吉林省中西部地區(qū)旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)布設規(guī)劃簡析

范長玉，陸占軍，王洪義

（吉林省墑情監(jiān)測中心，吉林長春130033）

吉林省中西部地區(qū)旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)布設規(guī)劃簡析

范長玉，陸占軍，王洪義

（吉林省墑情監(jiān)測中心，吉林長春130033）

通過分析吉林省旱情監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題，詳細介紹了應急監(jiān)測系統(tǒng)功能、站點布設、通訊網(wǎng)絡和信息傳輸設計，明確了完善省級信息平臺對開展墑情信息的采集、傳輸、處理的重要性，為及時掌握地區(qū)旱情監(jiān)測信息，更好地為吉林省抗旱減災提供及時、準確的科學技術支撐。

吉林省；旱情；應急監(jiān)測系統(tǒng)；布設規(guī)劃

D OI：10.3969/j.i s s n.1008_1305.2015.06.006

1 吉林省旱情監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 旱情監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀

吉林省旱情監(jiān)測工作始于2001年。目前，吉林省旱情監(jiān)測共有1處省中心、33處人工墑情監(jiān)測站、布設旱情應急監(jiān)測點129處。分布全省7個地區(qū)。監(jiān)測區(qū)域內耕地面積為8402.97萬畝，約占全省總耕地面積的92.9%。全省33處墑情監(jiān)測站平均每站控制耕地面積為254.6萬畝。

此外，吉林省各級農業(yè)、氣象等部門根據(jù)各自業(yè)務需要也開展了部分墑情監(jiān)測工作。

1.2 旱情監(jiān)測系統(tǒng)存在的主要問題

從吉林省多年的抗旱實際工作情況來看，旱情信息的監(jiān)測與汛情信息的監(jiān)測相比，無論是信息源，還是監(jiān)測的手段，都還存在很大差距，旱情監(jiān)測系統(tǒng)建設相對滯后。從多年來開展的旱情監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，一是受旱區(qū)的墑情監(jiān)測站網(wǎng)密度明顯不足，分析受旱面積時誤差較大，缺少一定數(shù)量的固定式監(jiān)測站和移動式監(jiān)測站；二是缺少移動式旱情應急監(jiān)測儀器，只能采用烘干法進行，旱情信息缺乏時效性，不能為政府提供及時準確的旱情信息；三是省信息服務平臺尚不完善。嚴重影響墑情信息的采集、傳輸、處理的時效性和準確性以及旱情綜合分析評估能力。

為了加強旱情監(jiān)測與信息服務，更好地為吉林省抗旱減災提供及時、準確的科學技術支撐，需要因地制宜地對旱災頻發(fā)區(qū)進行規(guī)劃設計，需要建立中西部地區(qū)旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)。通過運用通信、計算機、網(wǎng)絡、人工智能、數(shù)理分析、數(shù)據(jù)庫等現(xiàn)代技術，及時掌握旱情及其發(fā)展趨勢，為優(yōu)化配置水資源、有效保護水環(huán)境提供技術支撐，最大限度地減輕旱災造成的損失［1］。

2 旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)功能

2.1 基本思路

能夠科學地分析吉林省干旱規(guī)律，并針對目前存在的問題，以與水文、氣象等站網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調以及按照不重復、不遺漏、能控制的建設原則，達到技術先進、經(jīng)濟合理、滿足抗旱需求的最終目標。應用現(xiàn)代計算機、通信、網(wǎng)絡等技術和設備，對現(xiàn)有站點進行改造、擴容、升級，建成一個具備墑情信息的自動采集、傳輸、接收、存貯、處理等監(jiān)測功能和信息共享、實時查詢、墑情分析與預測預報等服務功能的監(jiān)測系統(tǒng)［2］。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成

2.2 系統(tǒng)功能特點

實現(xiàn)土壤墑情數(shù)據(jù)及時準確自動采集、傳輸和存儲；在基礎墑情數(shù)據(jù)基礎上實現(xiàn)墑情預測和旱情分析；實現(xiàn)墑情數(shù)據(jù)統(tǒng)計、查詢、輸出功能；基于墑情數(shù)據(jù)的分析，實現(xiàn)節(jié)水灌溉自動化［3］。

3 旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

3.1 監(jiān)測系統(tǒng)建設

3.1.1 站點數(shù)量和分布

根據(jù)《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》（SL 364—2006）的規(guī)定，按照不重復建設、突出重點和合理補充原則，在結合現(xiàn)有墑情站網(wǎng)、基礎設施及技術裝備、通信資源的基礎上，通過補充完善現(xiàn)有站網(wǎng)體系，來實現(xiàn)增強墑情監(jiān)測能力、提高墑情服務水平的目標。新建固定式旱情應急監(jiān)測站68處；新建移動式旱情應急監(jiān)測站點48處；改造省級信息服務平臺1處。新建站點數(shù)量和分布見表1。

3.1.2 數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡設計

墑情設備通過數(shù)據(jù)中心的固定I P往墑情數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)采集軟件上傳數(shù)據(jù)，采集軟件在收到墑情數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)訂閱管理軟件進行數(shù)據(jù)入庫和數(shù)據(jù)分發(fā)等操作。

表1 旱情應急監(jiān)測站點數(shù)量和分布

墑情氣象監(jiān)測軟件同時支持數(shù)據(jù)中心與分中心的數(shù)據(jù)同步工作，分中心可根據(jù)權限對設備進行操作與數(shù)據(jù)備份，同時分中心也可作為墑情數(shù)據(jù)中心的備份站點，實現(xiàn)墑情數(shù)據(jù)中心與分中心的異地數(shù)據(jù)備份；在與上一級平臺進行數(shù)據(jù)對接時，可通過定制標準的數(shù)據(jù)接口向上一級平臺傳輸符合標準的數(shù)據(jù)［4］。墑情數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲圖如圖2所示。

圖2 墑情數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡拓撲圖

3.1.3 信息傳輸設計

信息傳輸分為2個階段。

（1）墑情監(jiān)測站→省墑情數(shù)據(jù)中心→省防辦、分中心（市防）。旱情監(jiān)測方式為自動監(jiān)測，監(jiān)測信息通過G SM/GPRS網(wǎng)絡直接傳輸?shù)绞勄閿?shù)據(jù)中心，省墑情數(shù)據(jù)中心與省防汛抗旱指揮部辦公室、地市分中心（市防）采用專網(wǎng)傳輸。

（2）省墑情數(shù)據(jù)中心→水利部防汛抗旱總指揮部（國家防總）。監(jiān)測信息通過國家（或?。┓姥从嬎銠C網(wǎng)絡專線（N F C ne t）傳輸［4］。墑情信息采集系統(tǒng)信息流程如圖3所示。

圖3 墑情信息采集系統(tǒng)信息流程框圖

3.1.4 數(shù)據(jù)庫

省中心數(shù)據(jù)庫以綜合分析為主，分中心數(shù)據(jù)庫以實時數(shù)據(jù)接收為主。數(shù)據(jù)庫的表結構包括降水量、蒸發(fā)量、土壤墑情等基本數(shù)據(jù)。

3.1.5 分析系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要包括墑情信息統(tǒng)計和墑情信息綜合分析兩部分，統(tǒng)計部分可以對數(shù)據(jù)進行分類匯總，自動形成報表；綜合分析部分主要包括氣象、墑情的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析、預測預報、災情評估等功能，主要由專用軟件來實現(xiàn)。

3.2 完善省級信息平臺

3.2.1 改進方案

吉林省墑情監(jiān)測中心既負責信息接收、轉發(fā)和存儲，又承擔信息處理、分析計算和旱情服務。通過GPRS等網(wǎng)絡接收監(jiān)測站發(fā)送的旱情信息，并通過防汛計算機網(wǎng)絡向省防、國家和松遼委防辦實時傳送旱情監(jiān)測信息。

3.2.2 實現(xiàn)功能

自動接收或召測各自動墑情站土壤含水量信息；遠程下載測站存儲的墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)；遠程調整測站儀器參數(shù)、信息報送頻次等；遠程監(jiān)控測站儀器運行狀態(tài)；建立吉林省墑情數(shù)據(jù)庫；對接收的墑情信息直接入庫并實現(xiàn)內網(wǎng)、外網(wǎng)的無縫連接；完成信息統(tǒng)計，計算不同等級的干旱范圍和受旱區(qū)耕地面積；在吉林省地形圖上（G I S平臺）隨機顯示各自動站基本信息、實時墑情信息和受旱區(qū)域分布。

4 結語

通過此次規(guī)劃，基本實現(xiàn)對吉林省中西部地區(qū)土壤墑情的全面監(jiān)測，形成集墑情信息自動監(jiān)測與分析為一體的全省墑情監(jiān)測與分析系統(tǒng)。有效完善了吉林省旱情監(jiān)測體系，增強墑情信息成果接收處理功能、轄區(qū)內旱情的監(jiān)測、干旱分析與評估、旱情預測預警、決策技術支撐、抗旱減災管理以及向上級和下級防汛抗旱部門傳輸旱情信息的功能，將更好的為抗旱減災服務，從而產(chǎn)生較大的經(jīng)濟和社會效益。

［1］紀冰，王家先.旱情信息采集系統(tǒng)在抗旱工作中的應用［J］.水利規(guī)劃與設計，2004（01）.

［2］程宇.甘肅省墑情監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃及功能定位簡析［J］.甘肅水利水電技術，2009（10）.

［3］王旭東，路軍.墑情監(jiān)測及節(jié)水灌溉自動控制系統(tǒng)開發(fā)與應用［J］.水利技術監(jiān)督，2006（02）.

［4］吉林省中西部旱情應急監(jiān)測系統(tǒng)工程建設實施方案［R］.吉林省墑情監(jiān)測中心，2015（01）.

X 830.7

B

1008_1305（2015）06_0015_03

范長玉（1973年—），女，工程師。