政策资讯

一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统及控制方法

专利类型:
发明
申请号/专利号:
CN202410150173.5
申请人(专利权人):
水利部牧区水利科学研究所
行业类别:
A01G25/16 G01N33/24 G01W1/00 G06F16/26 G06F16/29 G06Q50/02
技术成熟度:
成熟
公布时间:
2024-04-26
证书状态:
有效
交易价格:
面议
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技术摘要

权利要求书

技术附图

交易流程

委托经理人

本发明公开了一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统及控制方法,包括:土壤水分传感器、数据采集处理模块和电子显示屏;土壤水分传感器与数据采集处理模块连接,数据采集处理模块和电子显示屏连接;土壤水分传感器测量n天内地块的每日间隔时间段的土壤含水量;数据采集处理模块采集获取n天内的每日天气预报信息,连同每日间隔时间段的土壤含水量,形成数据记录表,并根据n天内的每日天气预报信息,每日间隔时间段的土壤含水以及未来天气预报信息,获得土壤水分消耗实测值、气象相同日、土壤水分消耗实测值、土壤水分消耗预测值和土壤含水量预测值,以便于辅助决策何时需要灌溉,时效性强,数据容易获取。

1.一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统,其特征在于,包括:土壤水分传感器、数据采集处理模块和电子显示屏; 土壤水分传感器与数据采集处理模块连接,数据采集处理模块和电子显示屏连接; 土壤水分传感器,用于测量n天内地块的每日间隔时间段的土壤含水量,并传输至数据采集器; 数据采集处理模块,用于采集获取n天内的每日天气预报信息,连同每日间隔时间段的土壤含水量,形成数据记录表,并根据n天内的每日天气预报信息和每日间隔时间段的土壤含水量,计算n天内的每日的土壤水分消耗实测值,并根据第n+1天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,根据气象相同日的土壤水分消耗实测值和第n+1天的第一次测量的土壤含水量,获得第n+1天的土壤含水量预测值,根据第n+m天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,根据气象相同日的土壤水分消耗实测值和前一日的土壤含水量预测值,依次获得n+m天的土壤水分消耗预测值和土壤含水量预测值,n≥7,m>1;当无气象相同日时,根据第n+1天或第n+m天的天气预报信息获得与前n天的气象相近日,根据气象相近日与第n+1天或第n+m天的天气预报信息的比值以及气象相近日的土壤水分消耗实测值计算土壤水分消耗预测值;当天气预报预报天气为降雨时,根据预报的降雨等级换算为降雨量,将降雨量换算为土层厚度增加的土壤含水量值,作为土壤水分消耗预测值; 电子显示屏,用于显示天气预报信息、土壤含水量测量值和预测值; n天内的每日的土壤水分消耗实测值为:当日0:00采集的土壤水分值与23:00采集的土壤水分值的差值; 气象相同日的土壤水分消耗实测值为预测未来的土壤水分消耗预测值; 当无气象相同日时,土壤水分消耗预测值为:第n+1天或第n+m天温度的日均值与气象相近日温度的日均值的比值再乘以气象相近日的土壤水分消耗实测值; 土壤含水量预测值为当日初始土壤含水量与土壤水分消耗预测值的差值,当日初始土壤含水量为前一日的土壤含水量预测值。

2.根据权利要求1所述的一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统,其特征在于,数据采集处理模块内设无线传输模块,通过无线传输模块获取天气预报信息,并与数据处理模块进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统,其特征在于,气象相同日为:两日的天气状况相同,日均气温相差≤1℃,且平均风力相差≤1级。

4.根据权利要求1所述的一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统,其特征在于,土壤水分传感器埋设于地块内的至少3处典型地段,每处典型地段分别在距地表深度5cm、15cm、25cm处埋设土壤水分传感器,各处典型地段3层土壤水分传感器的土壤含水量取平均值并记录在数据采集处理模块内。

5.一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统的控制方法,其特征在于,基于权利要求1-4任一项所述的一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统,包括: S1.测量n天内地块的每日间隔时间段的土壤含水量; S2.采集获取n天内的每日天气预报信息,连同每日间隔时间段的土壤含水量,形成数据记录表; S3.根据n天内的每日天气预报信息和每日间隔时间段的土壤含水量,计算n天内的每日的土壤水分消耗实测值,并根据第n+1天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,根据气象相同日的土壤水分消耗实测值和第n+1天的第一次测量的土壤含水量,获得第n+1天的土壤含水量预测值,根据第n+m天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,根据气象相同日的土壤水分消耗实测值和前一日的土壤含水量预测值,依次获得n+m天的土壤水分消耗预测值和土壤含水量预测值,n≥7,m>1;当无气象相同日时,根据第n+1天或第n+m天的天气预报信息获得与前n天的气象相近日,根据气象相近日与第n+m天的天气预报信息的比值以及气象相近日的土壤水分消耗实测值计算土壤水分消耗预测值;当天气预报预报天气为降雨时,根据预报的降雨等级换算为降雨量,将降雨量换算为土层厚度增加的土壤含水量值,作为土壤水分消耗预测值; S4.显示未来的天气预报信息和土壤含水量预测值。

6.根据权利要求5所述的一种基于天气预报的可视化灌溉决策辅助系统的控制方法,其特征在于,步骤S3的具体内容: 采集n天内的当日0:00采集的土壤水分值与23:00采集的土壤水分值,计算差值为n天内的每日的土壤水分消耗实测值; 根据第n+1天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,气象相同日的土壤水分消耗实测值为第n+1天的土壤水分消耗预测值; 第n+1天的土壤含水量预测值为第n+1天0:00采集的初始土壤含水量与第n+1天的土壤水分消耗预测值的差值; 根据第n+m天的天气预报信息获得与前n天的气象相同日,气象相同日的土壤水分消耗实测值为第n+m天的土壤水分消耗预测值; 第n+m天0:00采集的当日初始土壤含水量为前一日的土壤含水量预测值,第n+m天的土壤含水量预测值为第n+m天0:00采集的初始土壤含水量与第n+m天的土壤水分消耗预测值的差值; 将依次获得的n+1天到n+m天的土壤含水量预测值以及天气预报信息进行显示。


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