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方案類型

苗情物聯網監測系統解決方案

1系統概述

本系統采用基于互聯網的 B/S 結構,把系統建立在廣域網上,用戶工作界面是通過瀏覽器的瘦客戶端。系統總體框架分為數據層,數據訪問層,業務邏輯層及表示層。 數據層存儲大量數據,包括遙感數據,氣象數據,診斷知識數據等;數據訪問層提供對數據庫的訪問;業務邏輯層進行遙感影像指數計算及模型分析運算,根據遙感監測模型判斷作物長勢,結合農業氣象數據庫與傳感器數據判斷作物干旱,凍害等農業災害,并且依托歷史經驗數據、診斷知識數據對作物長勢進行診斷,給出作物生長信息及相應調優方法;表示層是用戶交互層,提供苗情監測信息及診斷信息。

數據庫作為系統數據的全部載體,對系統的運營與實施起著至關重要的作用。本研究主要的數據源有地面監測站點數據,專家知識數據,運算過程數據,空間數據等。

地面監測站點數據包括空氣溫濕度、土壤溫濕 度、風向等地面傳感器監測到的數據,該數據結合農業氣象數據可對綜合種植區氣候進行整體監測。

空間數據庫儲存各地的地理信息數據,包括遙感影像數據及處理過程中出現的各種圖像數據。以上各種數據經過采集分析與處理,并經整合入庫,用作監測系 統進行監測診斷分析的基礎數據源。

2系統解決方案

苗情物聯網監測的數字化首先應該是系統中信息流(包括視頻、音頻、控制等)從模擬狀態轉網絡視頻編解碼器為數字狀態,這將徹底打破“經典閉路電視系統是以攝像機成像技術為中心”的結構,根本上 改變苗情物聯網監測系統從信息采集、數據處理、傳輸、系統控制等的方式和結構形式。信息流的數字化、編碼壓縮、開放式的協議,使智能網絡苗情物聯網監測系統與安防系統中的各個子系統間實現無縫連接,并在統一的操作平臺上實現管理和控制,這就是系統集成的含義。

苗情物聯網監測的網絡化將以這系統的結構將由集成式向集散式系統過渡,集散式系統采用多層分級的結構形式,具有微內核技術的事時多任務、多用戶、分布式操作系統以實現搶先任務調度 算法的快速響應,組成集散式苗情物聯網監測系統的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系統化設計,苗情物聯網監測系統設備的配置具有通用性強、開放性好、系統組態靈活、控制功能完善、數據處理方便、人機界 面友好以及系統安裝、調試和維修簡單化,系統安全,容錯可靠等功能。

苗情物聯網監測的網絡化在某種程度上打破了布控區域和設備擴展的地域和數量界限。系統網絡化將使整個網絡系統硬件和軟件資源的共享以及任務和負載的共享,這就是系統集成的一個重要概念。網絡強式攝像機。

3系統功能及特點

系統在功能上主要可以分為數據匯總與預處理、苗情遠程監測、智能診斷、監測診斷結果發布、系統維護五部分。

數據匯總與預處理部分主要包括遙感影像數據、地面監測站點數據及歷史經驗專家數據的匯總、預處理及入庫,地面監測數據是系統接收地面傳感器數據,匯總處理后存入數據庫,遙感影像通過從衛星中心下載原始影像,進行預處理,影像預處理是提取植被信息的前提,主要包括遙感器定標,輻射校正,幾何校正。

苗情遠程監測部分主要是長勢即作物的生長狀況與趨勢,作物的長勢可以用個體和群體特征來描述,發育健壯的個體所構成的合理的群體,才是長勢良好的作物。通常意義上作物的長勢監測是指對作物的苗情、生長狀況及其變化的宏觀監測。盡管作物的生長狀況受多種因素的影響, 其生長過程又是一個及其復雜的生理生態過程,但其生長狀況可以用一些能夠反映其生長特征并且與該生長特征密切相關的因子(如葉面積指數、生物量等)進行表征。 在傳統遙感監測系統中,需通過地面調查,獲得土壤濕度,空氣溫度等實測信息,為遙感監測提供地面實測數據支持。本系統使用中國農科院可控環境農業實驗室開發的農業設施環境數字化監控系統,實時監測農田空氣溫濕度、土壤溫濕度等,為本系統提供數據支持。地面傳感器只能提供樣點區域的地面監測數據,無法實現大范圍的監測,而通過一定的空間插值方法,實現根據樣點估測全局,可實現種植區大范圍的干旱、 凍害監測。 同時,結合地面氣象站點與農業氣象信息,對整體降水量、氣溫等有明確的了解,可推斷預測生長區域的氣候問題,從而更能有效預測干旱、凍害等生物災害的發生發展。

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