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Internet 在線觀測 -ENVIdata（集成系統(tǒng)）

ENVIdata 生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)集成

中國生態(tài)環(huán)境觀測技術(shù)經(jīng)歷20年的發(fā)展，*初的從野外手工采樣、人工測量發(fā)展為現(xiàn)在普遍使用的在線數(shù)據(jù)采集，大大提高了數(shù)據(jù)的時間分辨率，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步、無線數(shù)據(jù)傳輸條件更加穩(wěn)定，推動了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于傳感器網(wǎng)絡(luò)和在線傳輸系統(tǒng)將進(jìn)一步擴(kuò)大生態(tài)環(huán)境觀測的頻度和空間范圍，實(shí)現(xiàn)區(qū)域、景觀、樣地等不同尺度的觀測數(shù)據(jù)的同步采集、傳輸和科學(xué)計(jì)算，大大降低生態(tài)環(huán)境觀測站的運(yùn)行成本。

ENVIdata 生態(tài)環(huán)境集成系統(tǒng)功能：

澳作生態(tài)儀器有限公司集合十多年服務(wù)生態(tài)研究領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，集成全球測量土壤、植物、環(huán)境的精品測量儀器，聯(lián)合國外**的數(shù)據(jù)采集平臺和通信技術(shù)，共同推出的業(yè)內(nèi)**Internet生態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)-ENVIdata生態(tài)環(huán)境集成系統(tǒng)。

集成系統(tǒng)資質(zhì)

在公司全體員工的努力下，我公司的ENVIdata生態(tài)環(huán)境集成系統(tǒng)自2010年取得ISO9000認(rèn)證，已經(jīng)2次順利通過每年的專家復(fù)查。ENVIdata 數(shù)據(jù)服務(wù)器于2009年完成，并取得軟件登記證，至今已經(jīng)有幾十位客戶在使用。

ENVIdata-DT土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過實(shí)時、連續(xù)、原位監(jiān)測土壤水分、溫度、水勢的變化，是土壤水動力學(xué)的基礎(chǔ)研究設(shè)備。廣泛應(yīng)用于農(nóng)田蒸散、作物耗水、森林水文、濕地水文、草原生態(tài)、水土流失、環(huán)境污染、水循環(huán)研究等領(lǐng)域。

集合了**的數(shù)據(jù)采集平臺和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Internet傳輸數(shù)據(jù)，用戶只要能上網(wǎng)，既可瀏覽實(shí)時數(shù)據(jù)。用戶還可定制郵件發(fā)送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)定時將野外土壤水分、溫度、水勢實(shí)時數(shù)據(jù)打包發(fā)送到用戶的郵箱

集合了**的數(shù)據(jù)采集平臺和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Internet傳輸數(shù)據(jù)，用戶只要能上網(wǎng)，既可瀏覽實(shí)時數(shù)據(jù)。用戶還可定制郵件發(fā)送數(shù)據(jù)，系統(tǒng)定時將野外土壤水分、溫度、水勢實(shí)時數(shù)據(jù)打包發(fā)送到用戶的郵箱。

原理及組成：

　　該系統(tǒng)采用高精度TDR(可測土溫)/FDR插針式、剖面式探頭的土壤水分、T系列電信號張力計(jì)土壤水勢傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，組成一套完整的自動監(jiān)測系統(tǒng)，從而實(shí)時記錄田間土壤水分含量及相應(yīng)水勢值，為研究人員提供**手田間數(shù)據(jù)資料。

土壤水分傳感器

土壤水勢傳感器

數(shù)據(jù)采集器

DT系列數(shù)據(jù)采集器是一款堅(jiān)固、獨(dú)立、低能耗的數(shù)據(jù)采集器，具有支持U盤、18位分辨率、通訊性能可擴(kuò)展及內(nèi)嵌顯示屏等特性。DT80的雙通道隔離概念可同時使用多達(dá)10個隔離或15個共用參考模擬輸入，配置擴(kuò)展模塊后*多可通道可擴(kuò)展至600個。

DT系列數(shù)據(jù)支持SDI-12傳感器組網(wǎng)，支持SCADA系統(tǒng)的Modbus、 FTP和Web接口、具有可控12V電源為傳感器供電。工作溫度*低可達(dá)-45℃。

ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理

應(yīng)用案例

TRIME-PICO探頭在土壤電導(dǎo)率與鹽分含量換算中的應(yīng)用

（1）TRIME-PICO探頭電導(dǎo)率的測量范圍

　　PICO64，PICO32 在ECw>20dS/m的情況下，ECtrime 測量范圍為0…10dS/m；所有型號的TRIME-PICO探頭都寫入了相同的ECtrime兩點(diǎn)線性校準(zhǔn)曲線， 譬如PICO32探頭內(nèi)置兩點(diǎn)校準(zhǔn)曲線如下：

Calibration Point1: 干玻璃珠 = 0dS/m ECTRIME

Calibration Point2: Water with ECw 5dS/m = 5dS/m ECTRIME

**點(diǎn)干玻璃珠代表電導(dǎo)率在0附近的干土，第二點(diǎn)將鹽溶于水中代表孔隙水電導(dǎo)率為5ds/m(23℃)。 探頭的基礎(chǔ)校準(zhǔn)是在實(shí)驗(yàn)室條件下應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率儀完成。

測量土壤孔隙水電導(dǎo)率或者土壤鹽分測量根據(jù)土壤類型和植物種的不同，可大致將土壤鹽分脅迫分為以下幾級：

輕度鹽化： 1-3 g salt per liter

中度鹽化： 3-5 g salt / liter

重度鹽化： 5-10 g salt / liter

嚴(yán)重鹽化： > 10 g salt / liter

水溶液電導(dǎo)率ECw和鹽分之間換算的公式如下：

TDS(Total-Dissolved-Salts) (g鹽/L水)= 0.64 * ECw

譬如 ECw =5 dS/m=5mS/cm ，則鹽分含量為3.2 g鹽/L，孔隙水ECw的值可以通過實(shí)驗(yàn)室電導(dǎo)率測量的方法測得。

（2）TRIME-PICO探頭繪制水鹽曲線

　　通過PICO32和PICO64探頭測量土壤體積含水率和孔隙水電導(dǎo)率ECtrime（反應(yīng)土壤鹽分）值，可以獲得土壤水鹽曲線。

　　下圖顯示的是沙土的土壤水鹽曲線，圖中顯示的四條曲線分別代表四種不同鹽分含量的沙土。其中Sand1中加入的孔隙水電導(dǎo)率為0.5ds/m，Sand2中為5ds/m，Sand3中為10ds/m，Sand4中為20ds/m，然后使用PICO32探頭在同一土壤水分條件下進(jìn)行電導(dǎo)率測量。通常情況下，不同鹽分含量沙土的土壤電導(dǎo)率值（ECtrime），在10-30%的土壤水分條件下，分辨率**。

下圖顯示的是壤土的土壤水鹽曲線，圖中顯示的四條曲線分別代表四種不同鹽分含量的壤土。使用PICO32探頭在同一土壤水分條件下進(jìn)行電導(dǎo)率測量。通常情況下，不同鹽分含量壤土的土壤電導(dǎo)率值（ECtrime），在25-35%的土壤水分條件下，分辨率**。

（3）TRIME-PICO特定土壤水鹽曲線的繪制方法

將土樣烘干至土壤體積含水量為0，然后磨碎過篩，使其均勻。向均勻土樣中加入電導(dǎo)率為4 dS/m的水溶液（2.56g鹽/L水），考慮到土壤本身所含的鹽分為1g/L，則此時土樣的鹽分含量約為2.56g+1g=3.56g鹽/L水，孔隙水電導(dǎo)率約為ECw= 5.5 dS/m。然后將土樣放入一個塑料碗中（不能用金屬碗，也不能太小），壓實(shí)使其盡量接近土壤的自然密度，每一個土壤水分和鹽分水平，建議測量至少3個數(shù)據(jù)，然后取平均值。測量時，請務(wù)必注意測量點(diǎn)周圍的土壤無干擾，建議先用預(yù)打孔工具打孔。

將土樣的土壤體積含水量增加為5%，其他步驟同上。

將土樣的土壤體積含水量不斷增加，直至飽和狀態(tài)。從而測量多個水平的土壤水分體積含水量和土壤鹽分?jǐn)?shù)據(jù)。

繪制土壤鹽分3.56g鹽/L水(ECw=5.5dS/m) 的ECtrime值和不同土壤體積含水量之間的水鹽曲線。

測定同一土壤體積含水量和不同土壤鹽分的ECtrime值，繪制土壤體積含水量和不同土壤鹽分之間的水鹽曲線。

根據(jù)這兩種情況下水鹽曲線確定某種類型土壤鹽分和ECtrime之間的換算關(guān)系。

如果土壤本身的鹽分含量很高，繪制校準(zhǔn)曲線時有必要進(jìn)行淋洗，但要確保細(xì)顆粒土壤無流失，然后經(jīng)過烘干和磨碎處理，土壤水鹽曲線能夠反映很低的鹽分含量情況。也可以使用蒸餾水作為低含鹽量的樣品進(jìn)行測量。