于 Web 的 B ／S 体系结构，利用 COM 组件技术实现三层结构体 系[3,45。并利用已有的墒情数据采集系统，基于 Web 方式构建；使用 ASP+DHTML 的 Web 开发技术，基于 B ／S 的浏览方式，实现墒情数据导入与维护、墒情分析 与预测、预测模型的开发、雨情信息查询与分析、旱情分析及旱情统计报表、气 象信息查询与发布、权限控制等功能，表现方式灵活生动。结合 webGIS 的方式， 实现数字地图的网上发布及旱情图示。系统运用 TopMap World 组件进行 GIS 网 络开发，用地图的形式直观显示信息的查询和表示。系统架构为三层体系结构： 数据层、业务层、表示层。用户可以简单的利用 IE 浏览器进行信息的查看和更 新。 1．3 模型设计及模块结构 1．3．1模型设计 系统包括平均土壤含水率计算、墒情指数预测、土壤含水率预测、灌水时间 预测、灌水定额预测、降雨距平计算、降水频率计算等 10种模型。 利用灌水时间预测模型，从数据库中获取土壤含水率，用实时墒情指数预测 模型获得墒情指数预测值，用灌溉时间预测模型和灌溉定额预测模型根据预测值 分别计算灌溉时间和灌水定额，以列表形式显示。考虑灌溉和农作物根系分布特 点，其研究的目的层选定为失墒敏感层 (O～0．2 m)和根系发育层 (0--0．5m)。 依据降雨径流预报理论，根系发育层 (o～0。5 m)墒情指数计算模型可表示为 (1) 式。 在墒情指数预测模型中，如果预测时段为跨月份的，则要根据所跨月份的天 数来进行运算，如：2002 年 4 月 28 日预测今后，2 天的墒情指数，时段跨了 4 月和 5 月，计算公式演变为 (2)式 1．3。2 模块结构 整个系统根据其大体功能划分为两个子系统 [1-3]：数据管理子系统和 WebGIS 信息查询分析子系统。数据管理子系统包括 6 个主功能：数据导入、数 据录入、数据查询、数据校核、墒情数据提交、数据维护及用户管理；数据导入 作为系统的模型开发提供人工导人和自动导入两种，自动导人设计采用 Sql 和 Windows 任务安排；数据校核直接在模型开发中进行。该子系统有 4 个主功能模 块：数