一种灌溉预报方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种灌溉预报方法、装置及系统，涉及智能灌溉领域，所述方法包括：实时采集监控数据和外部数据；根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数；依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率；将获得的土壤含水率的值与设定阈值进行比较，判定是否灌溉。本发明专利技术通过实时采集监控数据和外部数据，并对采集的数据进行计算处理得出所需要的相关参数，从而运用水量平衡方程计算土壤含水率，将计算得出的土壤含水率的值与设定阈值相比较的方式来判定是否需要灌溉，真正及时、精准地做到了灌溉的实时预报，提高了灌溉的精准性，同时，为实施地下水资源保护、提高水资源管理水平、促进节约用水提供了科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种灌溉预报方法、装置及系统
本专利技术涉及灌溉领域，具体涉及一种灌溉预报方法、装置及系统。
技术介绍
目前，我国水资源严重短缺，而农业又是我国第一用水大户，因此，发展高效节水型农业极为重要。众所周知，种植业灌溉的用水量占据了农业总用水量的90％左右，而传统的灌区建设和节水改造是以灌区水利工程效益最大化为主导，强调多引水、多浇地，这种以工程水利为主导的灌区建设往往过度重视灌排工程的输配水效率和灌排能力而忽视了灌排工程对区域生态环境的影响，导致我国许多灌区存在水资源利用效率低下等现象，造成了水资源短缺、灌区及其流域水环境污染、土壤次生盐碱化、地下水位持续下降及大面积地下水漏斗、流域下游植被与湖泊湿地萎缩等严重生态问题，因此，提高农业灌溉用水效率迫在眉睫。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种灌溉预报方法及装置，解决现有灌区农业灌溉用水效率低下的问题。同时，本专利技术实施例还提供一种灌溉预报系统，解决现有农业灌溉工程不能充分利用水资源的问题。一种灌溉预报方法，所述方法包括：实时采集监控数据和外部数据；根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数；依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率；将获得的土壤含水率的值与设定阈值进行比较，判定是否灌溉。一种灌溉预报装置，包括：获取数据子模块10，用于实时采集监控数据和外部数据；土壤含水率生成子模块30，用于根据获得的监控数据和外部数据计算相关参数，并根据获得的相关参数运用水量平衡方程计算土壤含水率；判定是否灌溉子模块40，用于将获得的土壤含水率的值与设定阈值作比较，当获得的土壤含水率的值小于设定阈值时，判定结果为需要灌溉，并且进行下一步计算灌溉量的操作；当获得的土壤含水率的值大于或等于设定阈值时，判定结果为不需要灌溉，则继续进行循环监测；灌溉量干预生成子模块50，用于计算具体的灌溉量，进行灌溉。一种灌溉预报系统，包括：终端采集层100，用于采集灌区的监控数据，并形成主动或被动适配的外部数据接收通道，接收控制数据，以相应的流量和流速进行排给水；数据存储层400，用于获取灌区的地理特征数据，并响应业务请求，形成相应的业务数据和处理模型，并进行存储和转发；业务应用层300，用于接收采集的灌区监控数据和/或外部数据，并将其进行转换和封装以形成统一的上传数据形式，同时，接收下行数据，将下行数据进行转换和分发；响应不同类型终端的业务请求，获取业务数据和处理模型形成发布数据进行转发，并且根据获取的业务数据和处理模型，形成业务逻辑并完成业务处理，将业务处理形成的控制数据转发和/或转存。本专利技术公开的灌溉预报方法、装置，以及相应的灌溉预报系统，真正做到了适时、适量地计划用水，提高了灌溉用水效率，解决了传统灌溉严重浪费水资源、破坏生态环境等问题。附图说明图1为本专利技术一实施例的灌溉预报方法的流程图；图2为本专利技术一实施例的灌溉预报装置的结构图；图3为本专利技术一实施例的灌溉预报系统的结构图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术一实施例的灌溉预报方法的流程图。如图1所示，本专利技术一实施例的灌溉预报方法的流程如下：步骤01：实时采集监控数据和外部数据。在步骤01中所采集的数据中，监控数据包括但不限于土壤温度、土壤湿度、墒情、雨情、气象等各类基础数据，外部数据包括但不限于天气预报数据、自然灾害数据等气象预测数据。本专利技术实施例中，充分采集一切可能影响土壤含水率的数值的数据，目的是为了使计算出的土壤含水率的数值更加趋近于实际数值，从而充分提高本专利技术实施例提供的灌溉预报方法预报的精准性。步骤02：根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数。在步骤02中，相关参数包括但不限于田间持水量、凋萎系数、参考需水量ET0值、作物系数、土壤水分无胁迫系数、作物根系吸水深度、计划湿润层深度。田间持水量根据公式φ＝[(m2-m1)/m1]×100％计算得出，其中，φ-田间持水量(％)、m2-湿样土质量、m1-烘干样土质量。凋萎系数根据田间持水量、土壤温度、土壤湿度等各类基础数据，进行具体实验得出。参考需水量ET0值根据演算模型公式得出，包括但不限于P-M公式或植物品种基本水汽蒸腾量与气候和季节的对应数据。作物系数为待灌溉作物需水量ET和参考需水量ET0的比值。作物根系吸水深度、计划湿润层深度以及土壤水分无胁迫系数均根据待灌溉作物的不同种类、不同生长发育阶段、不同地质等原因而具体设定。步骤03：依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率。步骤04：将获得的土壤含水率的值与设定阈值作比较，获得的土壤含水率的值小于设定阈值，判定结果为需要灌溉。步骤05：计算具体的灌溉量，形成控制数据控制执行机构进行灌溉。应当理解，在步骤05中，具体的灌溉量由步骤02得出的田间持水量的值、计划湿润层深度的值、步骤03得出的土壤含水率的值、以及具体的灌区面积综合计算得出，并根据计算出的具体的灌溉量形成控制数据控制执行机构如水泵等进行灌溉工作。在上述实施例的基础上，延伸出本专利技术另一实施例，在本专利技术另一实施例中，将上述实施例的步骤04替换为步骤04’，并删除步骤05，具体的流程如下：步骤01：实时采集监控数据和外部数据。步骤02：根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数。步骤03：依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率。步骤04’：将获得的土壤含水率的值与设定阈值进行比较，获得的土壤含水率的值大于或等于设定阈值，判定结果为不需要灌溉，转至步骤01进行数据的实时采集。在步骤04’中，在将获得的土壤含水率的值与设定阈值作比较时，允许有误差存在。比如，当设定阈值为60％、绝对误差为5％时，则设定阈值范围为55％～65％，此时，当计算获得的土壤含水率的值小于55％(即小于设定阈值的范围)时，即需要灌溉；当计算获得的土壤含水率的值落入设定阈值的范围或大于设定阈值的范围时，即不需要灌溉。此外，应当想到，当计算获得的土壤含水率的值大大超过设定阈值范围时，应当发出警报，采取紧急措施避免水涝灾害，发出警报的具体阈值以及警报过程不再详细说明。应当理解，设定阈值的具体值应根据不同的作物种类、作物的不同生长阶段以及地质的种类等具体情况的不同而进行区别设定。本专利技术上述两实施例提供的灌溉预报方法，通过实时采集监控数据和外部数据，对采集的数据进行计算处理得出所需要的相关参数，从而运用水量平衡方程计算土壤含水率，将计算得出的土壤含水率的值与设定阈值相比较的方式，来判定是否需要灌溉，具体地，当计算得出的土壤含水率的值小于设定阈值时，则判定为需要灌溉，并根据得出的相关参数等对灌溉量进行计算，继而开展灌溉工作，灌溉工作过程中及灌溉工作结束后一直进行监控预报；当计算得出的土壤含水率的值大于或等于设定阈值时，则判定为不需要灌溉，此时则继续进行监控预报，本实施例提供的灌溉预报方法充分考虑了各种可能影响土壤含水率数值的因素，并将各种可能影响土壤含水率数值的因素转化成具体数值加入到计算含水率的相关公式和过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灌溉预报方法，其特征在于，所述方法包括：实时采集监控数据和外部数据；根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数；依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率；将获得的土壤含水率的值与设定阈值进行比较，判定是否灌溉。

【技术特征摘要】
1.一种灌溉预报方法，其特征在于，所述方法包括：实时采集监控数据和外部数据；根据采集的监控数据和外部数据计算相关参数；依据获得的相关参数，运用水量平衡方程计算土壤含水率；将获得的土壤含水率的值与设定阈值进行比较，判定是否灌溉。2.如权利要求1所述的灌溉预报方法，其特征在于，所述监控数据包括土壤温度、土壤湿度、墒情、雨情。3.如权利要求1所述的灌溉预报方法，其特征在于，所述外部数据包括天气预报数据、自然灾害数据。4.如权利要求1所述的灌溉预报方法，其特征在于，所述相关参数包括田间持水量、凋萎系数、参考需水量ET0值、作物系数、土壤水分无胁迫系数、作物根系吸水深度、计划湿润层深度。5.如权利要求1所述的灌溉预报方法，其特征在于，所述将获得的土壤含水率的值与设定阈值作比较，当土壤含水率的值小于设定阈值时，判定为需要灌溉，计算具体的灌溉量，进行灌溉。6.如权利要求1所述的灌溉预报方法，其特征在于，所述将获得的土壤含水率的值与设定阈值作比较，当土壤含水率的值大于或等于设定阈值时，判定为不需要灌溉，继续实时监控。7.一种灌溉预报装置，其特征在于，包括：获取数据子模块10，用于实时采集监控数据和外部数据；土壤含水率生成子模块30，用于根据获得的监控数据和外部数据计算相关参数，并根据获得的相关参数运用水量平衡方程计算土壤含水率；判定是否灌溉子模块40，用于将获得的土...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡文，房磊，刘志伟，罗嘉陵，汪子棚，
申请(专利权)人：北京恒宇伟业科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11