1 引言
地球生物圈是一個連續(xù)的深入、動態(tài)變化系統(tǒng)效高，農(nóng)業(yè)前沿技術、林業(yè)、水利性能、環(huán)保等各領(lǐng)域的經(jīng)濟活動對地球環(huán)境的影響是交互的多種方式，氣候變化已成為各領(lǐng)域共同關(guān)注的話題。如何實時技術創新、連續(xù)深入交流研討、自動地監(jiān)測生態(tài)環(huán)境變化的發(fā)生、發(fā)展成為各領(lǐng)域科研人員和管理人員共同面對的挑戰(zhàn)廣泛應用。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2．1 目標(biāo)
ENVIdata生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成測量土壤關註度、植物、環(huán)境的精品測量儀器哪些領域，外的數(shù)據(jù)采集平臺和通信技術(shù)敢於挑戰，業(yè)內(nèi)Internet生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)對土壤積極、植物探索、大氣連續(xù)體、地表水環(huán)境及地下水環(huán)境自動產業、連續(xù)觀測滿意度，可直接將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?(中國生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng))上或用戶的，通過對監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境因子的時序變化和相關(guān)性分析可持續，確定監(jiān)測對象的狀態(tài)發(fā)展模樣。即可用于科學(xué)研究，如陸地生態(tài)系統(tǒng)服務、水生態(tài)系統(tǒng)的常規(guī)環(huán)境因子的監(jiān)測記錄很重要，也可服務(wù)農(nóng)業(yè)、水利覆蓋、氣象異常狀況、環(huán)保等領(lǐng)域的經(jīng)濟活動和日常管理，如墑情預(yù)報高效、灌溉預(yù)報應用創新、水資源管理、供水管網(wǎng)監(jiān)測機構、污水排放等的特性。




2.2 系統(tǒng)的布設(shè)
ENVIdata生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由野外站和中心服務(wù)器組成。野外站布設(shè)點要具備研究對象的代表性基礎，如生態(tài)系統(tǒng)的水分環(huán)境提供堅實支撐、土壤環(huán)境、大氣環(huán)境高產、生物環(huán)境信息化技術。數(shù)據(jù)記錄器采用數(shù)據(jù)推送模式發揮作用，將記錄的數(shù)據(jù)從野外發(fā)送到服務(wù)器上。這種新設(shè)計比傳統(tǒng)的用貓將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器更穩(wěn)定系統性、更可靠勇探新路，費用更低。
ENVIdata 中心服務(wù)器既可布設(shè)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站傳遞，實現(xiàn)單站過程研究聯(lián)網(wǎng)動態(tài)觀測試驗；也可安裝在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，完成區(qū)域綜合觀測和跨尺度生態(tài)模擬開展攻關合作。

2.3 數(shù)據(jù)采集
野外站的數(shù)據(jù)采集頻率根據(jù)研究需要設(shè)定製度保障，從每秒10次、分鐘的有效手段、小時不等統籌推進。生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)以各種時間間隔 （分鐘、每小時關鍵技術、每天）發(fā)送到ENVIdata 中心服務(wù)器或上了解情況。
用戶只要能上網(wǎng)，既可瀏覽實時數(shù)據(jù)取得了一定進展。ENVIdata 系統(tǒng)允許用戶設(shè)立各種報警條件完善好，超限的數(shù)據(jù)可通過郵件或短信發(fā)給用戶。用戶可定制郵件發(fā)送數(shù)據(jù)積極參與。
中心服務(wù)器中文界面問題分析，便于操作和管理，提供多參數(shù)交流研討、實時或歷史數(shù)據(jù)曲線圖

2.4 觀測指標(biāo)
ENVIdata生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)觀測的參數(shù)覆蓋各種生態(tài)系統(tǒng)類型的重要生態(tài)過程更加完善，如：
土壤：土壤墑情、土溫建設應用、鹽分支撐作用、持水能力、土壤氣體
植物/作物：溫度動力、高度大力發展、莖干變化、耗水
氣象：降雨量生產效率、溫度、濕度適應性、風(fēng)速節點、風(fēng)向、氣壓落地生根、蒸發(fā)的特點、輻射 健康發展、光譜
水生態(tài)：水位、溫度大數據、電導(dǎo)率（TDS長效機製，總鹽，密度）數字技術、溶氧奮戰不懈、pH值、硝酸鹽措施、氧化還原電位大大縮短、濁度（TSS）、 葉綠素緊密相關、若丹明更默契了、藍(lán)綠藻、硝酸鹽服務體系、氟化物說服力、氯化物、鉀離子分析、氨離子表示、鈉離子、鈣離子等17種參數(shù)
水文：水位系統穩定性、流速拓展基地、地下水質(zhì)、地表徑流

3 數(shù)據(jù)處理
ENVIdata 生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不僅管理能實時實力增強、遠(yuǎn)程采集野外站的數(shù)據(jù)體系流動性，如氣象站、水位站帶來全新智能、地表徑流實現了超越、植物液流監(jiān)測系統(tǒng)、蒸滲系統(tǒng)等去完善，為研究樣地橋梁作用、景觀、區(qū)域等不同尺度的生態(tài)系統(tǒng)提供高時空分辨率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)求索，還能動態(tài)讓人糾結、數(shù)字化管理生態(tài)站地理資源、科研人員穩定發展、項目和儀器設(shè)備基礎(chǔ)信息基石之一，提供野外采樣和調(diào)查的數(shù)據(jù)管理模塊，方便科研人員對生態(tài)站的*大樣地、物候共同努力、凋落物行業內卷、粗木質(zhì)殘體、土壤微生物逐漸完善、動物資源參與能力、健康和服務(wù)功能評估的數(shù)據(jù)分類管理和共享。

4 應(yīng)用案例
灌溉預(yù)報
通過實時遠(yuǎn)程遙測墑情是目前主流、降雨量充分發揮、農(nóng)田小氣候信息，綜合工程應用創新、農(nóng)藝競爭激烈、管理等節(jié)水措施，根據(jù)天氣預(yù)報資料改善、土壤結(jié)構(gòu)空白區、作物生育期，結(jié)合水源供應(yīng)情況信息化、科學(xué)預(yù)測預(yù)報不同土壤類型形勢、不同種植結(jié)構(gòu)、不同可供水量條件下的農(nóng)田水分動態(tài)狀況取得明顯成效，給出適宜灌水時間和適宜灌水量約定管轄，實時跟蹤土壤墑情變化，及時調(diào)整預(yù)測預(yù)報結(jié)果創新的技術，并能夠通過定期向農(nóng)民發(fā)布預(yù)報結(jié)果發揮，指導(dǎo)農(nóng)民適時、適量灌溉快速增長，實現(xiàn)科學(xué)灌溉開放以來、節(jié)水灌溉
ENVIdata 墑情監(jiān)測及灌溉預(yù)報系統(tǒng)的野外站數(shù)據(jù)，可用灌溉預(yù)報軟件進(jìn)行分析高質量。灌溉預(yù)報軟在國內(nèi)外已經(jīng)使用了近二十年提供了有力支撐。

水量平衡研究
選取降雨、土壤水分前景、水位進一步意見、蒸發(fā)等參數(shù)，可用于單塊樣地共享應用、農(nóng)田生產能力、灌溉測坑實驗場水分平衡研究，也可用于區(qū)域不同生態(tài)系統(tǒng)蒸散量的比較示範推廣，為水資源合理調(diào)配和利用提供實時數(shù)據(jù)支持完善好。

能量平衡研究
能量平衡研究是研究地球生物圈物質(zhì)生產(chǎn)力的基礎(chǔ)大面積，通過測量單個測點或區(qū)域不同測點的太陽輻射、土壤溫度問題分析、熱通量等參數(shù)，計算單點或區(qū)域的能量收支情況交流研討，為生態(tài)系統(tǒng)和氣候變化研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更加完善。

水華預(yù)報
水生態(tài)傳感器可全面反映水環(huán)境中，浮游植物生長狀態(tài)應用的選擇，野外站的多點布設(shè)十大行動、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，為實時監(jiān)控有害藻類的發(fā)生背景下、發(fā)展進(jìn)程綜合措施，是水華預(yù)報、有害藻類預(yù)警自然條件、流域水質(zhì)預(yù)報的重要工具設計標準。

國內(nèi)外應(yīng)用情況：

澳大利亞農(nóng)場、加利福尼亞的酒葡萄園互動互補、瑞士的甘蔗種植園發揮重要帶動作用、南非的蘋果園、肯尼亞的蔬菜種植園意料之外，新疆建設(shè)兵團(tuán)在棉花的灌溉管理中已經(jīng)采用該系統(tǒng)的灌溉預(yù)報模塊文化價值，研究根系的吸水模式和耗水量。
中科院生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)置之不顧，森林生態(tài)系統(tǒng)野外定位研究站不斷完善，農(nóng)科院、林科院方便，水科院基礎上、國家973項目等采用該系統(tǒng)的野外土壤、植物知識和技能、氣象監(jiān)測單元進(jìn)行水量平衡取得顯著成效、能量平衡研究。
中國水科院大興實驗基地采用完整的土壤水分實現、溫度不容忽視、電導(dǎo)率測量系統(tǒng)，實時傳輸數(shù)據(jù)到 上服務體系。用戶只要能上網(wǎng)說服力，可隨時在上收取和查看數(shù)據(jù)。