TCTSS 39-2021 新昌县茶园生态监测系统数字化建设技术规范.pdf

ICS 67.140.10 CSS X 55 团 体 标 准 T/CTSS 39-2021 新昌县茶园生态监测系统数字化建设技术规范 Technical specifications for digital construction of tea plantation ecological monitoring system in Xinchang 中 国 茶 叶 学 会中 国 茶 叶 学 会 2021-12-20 发布 2021-12-20 实施 发 布 全国团体标准信息平台 前 言 本文件按 GB/T 1.1-2020 给出的规则起草。本文件由浙江省新昌县气象局提出。本文件由中国茶叶学会标准化工作委员会归口。本文件起草单位：浙江省新昌县气象局、浙江省新昌县茶叶站、浙江甲骨文超级码科技股份有限公司、浙江蓝天气象科技有限公司。本文件主要起草人：娄伟平、邓盛蓉、周竹定、黄锋、廖必军、孙科、杨鸣、朱涛、何菁、陈子罕、袁丹丹、章永辉、杨俊益。全国团体标准信息平台 1 新昌县茶园生态监测系统数字化建设技术规范 1 范围 本文件规定了新昌县茶园生态监测系统数字化建设的术语和定义、茶园生态监测系统。本文件适用于新昌县茶园生态监测系统数字化建设。2 规范性引用文件 下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 31162 地面气象观测场（室）防雷技术规范 QX/T 117 气象观测资料质量控制 地面气象辐射 QX/T 118 气象观测资料质量控制 地面 QX/T 551 气象观测资料质量控制 土壤水分 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 数字化观测 digital observation 应用计算机技术、模式识别、数字影像处理技术等方法，用数字方式表达观测对象的物理信息。3.2 数字化茶园生态监测系统 digital tea plantation ecological monitoring system 应用计算机技术、物联网技术、智能技术和可视化技术，通过数字化设备将茶园生态监测站每个监测仪器与茶产业大数据中心进行无缝连接，实现长期连续监测数据标准化、规范化自动采集与远程传输及更新，从而实现茶园生态环境、茶树生长全过程信息数字化和可视化的表达、管理与共享等功能。3.3 茶园生态监测数字化信息自动采集设施 digital data collecting facilities for tea plantation ecosystem 安装在茶园中具有数据、图像等信息自动采集功能的仪器或设备及基础设施。3.4 数据质量控制 data quality control 通过自动或人工等方式，对数字化数据中发现的各类疑误信息进行判别、核对、修改、确认等操作，使用质量控制码对质量控制后的数据进行标识，以保证数字化数据质量达到茶园生态监测工作使用标准的过程。3.5 界限值检查 limit value check 数字化信息是否处在一个特定范围之内的检查。3.6 时间一致性检查 time consistency check 数字化信息在一定时间范围内的变化是否具有特定规律的检查。全国团体标准信息平台 2 3.7 茶产业大数据中心 tea industry big data center 通过横向政府部门报表数据整合、上级数据的对接、应用系统的接入以及物联网硬件数据的接入等，汇集新昌县茶产业相关的所有数据，包括自然资源数据、主体人才数据、农资数据、产业经营数据、公共服务数据等，集成数据采集、存储、打通、应用和治理全过程的数据专题库。4 茶园生态监测系统 4.1 数字化监测项目 数字化监测项目为云量、雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、病虫害、茶树受害症状、风向、风速、空气温度、空气湿度、降水量、二氧化碳、土壤温度、土壤湿度、土壤 pH 值、太阳总辐射、光合有效辐射、太阳光谱辐射、PM 2.5、PM 10、负氧离子、臭氧浓度。4.2 数字化监测设备技术性能 云量、雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、病虫害、茶树受害症状监测采用的高清摄像机性能要求应符合附录 A 中的表 A.1 的要求，太阳光谱辐射仪性能要求应符合附录 A 中的表 A.2 的要求，其它数字化监测需要的监测指标及监测仪器性能要求应符合附录 A 中的表 A.3 的要求。4.3 数字化监测设备安装位置 用于观测雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、茶树受害症状的高清摄像机在茶园四周各安装 1 个；观测病虫害、茶树受害症状的高清微距摄像机在茶园四周、茶园中间位置各安装 1 个；其它数字化监测仪器各 1 个，均安装在茶园中间位置。4.4 供电设施 茶园生态监测设备应具备高稳定性、无干扰的系统电源，可市电或太阳能电池板供电，可对备用电池充电，备用电池在供电发生故障时可保障设备 7 天以上的供电需求。4.5 防雷设施 按 GB/T 31162 的规定执行。4.6 仪器安装 用于观测云量、雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、茶树受害症状的高清摄像机安装在离地面高度2.8 m 高的立杆上；观测病虫害、茶树受害症状的高清微距摄像机安装在离地面高度 1.2 m 高的立杆上；其它仪器安装要求应符合附录 A 中的表 A.4 的要求。4.7 数据处理 4.7.1 风向、风速、空气温度、空气湿度、降水量、土壤温度数据质量控制按 QX/T 118 的规定执行。4.7.2 太阳总辐射、光合有效辐射、太阳光谱辐射、直接辐射、散射辐射数据质量控制按 QX/T 117的规定执行。4.7.3 二氧化碳、负氧离子、土壤 pH 值、臭氧浓度、大气颗粒物数据执行界限值检查和时间一致性检查。4.7.4 土壤湿度数据质量控制按 QX/T 551 的规定执行。4.7.5 云量、雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、病虫害、茶树受害症状数据执行人工检查。4.7.6 云量、雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、病虫害、茶树受害症状视频图像在茶产业大数据中心利用数字化观测技术转换为数字存储。4.8 数字化信息采集器 数字化信息采集器应满足以下要求：a)存储 3 个月以上的每 10 分钟和每 60 分钟整点所有观测数据及不间断视频数据；b)读取存储的数据；c)时钟误差每月不超过 15 s，具有自动与手动时钟校对功能；d)预留现场总线接口和新增观测要素传感器接口；e)具有在线升级程序的调试接口；f)可以使用交流或直接供电。全国团体标准信息平台 3 4.9 数字化信息传输 茶园生态监测设备应具备现场采集和远程传输的通迅接口。数据、图像等数字化信息可通过 4G以上网络传输技术传输到茶产业大数据中心。4.10 数据异常 数据自动质量控制发现疑误信息或茶产业大数据中心未能及时接收到数字化信息，通过短信、微信、钉钉或电话自动向管理人员发送报警信息。全国团体标准信息平台 4 附 录 A （规范性）数字化监测设备技术性能要求 A.1 高清摄像机性能要求 指标应符合表 A.1 要求。表 A.1 高清摄像机性能要求 监测项目监测项目 摄像机摄像机名称名称 视角视角 夜间自动控夜间自动控制补光灯制补光灯 分辨率分辨率 自动加热自动加热除霜功能除霜功能 云量 高清摄像机 180 不配备 1200 万像素 具备 雾、结冰、霜、积雪、茶树生长、茶树受害症状 高清摄像机 180 配备 1200 万像素 具备 病虫害、茶树受害症状 高清微距摄像机相机 94118 配备 2000 万像素 具备 A.2 太阳光谱辐射仪性能要求 指标应符合表 A.2 要求。表 A.2 太阳光谱辐射仪性能要求 波长范围波长范围 光学分辨光学分辨率半高宽率半高宽 波长精度波长精度 方向响应方向响应 温度响应温度响应-10+50 零偏移量零偏移量aa-200W/m2200W/m2 300 nm1100 nm 7.5 nm 0.2 nm 5%2%1 W/m2 A.3 监测指标及监测仪器性能要求 指标应符合表 A.3 要求。表 A.3 监测指标及监测仪器性能要求 监测指标监测指标 测量范围测量范围 分辨分辨率率 准确度准确度 平均时平均时间间 采样频率采样频率 风向 0 360 1 3 1 min 6 次/min 风速 0 m/s75m/s 0.1 m/s 0.3 m/s 1 min 6 次/min 空气温度-30+50 0.1 0.2 1 min 6 次/min 空气湿度 0%100%1%2%1 min 6 次/min 降水量 0.1 mm 0.1 mm 二氧化碳 0 ppm 1000 ppm 1 ppm 1 ppm 1 min 6 次/min 土壤温度-20+50 0.1 0.2 1 min 6 次/min 土壤湿度 0%100%1%2%1 min 6 次/min 全国团体标准信息平台 5 土壤 pH 值 3.59.0 0.1 0.3 1 min 6 次/min 太阳总辐射 0 Lux2500 Lux 1 Lux 2%1 min 6 次/min 光合有效辐射 0 W/m22500 W/m2 1 W/m2 1 W/m2 1 min 6 次/min PM 2.5 0 g/m1000 g/m 1 g/m 10%FS 1 min 6 次/min PM 10 0 g/m1000 g/m 1 g/m 10%FS 1 min 6 次/min 负氧离子 0 个/cm3500000 个/cm3 10 个/cm3 1%5 min 6 次/min 臭氧浓度 0 ppm50 ppm 0.01 ppm 1%5 min 6 次/min A.4 仪器安装要求 指标应符合表 A.4 要求。表 A.4 仪器安装要求 仪器仪器 安装要求安装要求 允许误差范围允许误差范围 基准部位基准部位 风向传感器 距地高度 10 m 12 m 方位正北/5 风标中心 方位指北杆 风速传感器 距地高度 10 m 12 m/风杯中心 空气温湿度传感器 距地高度 150 cm 5 cm 感应部位中部 翻斗雨量传感器 距地高度 70 cm 3 cm 承水口口缘 二氧化碳传感器 距地高度 150 cm 5 cm 感应部位中部 土壤温度传感器 深度 20 cm、40 cm、60 cm 1 cm 感应部位中部 土壤湿度传感器 深度 20 cm、40 cm、60 cm 1 cm 感应部位中部 土壤 pH 值 深度 20 cm、40 cm、60 cm 1 cm 感应部位中部 辐射传感器 离茶树冠层最高部位 20 cm 方位正北 10 cm 0.25 支架安装面 底座南北线 PM 2.5/PM 10 采样器 距地高度 150 cm 5 cm 采样器入口 负氧离子传感器 距地高度 150 cm 5 cm 传感器进风口 臭氧传感器 距地高度 150 cm 5 cm 传感器进风口 全国团体标准信息平台