農田土壤水分預報
農田土壤水分預報系統能夠全面、科學、真實地反映被監測區的土壤變化，可及時、準確地提供各監測點的土壤墒情狀況，為減災抗旱提供了重要的基礎信息。
DATA86農田土壤水分預報軟體界面正文
即根據土壤水分變化規律及未來的氣象要素變化特徵，對計畫層土壤水分狀況進行的預報。又稱農作物水分供應狀況預報。包括土壤含水量預報和根據作物的水分要求，對農田水分供應狀況作出鑑定兩個部分。主要用於旱作地區。農田土壤水分含量的變化，受天氣條件、土壤水文條件、農作物生育狀況和農業措施四個方面的影響，每一方面又有諸多因素。目前提出的各種預報方法都僅能考慮部分因素，因而都有局限性。常用的方法有水分平衡法和統計相關法兩種。
水分平衡法 根據水分平衡原理，在農田土壤水分收支各分量中，略去影響較小的分量，確定主要收支項（見農田水分平衡）。農田計畫層水分的主要收入項是降水和灌溉水，主要支出項是農田蒸散量。當降水量或灌溉量超過田間持水量時，則要以土壤計畫層的最大增水量代表收入項，土壤最大增水量用土層可能保持的最大水量減去該時段降水或灌溉前的土壤含水量表示。農田蒸散量的確定比較複雜，一般採用經驗公式估算。也可用儀器測定，如用農田蒸散儀，或用氣象儀器在地面不同高度上測定氣象參數（梯度法），然後進行推算。
統計相關法 用農田土壤水分觀測資料與影響農田土壤水分變化的氣象因子建立相關方程，據以進行預報。其一般表達式為：
W＝k0＋k1x1＋k2x2＋k3x3
式中W為某些時段計畫層土壤含水量的變化值,x1為該時段初土壤含水量，x2為該時段內平均氣溫，x3為該時段內降水量,k0、k1、k2、k3是係數。此法的制定和套用較簡單，但需足夠的觀測資料，適用範圍有局限性。
當前農田土壤水分預報方法的研究中，很注意以下兩方面工作:①加強農業氣象觀測網和土壤水分觀測,以取得高質量的土壤水分資料。如用較大截面積的蒸散儀裝置於農田中以獲取更能代表農田蒸散的資料；②對一些計算經驗公式(如彭曼公式)中的有關項進行改進以適合地區間的不同情況。有些國家已開始用遙感技術，監測大面積農田水分的變化狀況。
系統構成
土壤水分自動測定系統主要由監控中心、通信網路、遠程監測設備和土壤墒情檢測設備四部分構成。◆監控中心
硬體主要由伺服器、計算機、交換機、印表機等組成。
軟體主要有作業系統軟體、資料庫軟體、DATA86土壤墒情監測系統軟體組成。
◆通信平台
包括中國移動GPRS網路和INTERNET公網。
系統計畫採用公網專線的組網方式，監控中心需具備可上外網的固定IP位址。
◆遠程監測設備
遠程監測設備可根據供電類型分為市電供電土壤墒情監測終端、太陽能供電土壤墒情監測終端DATA-6311和電池供電土壤墒情監測終端DATA-6216。
針對土壤墒情監測點分散分布、不易布線的特點，建議選用太陽能供電型土壤墒情監測終端。
◆土壤墒情檢測設備
根據監測需求，可採用1路土壤水分感測器實現單點墒情檢測；也可採用多路土壤水分感測器，並將感測器布置在不同的深度，實現監測點的剖面土壤墒情檢測。
農田土壤水分預報構成功能特點
農田土壤水分預報系統可實現全天候不間斷監測。現場遠程監測設備自動採集土壤墒情實時數據，並利用GPRS無線網路實現數據遠程傳輸；監控中心自動接收、自動存儲各監測點的監測數據到資料庫中。DATA86農田土壤水分預報系統系統主要功能如下：
●符合最新墒情監測規範SL364-2006。
●實時監測土壤水分，各監測點可靈活進行單路測量或多路剖面測量。
●土壤水分超過預先設定的限值時，立刻上報告警信息。
●可擴展土壤溫度、電導率、PH值以及地下水參數、氣象參數等監測功能。
●數據採集、存儲頻率可靈活調整，可遠程設定監測設備工作參數。
●遠程監測設備只在採集數據時才給感測器供電，一方面節約了能源，另一方面避免
了因長期供電導致土壤物理性質變化所形成的測量誤差。
●支持GPRS、短訊息、區域網路等多種通訊方式，推薦採用GPRS無線通訊。
●可同時將監測數據上報至多箇中心。
●具備遠程設備維護功能，可擴展遠程拍照功能。
●具備監測數據、報警數據的統計、分析功能，數據報表可導出、可列印輸出。
●監測系統軟體具備GIS功能，可在地圖上顯示各監測點的詳細分布位置。
●監測系統軟體支持通過OPC接口與其它系統對接。
硬體設備
（1）、土壤墒情監測終端
土壤墒情監測終端DATA-9201◆安裝方式：立桿安裝或壁掛安裝。
◆供電方式：太陽能供電。
◆對感測器供電電壓：10~30V。
◆與監控中心通信方式：GPRS。
◆數據上報方式：實時上報。
◆核心產品：
監測終端內的核心產品選用DATA-6311型低功耗測控終端。該產品集數據採集、顯示、傳輸、存儲功能於一體，採用低功耗設計，特別適用於太陽能供電的監測現場，可大大減少太陽能供電成本並降低施工難度。
產品特點
1、數據採集、傳輸一體化設計。
2、GPRS實時線上功耗低，線上平均電流≤10mA。
3、可選配水文、水資源等多種數據傳輸規約。
4、支持各家組態軟體，支持用戶自行開發軟體系統。
技術參數
硬體配置：6路PI、4路DI、4路AI、3路DO、2路串口。
存儲容量：4M。
供電電源：10V～30VDC。
功耗：待機電流＜0.1mA/12V；
線上電流≤6mA/12V；
傳送電流≤60mA/12V；
實時線上平均電流：≤10mA/12V。
工作環境：溫度：-40～+85℃；濕度：≤95%。
安裝方式：導軌式。
外形尺寸：145x100x65mm。
◆工作原理示意圖：
工作原理示意圖（2）、土壤水分感測器
水分是決定土壤介電常數的主要因素。測量土壤的介電常數，能直接穩定地反應各種土壤的真實水分含量。土壤水分感測器可測量土壤水分的體積百分比，與土壤本身的機理無關，是目前國際上最流行的土壤水分測量方法。土壤水分感測器是一款高精度、高靈敏度的測量土壤水分的感測器。
土壤水分感測器性能指標：
測量參數：土壤容積含水量。
單位：%（m3/m3）。
量程：0～100%（m3/m3）。
精度：±2%（m3/m3）。
測量區域：90%的影響在圍繞中央探針的直徑3cm、
長為6cm的圓柱體內。
穩定時間：通電後約1秒。
回響時間：回響在1秒內進入穩態過程。
工作電壓：12V~24VDC。
輸出信號：4～20mA標準電流環。
密封材料：ABS工程塑膠。
探針材料：不鏽鋼或銅。
電纜長度：標準長度5m。
遙測距離：小於1000米。
主要特點：
①高穩定性，安裝維護操作簡便。
②支撐的材料為環氧樹脂，強度和壽命得到保證。
③密封性好，可長期埋入土壤中使用，且不受腐蝕。
④採用標準的電流環傳送技術使其具有抗干擾能力強，傳送距離遠，測量精度高，回響速度快。
⑤土質影響較小，套用地區廣泛，適合中國國情。
DATA86農田土壤水分預報現場