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河北省消防總隊培訓基地門診部,河北石家莊 050035
[摘要] 目的 分析患者輸血前感染性指標檢測結(jié)果,了解患者輸血前傳染性疾病感染情況及感染控制。方法 回顧性分析2013年1~12月我院收治的需要輸血治療的1080例患者臨床資料,分析人類免疫缺陷病毒抗體(抗-HIV1/2)、梅毒螺旋體抗體(抗-TP)、乙型肝炎表面抗原(HBsAg),丙型肝炎病毒抗體(抗-HCV)四項主要感染性指標檢測結(jié)果。結(jié)果 1080例患者HBsAg110例,陽性率10.19%,抗-HCV21例,陽性率1.11%,梅毒30例,陽性率1.76%,抗-HIV1例,陽性率0.09%。結(jié)論 輸血前進行感染性指標檢測可及時發(fā)現(xiàn)潛在感染源,也可避免輸血后不必要的醫(yī)療糾紛。
[
關(guān)鍵詞 ] 輸血前;感染性指標;感染控制
[中圖分類號] R446.11 [文獻標識碼] A [文章編號] 1672-5654(2014)10(b)-0156-02
輸血是臨床上非常重要的醫(yī)療措施,但也可能引起疾病血源性傳播,近年各國對于輸血感染的報道屢見不鮮,由此導致的醫(yī)療糾紛也層出不窮,因此輸血前感染性指標檢測非常重要,如果能在輸血前對患者進行感染性指標檢測,不僅能全面了解患者輸血前的健康狀況,發(fā)現(xiàn)潛在感染源并能對其采取相應(yīng)的措施,有效避免輸血感染情況的發(fā)生,同時也可避免輸血后不必要的醫(yī)療糾紛[1]。筆者對2013年1~12月我院收治的需要輸血治療的1080例患者進行主要感染性指標檢測結(jié)果進行統(tǒng)計,并提出感染控制措施,為臨床治療提供參考。
1資料與方法
1.1一般資料
選擇2013年1~12月在我院各科住院,需要輸注血液制品的患者1080例為研究對象,采用酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA法)進行人類免疫缺陷病毒抗體(抗-HIV1/2)、乙肝表面抗原(HBsAg)、丙型肝炎病毒抗體(抗-HCV)、梅毒螺旋體抗體(抗-TP)進行檢測和分析,其中男589例,女491例,患者年齡21~65歲,平均(36.4±10.1)歲。
1.2方法
抗-HIV、HBsAg、抗-HCV、抗-TP均采用ELISA試劑盒檢測,酶標儀嚴格按儀器說明書操作,結(jié)果判斷以酶標儀讀數(shù)為準。
1.3 統(tǒng)計學處理
數(shù)據(jù)的處理采用excel工作表,率的表示采用%。
2結(jié)果
我院1080例患者輸血前4項檢測的結(jié)果顯示,HBsAg110例,陽性率10.19%,抗-HCV21例,陽性率1.11%,梅毒30例,陽性率1.76%,抗-HIV1例,陽性率0.09%,具體見表1。
表1 患者輸血前相關(guān)指標檢測情況
3討論
3.1輸血前主要感染性指標檢測結(jié)果分析
臨床中經(jīng)血液傳播的疾病類型較多,如HBV、HIV、HCV、梅毒等,雖然通過嚴格篩選獻血者等手段,現(xiàn)代醫(yī)療中預防和控制輸血相關(guān)疾病的發(fā)生方面取得了一定進展,但輸血后發(fā)生相關(guān)傳染病仍屢見報道,隨著人們對輸血的不斷認識,輸血安全已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點問題。
病毒性肝炎是我國最為高發(fā)的傳染性疾病,特別是乙型肝炎病毒,是我國輸血安全的主要威脅[2],本研究分析結(jié)果顯示,在我院已做輸血前檢測的1080例患者中,HBsAg陽性率達10.19%,發(fā)生率最高,而這一數(shù)據(jù)與
參考文獻報道大致相同[3]。HCV主要是血源性傳播的丙型肝炎,臨床也較為常見,常用(ELISA法對其抗-HCV進行檢測,我國各地HCV感染情況不一,抗-HCV陽性率范圍為1.2%~5.4%[4],本文1080例患者抗-HCV陽性21例,陽性率1.11%,接近于與我國普通人群平均水平低限。梅毒是由梅毒螺旋體引起的一種傳染病,梅毒的發(fā)病率在普通人群中的發(fā)病率已較以前大為降低,但這種疾病的早、中期臨床表現(xiàn)不顯著,常造成患者對病情的忽視[5],本文1080例患者抗-HCV陽性301例,陽性率1.76%。近年來,艾滋病發(fā)病率呈顯著上升趨勢,已進入一個快速增長期,據(jù)WHO統(tǒng)計,世界HIV感染者中約有5%~10%是經(jīng)血液傳播感染,而最近10年來,艾滋病正從高危人群向普通人群大面積擴散[6]。本文1080例患者中僅有1例檢測出抗-HIV陽性,陽性率0.09%,這與本地區(qū)吸毒人群較少,艾滋病感染率較低有關(guān)。
輸血前對主要感染指標進行檢測能夠有效提高醫(yī)護人員和患者對血液傳播疾病的認識,對防止醫(yī)源性感染起到重要的作用,同時,也可及時發(fā)現(xiàn)潛在的病毒感染的患者,警示醫(yī)護人員在醫(yī)療活動中注意隔離防護,減少醫(yī)療損傷,對防止疾病的擴散和及時治療起到積極的作用。
3.2感染控制對策
3.2.1做好輸血前主要感染性指標的檢測工作 臨床醫(yī)師必須要嚴格遵守輸血前檢測制度,在了解輸血患者的病例和疾病狀況,了解其既往病史的基礎(chǔ)上,積極對其進行輸血前常規(guī)檢查,了解患者輸血前抗-HIV、HBsAg、抗-HCV、抗-TP的感染情況。
3.2.2嚴格執(zhí)行輸血技術(shù)規(guī)范 在進行輸血操作時,要嚴格按照國際有關(guān)法律法規(guī)要求,嚴格遵守臨床輸血的管理和操作規(guī)程,并判定好患者的病情及輸血指征,保證每位輸血患者都是必須要進行輸血治療,而不是過度治療。
3.2.3加強血液血液制品的管理 對血液制品進行病毒滅活是控制輸血感染的重要步驟,由于臨床“窗口期”的存在會導致一定的漏檢率[7],我們必須要對血液制品進行病毒滅活;同時,輸血科的采血室要定期進行消毒滅菌,對貯存血液的設(shè)備也要定期進行消毒和細菌學監(jiān)測。
3.2.4提高血液檢測技術(shù)水平 為了輸血的安全應(yīng)該及時引進靈敏高、特異性好、廣譜性的檢測方法;并把握好試劑質(zhì)量關(guān),對捐獻的血液采用具有生產(chǎn)資質(zhì)的不同生產(chǎn)廠家試劑進行初復檢。
3.2.5積極開展成分輸血 成分輸血是當前輸血技術(shù)發(fā)展的總趨勢,更是減少輸血感染病毒的有效途徑。血液的各種成分中含有的病毒數(shù)量是不同的,分布也是不均勻的,血細胞最高,血漿次之,紅細胞血小板相對較為安全[8],因此給輸血患者以血液中的某種成分可以減少患者感染病毒的危險。
綜上所述,加強輸血前的感染指標分析無論是對醫(yī)生還是患者都是有積極意義的,對于輸血患者而言,不但可提高輸血安全性,發(fā)現(xiàn)潛在疾?。粚τ卺t(yī)院來說,能夠有效降低醫(yī)療糾紛,并降低院內(nèi)感染情況的發(fā)生,因此,在臨床中具有重要的應(yīng)用價值與臨床意義,我們也應(yīng)當通過做好輸血前主要感染性指標的檢測工作、嚴格執(zhí)行輸血技術(shù)規(guī)范、加強血液血液制品的管理、提高血液檢測技術(shù)水平、積極開展成分輸血等手段來控制感染的發(fā)生。
[
參考文獻]
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[關(guān)鍵詞]細辛;揮發(fā)性成分;頂空-固相微萃取-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù);定量分析;生物樣品檢測;肝組織;腦組織;血液
細辛為常用中藥,用于風寒感冒、頭痛、牙痛、鼻塞流涕、鼻鼽、鼻淵、風濕痹痛、痰飲喘咳。但在細辛的臨床用量上自古以來就有爭論:一方面認為細辛散劑過量會導致中毒,“細辛若單味用末不可過半錢匕(約1g),多即氣閉塞不通者死,雖死無傷”;而另一方面細辛在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為上品,且《名醫(yī)別錄》亦曰:細辛無毒。目前對細辛活性和毒性成分的體內(nèi)研究較少,Ma等使用LC-MS/MS對給藥細辛后大鼠血漿中的2個非揮發(fā)性成分芝麻脂素、細辛脂素進行了動態(tài)的研究,但未研究體內(nèi)細辛揮發(fā)性成分;本課題組前期使用HS-SPME-GC-MS和HPLC-APCI-IT-TOF-MSn對細辛鼻腔給藥后進入家兔血液和腦脊液的揮發(fā)性和非揮發(fā)性成分進行了定性的檢測,但未進行定量分析研究。而細辛揮發(fā)性成分既報道有活性,又被認為是主要的毒性部分。因此有必要對細辛的揮發(fā)性成分在給藥后體內(nèi)的吸收成分的含量進行研究,通過對細辛給藥后主要揮發(fā)性成分的定量分析,闡明細辛在體內(nèi)發(fā)揮作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。
HS-SPME-GC-MS是一種靈敏度高、樣品前處理簡便的分析揮發(fā)性成分的方法,能夠?qū)]發(fā)性物質(zhì)進行精確定性、定量,現(xiàn)已被應(yīng)用于環(huán)境、食品分析、司法鑒定、植物、中藥分析等各領(lǐng)域;根據(jù)頂空固相微萃取的原理,涂層中分析物的萃取量Ⅳ與其樣品中初始濃度c0的關(guān)系為:對極易揮發(fā)的分析物N=[1-e(-at)]c0;對揮發(fā)性較低的分析物N:btc0(b是與分析物蒸發(fā)速率常數(shù)及其在樣品底層與頂空氣相分配系數(shù)都相關(guān)的一個常數(shù))。由此可知,在涂層類型、萃取時間、萃取溫度等操作條件固定的前提下,無論是否達到萃取平衡,分析物在萃取涂層中的萃取量都與其初始濃度成正比,因此,本研究選擇HS-SPME-GC-MS定量分析體內(nèi)的細辛主要揮發(fā)性成分。
文獻報道甲基丁香酚、黃樟醚、3,5-二甲氧基甲苯為細辛中揮發(fā)油的主要成分,甲基丁香酚具有降血壓、鎮(zhèn)咳、鎮(zhèn)痛等作用,3,5-二甲氧基甲苯具有鎮(zhèn)靜的活性,3,4,5-三甲氧基甲苯具有抗炎的功效,4-烯端丙基苯甲醚有抗氧化、抗菌和抗炎的活性,黃樟醚則有呼吸中樞抑制作用。本課題組前期研究團結(jié)果顯示,3,4,5-三三甲氧基甲苯、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯是細辛中可吸收入血發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的有效成分。因此,為了更好地對細辛在體內(nèi)發(fā)揮藥效、產(chǎn)生毒性的物質(zhì)基礎(chǔ)進行研究,本文建立了給藥細辛后7種揮發(fā)性成分在小鼠體內(nèi)的含量測定方法,即選擇使用HS-SPME-GC-MS分析細辛灌胃給藥后小鼠血液、肝和腦中細辛成分4端丙基苯甲醚、甲基丁香酚、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三甲氧基甲苯、細辛素、3,5-二甲氧基甲苯和黃樟醚的含量。
1 材料
Shimadzu QP-2010 Ultra GC-MS聯(lián)用儀,配備有AOC-5000自動進樣器;VF-WAXms毛細管柱(0.25mm×30m,0.25μm);PDMS/DVB SPME萃取頭(65μm,美國Supelco公司,型號57293--U);10mL頂空瓶(日本GL Science公司,型號GL-18-1417),配備有硅酮/PTFE隔墊和磁性瓶蓋;Sartorius 1/10萬電子天平(德國Sartorius公司,型號BP211D),1/1萬電子天平(瑞士梅特勒托利多公司,型號AL204);FW100高速萬能粉碎機(中國泰斯特儀器有限公司);T10組織勻漿機(IKA公司);抗凝真空采血管K,EDTA(奧地利Greiner C0公司)。
4-烯丙基苯甲醚(CAS號140-67-0,批號MKBN4968V)購自Sigma公司;甲基丁香酚(CAS號93-15-2,批號PH3YH-MG)購自TCI公司;3,5-二甲氧基甲苯(cAS號4179-19-5,批號10099004)購自Mfa Aesar公司;3,4,5-三甲氧基甲苯(CAS號6443-69-2,批號19923)購自Aladdin公司;黃樟醚(CAS號94-59-7)為本研究室前期從華細辛Asarum siebol-dii Miq。地下部分中分離得到;2,3,5-三甲氧基甲苯(CAS號38790-14-6)和細辛素(CAS號18607-93-7)由本研究室前期合成得到,結(jié)構(gòu)經(jīng)MS和NMR鑒定;4-烯丙基苯甲醚、甲基丁香酚、3,5-二甲氧基甲苯、3,4,5-二甲氧基甲苯、2,3,5-三甲氧基甲苯、黃樟醚經(jīng)GC-MS檢測,純度均大于98%,細辛素采用峰面積歸一化法,純度大于98%。
北細辛藥材2013年8月采集于遼寧省新賓縣(采集編號GXLiu20130808),經(jīng)北京大學蔡少青教授鑒定為北細辛A.heterotropoides Fr. Schmidt var.mandshuricum(Maxim.)Kitag.的根和根莖。憑證標本存放于北京大學藥學院生藥標本室。
ICR雄性小鼠,體重(20±2)g,購于北京大學醫(yī)學部實驗動物科學部。所有動物實驗均得到北京大學醫(yī)學倫理委員會的許可,實驗動物使用許可證號syxk(京)2011-0039。動物飼養(yǎng)于標準環(huán)境,溫度(23±1)℃,相對濕度(55±5)%,明暗周期12h/12h,標準顆粒飼料喂養(yǎng)。
2 方法
2.1 細辛混懸劑的制備
取細辛藥材粉碎,過100目篩。取粉末適量,加去離子水配制成0.081g?mL-1的細辛混懸劑。
2.2 樣品收集
取健康ICR小鼠21只,實驗前禁食12h,隨機分為空白組(n=10,灌胃給純凈水,灌胃體積0.03mL?g-1體重),給藥組(n=11,灌胃體積0.03mL?g-1體重,單次灌胃給藥劑量為2.43g?kg-1)。先將細辛混懸劑振搖混合均勻后,用注射器吸取適量并灌胃給藥。給藥25min后斷頭處死小鼠,取血,冰上解剖取肝和腦,放在冰上暫時保存,用于制備生物樣品。
2.3 樣品的制備方法
將同組小鼠腦組織混合,加入0.5倍生理鹽水,使用組織勻漿器勻漿,在冰上研磨均勻,將制備好的腦勻漿液0.5g放入10mL頂空進樣小瓶中。將同組小鼠血液混合,取500μL放入10mL頂空進樣小瓶中,加入0.1gNaCl。將同組小鼠肝臟混合,加入0.5倍生理鹽水,使用組織勻漿器,在冰上研磨均勻,將制備好的肝組織勻漿液1.0g放入10mL頂空進樣小瓶中,加入0.1gNaCl。給藥小鼠肝、腦和血液混合樣品各制備2份,放在冰上保存,分析前20nin放置于室溫環(huán)境。
2.4 HS-SPME-GC-MS檢測條件
2.4.1 GC條件 VF-WAXms毛細管柱(0.25mm×30m,0.25μm);程序升溫條件為初始溫度40℃,保持3min,隨后5℃?min-1升溫至100℃,保持10min,隨后5℃?min-1升溫至110℃,保持5min,隨后5℃?min-1升溫至190℃,最后10℃?min-1升溫至230℃,保持3min。腦組織樣品分析選擇為不分流模式,血液和肝臟組織樣品分析選擇分流比為2。
2.4.2 MS條件 離子源為EI源,離子源溫度200℃,接口溫度250℃。溶劑剪切時間0.50min,掃描方式為Scan模式,相對分子質(zhì)量掃描范圍35~500。
2.4.3 HS-SPME萃取條件 PDMS/DVB(65μm)萃取頭,萃取溫度70℃,解吸時間3min,解吸溫度250℃。
2.4.4 組織樣品萃取條件 考察了樣品萃取的預熱時間(15,30,40min),萃取時間(20,30,40min),選取3,5-二甲氧基甲苯、黃樟醚、甲基丁香酚、3,4,5-三甲氧基甲苯、2,3,5-三甲氧基甲苯的峰面積總和作為指標,比較不同萃取時間和不同預熱時間的萃取效果。最終確定腦組織樣品的預熱時間30min,萃取時間30min;血液樣品選擇預熱時間40min,萃取時間40min;肝組織樣品選擇預熱時間40min,萃取時間15min。
2.5 給藥小鼠血液、腦和肝中7個細辛可吸收成分定量方法的建立
2.5.1 標準曲線的建立及檢測限和定量限的測定
精密稱定黃樟醚、甲基丁香酚、細辛素、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯和4-烯丙基苯甲醚對照品,使用甲醇溶解至質(zhì)量濃度分別為1.0566,1.0606,1.1506,1.0328,1.1206,1.0997,1.2450g?L-1的儲備溶液。將儲備液用甲醇稀釋成不同濃度的混標,加入到空白的腦、肝組織和血液樣品中,按2.4項下方法測定,以質(zhì)量濃度(血液樣品mg?L-1,肝和腦組織樣品μg?g-1)為橫坐標,峰面積為縱坐標,計算各成分的回歸方程及相關(guān)系數(shù)。另外,在空白組織樣品中加入稀釋成不同濃度的混標,以響應(yīng)信號為噪音信號的3倍時(S/N:3)的濃度為檢測限(LOD),以響應(yīng)信號為噪音信號的10倍時(S/N:10)的濃度為定量限(LOQ)。
2.5.2 穩(wěn)定性和重復性 取給藥小鼠混合肝、腦和血液樣品各7份,分別在0,3,6,9,12,24,48h進樣,按2.4項下方法測定,根據(jù)黃樟醚、甲基丁香酚、細辛素、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯和4-烯丙基苯甲醚的峰面積計算RSD。取給藥小鼠混合肝、腦和血液給藥樣品各5份,按2.4項下方法測定,根據(jù)黃樟醚、甲基丁香酚、細辛素、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯和4-烯丙基苯甲醚的峰面積計算RSD。
2.5.3 日內(nèi)、日間精密度及相對回收率 分別將線性范圍內(nèi)高、中、低3個濃度的7種對照品混標溶液加入到空白肝、腦勻漿液和血液樣品中,平行測定9份樣品,按2.4項下方法測定,連續(xù)3d每天測量肝、腦勻漿液和血液樣品(高、中、低3個濃度各3份),根據(jù)黃樟醚、甲基丁香酚、細辛素、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯和4-烯丙基苯甲醚的峰面積計算RSD和相對回收率。
2.5.4 腦和肝組織的提取回收率 取空白肝勻漿液樣品,加入7個對照品的混標液適量(在線性范圍內(nèi)設(shè)置高、中、低3個濃度加入),取肝勻漿液1g,加入10mL頂空進樣小瓶中,加入NaCl0.1g,按2.4項下方法測定,各濃度分別平行測定3份樣品。取空白腦勻漿液樣品,加入7個對照品的混標液適量(在線性范圍內(nèi)設(shè)置高、中、低3個濃度加入),取0.5g腦組織勻漿液,加入10mL頂空進樣小瓶中,按2.4項下方法測定,各濃度分別平行測定3份樣品,根據(jù)黃樟醚、甲基丁香酚、細辛素、2,3,5-三甲氧基甲苯、3,4,5-三甲氧基甲苯、3,5-二甲氧基甲苯和4-烯丙基苯甲醚的峰面積計算提取回收率。
上述所有實驗室工作內(nèi)容系在2013年8月-2014年8月完成。
3 結(jié)果
3.1 標準曲線、檢測限和定量限
使用HS-SPME-GC-MS定量分析加入混標溶液的空白生物樣品,總離子流圖見圖1。肝勻漿液樣品、腦勻漿液樣品和血液樣品在該測定條件下各指標成分的線性及相關(guān)性良好(R2在0.9932~0.9999),小鼠肝勻漿液樣品、腦勻漿液樣品和血液樣品標準曲線、檢測限和定量限見表1~3。
3.2 穩(wěn)定性、重復性、精密度、相對回收率和提取回收率
肝勻漿液樣品、腦勻漿液樣品和血液樣品的穩(wěn)定性和重復性檢測結(jié)果見表4,日內(nèi)、日間精密度和相對回收率見表5~7,肝和腦組織樣品的提取回收率見表8。
3.3 細辛混懸劑給藥后小鼠體內(nèi)成分定量分析
灌胃給藥后,使用建立的定量方法對小鼠肝、腦和血液中7個成分的含量進行了分析,給藥后生物樣品的總離子流圖見圖2,定量結(jié)果見表9。
4 討論
本文使用HS-SPME-GC-MS分析方法,首次建立了體內(nèi)7個主要的細辛揮發(fā)性成分同時定量的方法。對給藥后小鼠的腦、肝和血液中的可吸收的細辛揮發(fā)性成分進行了研究。4-烯丙基苯甲醚在血液中質(zhì)量分數(shù)最高(0.25mg?L-1),肝中質(zhì)量分數(shù)次之(0.22μg?g-1),腦內(nèi)質(zhì)量分數(shù)最低(0.14μg?g-1)。2,3,5三甲氧基甲苯在血液(0.54mg?L-1)和肝(0.45μg?g-1)中質(zhì)量分數(shù)較高,腦內(nèi)質(zhì)量分數(shù)最低(0.13μg?g-1)。細辛素的質(zhì)量分數(shù)亦在血液中最高(0.69mg?L-1),其次為肝(0.48μg?g-1)和腦(0.039μg?g-1)。3,5-二甲氧基甲苯在肝中質(zhì)量分數(shù)最高(2.2μg?g-1),其次分別為血液(1.5mg?L-1)與腦(1.2μg?g-1)。黃樟醚在肝(1.3μg?g-1)和血液(1.1mg?L-1)中質(zhì)量分數(shù)較高,其次為腦(0.67μg?g-1)。甲基丁香酚在肝中質(zhì)量分數(shù)最高(1.1μg?g-1),血液中質(zhì)量分數(shù)次之(0.69mg?L-1),腦中質(zhì)量分數(shù)最低(0.39μg?g-1)。3,4,5-三甲氧基甲苯在肝中質(zhì)量分數(shù)最高(0.51μg?g-1),血液中質(zhì)量分數(shù)次之(0.45mg?L-1),腦中質(zhì)量分數(shù)最低(0.15μg?g-1)。
上述7種揮發(fā)性成分中,4-烯丙基苯甲醚、3.5-二甲氧基甲苯、黃樟醚、2,3,5-三三甲氧基甲苯、3,4,5-三甲氧甲苯、細辛素6種成分為首次進行細辛給藥后小鼠體內(nèi)定量分析的成分,細辛素為首次在體內(nèi)檢測到的細辛成分。甲基丁香酚已有人檢測過血清中含量,但檢測肝和腦中含量系首次報道。這7種成分均為細辛的活性成分,而黃樟醚同時又為毒性成分,有呼吸中樞抑制的作用。
關(guān)鍵詞:精確林業(yè) GPS GIS
在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)的推動下,林業(yè)正在進入以知識高度密集為主要特點的知識林業(yè)發(fā)展階段,于是,“精確林業(yè)(Precision Forestry)”應(yīng)運而生。所謂精確林業(yè),即在林業(yè)生產(chǎn)過程中運用視覺傳感器、衛(wèi)星定位等高新技術(shù),實時測知工作對象所需工作的質(zhì)、量和時機等數(shù)據(jù),通過對影響林木生長的環(huán)境因素實際存在的時空差異性的分析,判別林木長勢優(yōu)劣,確定影響長勢的原因,提出科學處方,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施,消除和減少這些差異,按需定量實施灌溉、施肥和噴藥,以實現(xiàn)最小資源投入、最大林業(yè)收益和最少環(huán)境危害。
1、精確林業(yè)的主要支撐技術(shù)
精確林業(yè)以3S技術(shù)、信息技術(shù)、智能化決策技術(shù)、可變量控制技術(shù)等為技術(shù)支撐體系,以生態(tài)學、造林學、工程學、系統(tǒng)學、控制學、測繪學為指導,能在自動化、智能化、一體化、時效性、準確性、可靠性等方面滿足人們的需要,它的建立依賴于地球空間信息基礎(chǔ)理論及其它高新科學技術(shù)的發(fā)展。
1.1 全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(GPS)是_種可供全球享用的空間信息資源,具有全球性、全天候、高精度、用途多、可靠性好、覆蓋范圍廣、定位速度快、抗干擾性強和自動化程度高等特點。在精確林業(yè)中,它主要實現(xiàn)對采集的林間信息進行空間定位,實時、快速地提供包括各類傳感器(如CCD攝像頭)和運載平臺(如作業(yè)車輛、飛機等)目標的空間位置,輔助作業(yè)機械完成處方實施.
1.2 地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)可以在計算機硬件、軟件系統(tǒng)的支持下,存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù),把地理位置和相關(guān)屬性有機地結(jié)合起來,根據(jù)用戶需要將空間信息及屬性信息準確真實、圖文并茂地輸出。在精確林業(yè)中,它主要實現(xiàn)對多種來源的時空數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理,根據(jù)數(shù)據(jù)繪制電子地圖,作為新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。
1.3 遙感
遙感(RS)是一種多平臺、多波段、高分辨率和全天候的對地觀測技術(shù),主要通過遙感器獲取地球表面(層)自然界目標的波譜特征信息及對這些信息進行加工、處理,從而達到認識自然界的目的。在精確林業(yè)中,它主要用于實時地獲取樹木生長環(huán)境、生長狀況和空間差異的大量時空變化信息,及時對GIS進行數(shù)據(jù)更新。
1.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)使存儲和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化,實現(xiàn)了﹁體化存儲和初步的一體化查詢,具有很好的完整性,避免了數(shù)據(jù)過于瑣碎帶來的不便。在精確林業(yè)中,它主要用于建立包含林木長勢、自然條件和歷史數(shù)據(jù)等信息的數(shù)據(jù)庫,同時,它使GIS軟件能充分利用商用數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成熟的眾多特性,如快速索引、數(shù)據(jù)完整性和一致性保證、安全和恢復機制及分布式處理機制,明顯提高GIS軟件管理空間數(shù)據(jù)的能力。
1.5 決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)(DSS)綜合了專家系統(tǒng)(ES)和模型系統(tǒng)(SS),它根據(jù)專家在長期生產(chǎn)中積累的知識,建立作物栽培模型、統(tǒng)計趨勢分析與預測模
1.6 可變量控制技術(shù)
可變量控制技術(shù)(VRT)就是根據(jù)不同位置及要求自動改變施用比率的技術(shù)。它通過計算機控制,對林木所需用的水、肥料、農(nóng)藥等變量的類別和數(shù)量進行判斷,根據(jù)需要調(diào)控如植保機械向林間噴灑這些變量的速率,使系統(tǒng)能在特定時間對特定目標進行操作規(guī)劃,以達到精確定量地灌溉、施肥、噴藥的目的,體現(xiàn)了“對癥下藥”、“按需給予、”“變量投入”的原則,它的實施可有效避免傳統(tǒng)粗放型林業(yè)生產(chǎn)活動中造成的資源浪費和伴隨的環(huán)境污染問題。在精確林業(yè)中,它主要實現(xiàn)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控,合理地進行施肥、灌溉、施藥等措施。GIS繪制電子地圖,生成林木長勢情況分布圖,分析此圖,獲得林區(qū)內(nèi)樹木長勢的差異程度一根據(jù)該圖,對影響樹木成長的各項因素進行分析,將地形、土質(zhì)、土壤肥力、土壤含水量、氣候狀況、蟲害、病害發(fā)生情況空間數(shù)據(jù)輸入計算機,利用樹木生長發(fā)育模型、相關(guān)作業(yè)的專家知識庫等建立空間智能決策支持系統(tǒng),確定產(chǎn)生長勢差異的原因,生成林木管理處方圖一根據(jù)處方圖,生成響應(yīng)林業(yè)機械的智能控制軟件,按照按需投入、區(qū)別對待的原則,利用可變量控制技術(shù)實施施肥、噴藥等操作一對其執(zhí)行效果進行評估。
2、精確林業(yè)的基本操作過程
精確林業(yè)的出現(xiàn),使定量獲取影響樹木長勢情況的因素及最終生成的空間差異性信息,實施可變量投入,達到低成本、低消耗、高效率、環(huán)保好等目標成為可能。圖1是精確林業(yè)基本操作過程的示意圖,其實施過程可描述為:帶GPS和實時傳感器的作業(yè)機械隨時間和空間變化自動采集林間定位及對應(yīng)林班的樹木長勢情況數(shù)據(jù)一通過型、空間分析與技術(shù)經(jīng)濟分析模型,通過用戶選擇最優(yōu)模型,輸入模型的參數(shù),獲得仿真運算結(jié)果,從而為決策提供輔助支持的依據(jù)。在精確林業(yè)中,它主要實現(xiàn)對樹木長勢、病害、蟲害的發(fā)生趨勢進行分析模擬,針對林木生長環(huán)境和生長條件的時空差異性,生成處方圖,提供各林班施肥噴藥方案,對精確林業(yè)的實施效果、經(jīng)濟效益進行評估。
3、精確林業(yè)的研究現(xiàn)狀
3.1 國外研究動態(tài)
一些發(fā)達國家在精確林業(yè)相關(guān)技術(shù)的研究方面發(fā)展較快,如在森林土壤類型分析、林地適應(yīng)性評價、森林生態(tài)環(huán)境模擬、林木育種以及生長監(jiān)測和森林收獲等領(lǐng)域已有成熟的應(yīng)用。
美國林務(wù)局為每個林管局和林業(yè)研究所配備了資源級GPS接收機,主要用于災(zāi)害監(jiān)測和防治的飛機導航、林相圖的自動更新和林區(qū)作業(yè)的定位服務(wù)。
美國林務(wù)局和伊利諾大學聯(lián)合開發(fā)的Smart Forest軟件,實現(xiàn)了森林景觀的可視化,以DTM三維顯示技術(shù)為基礎(chǔ),使用GIS作為決策支持媒介來考察景觀尺度的資源狀況,在林業(yè)信息的支持下,可以從不同視角模擬觀察森林景觀及其變化。
美國太空成像公司對原有的利用衛(wèi)星RS數(shù)據(jù)監(jiān)測火災(zāi)的技術(shù)和方法進行了歸納、整理和合并,形成了一套基于Internet影像查詢系統(tǒng)的、實用的火災(zāi)探測算法,該算法具有自適應(yīng)和區(qū)域性敏感的特點,所以適合于區(qū)域和全球火災(zāi)監(jiān)測,可以實時獲取火災(zāi)位置等信息。
Reid等人(2001)研究開發(fā)了FIAMODEI。來存儲和分析林業(yè)數(shù)據(jù),主要具有森林現(xiàn)狀分析、發(fā)展趨勢預測、森林生態(tài)景觀分析、觀光風景區(qū)內(nèi)的森林布局等功能,同時,它還可提供林道、河流、邊界等數(shù)據(jù)的查詢。
[關(guān)鍵詞]攝影測量 遙感技術(shù) 發(fā)展 問題
[中圖分類號] P217 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-199-1
近些年來,人們迎來了信息時代,人類社會也逐漸步入到全方位的信息時代中,新興很多科學技術(shù),并得到了迅速發(fā)展,被人們廣泛應(yīng)用到人類生活之中。攝影測量經(jīng)過數(shù)字攝影測量階段、解析攝影測量階段以及模擬攝影測量階段這三個階段。在攝影測量技術(shù)發(fā)展期間,從遙感數(shù)據(jù)源到遙感平臺、遙感器、遙感數(shù)據(jù)處理、遙感理論基礎(chǔ)探討等,都產(chǎn)生了很大變化。下面,筆者就對攝影測量與遙感當前發(fā)展中面臨的問題進行分析。
1攝影測量與遙感發(fā)展中存在的問題
1.1遙感技術(shù)發(fā)展存在的問題
當前形勢下,遙感技術(shù)主要被應(yīng)用到環(huán)境保護、城市規(guī)劃、土地利用、荒漠化監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境預報、海洋監(jiān)測、天氣預報等行業(yè)和領(lǐng)域中,遙感技術(shù)為社會發(fā)展帶來了很大的經(jīng)濟效益。特別是航天遙感技術(shù)的提出和發(fā)展,航天遙感技術(shù)對衛(wèi)星遙感進行充分利用,進而獲取各種需要的信息,可以說,航天遙感技術(shù)是當前最為有效的方法。
目前,在遙感技術(shù)的應(yīng)用上,還存在一些問題:譬如說過分重視對表面現(xiàn)象的反饋,忽視了內(nèi)里的規(guī)律分析、定量分析等。同時,遙感技術(shù)應(yīng)用中還存在過分單一的問題,這在一定程度上影響了遙感技術(shù)作用的發(fā)揮,多種遙感技術(shù)的一體化綜合應(yīng)用有助于獲取更加準確的數(shù)據(jù)資料,提高測量質(zhì)量。比如說:遙感技術(shù)應(yīng)用到水質(zhì)的監(jiān)測中時,進行數(shù)據(jù)分析多為定性分析,很少進行定量分析;且監(jiān)測精度不高,存在明顯的經(jīng)驗、半經(jīng)驗算法;另外,在監(jiān)測的數(shù)據(jù)參數(shù)上,主要為透明度、渾濁度、懸浮沉積物、葉綠素等,參數(shù)過少,而且監(jiān)測的波段范圍也不大,主要集中在可見光和近紅外波段范圍。
1.2攝影測量發(fā)展存在的問題
我國的攝影測量發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷程,伴隨著我國自動控制技術(shù)以及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,在二十世紀末期,完成了全數(shù)字的自動測圖軟件研發(fā)和應(yīng)用,由此,數(shù)字攝影測量技術(shù)得以迅速發(fā)展,數(shù)字攝影測量被普遍應(yīng)用到測量工作之中。在進入到二十一世紀以后,科學技術(shù)的不斷提升為攝影測量提供了幫助,使攝影測量也步入到數(shù)字化時代中。在數(shù)字攝影測量中,傳統(tǒng)的圖像處理從光學儀器上搬到了計算機上,實現(xiàn)了對傳感器空間方位的校正、地形起伏引起像點位移的糾正以及圖像鑲嵌等功能。目前,在攝影測量圖像的處理方面,還存在圖像匹配、不依賴DEM的正射糾正等問題。譬如說:在圖像匹配上,在地形圖上取影像與地形圖上對應(yīng)同名點作為糾正控制點,這種方法的精度不高,當前在圖像的匹配上依然主要依賴人工方式,而數(shù)字化的圖像匹配還有待進一步研究和發(fā)展。
另外,攝影測量技術(shù)中得數(shù)字正射影像圖(DOM)存在嚴重的圖像質(zhì)量問題,外界環(huán)境的諸多因素都會直接影響到圖像的質(zhì)量,影響攝影測量的精度。譬如:清晰度差、紋理不清晰、重要地物缺失等。實踐經(jīng)驗表明:原始影像質(zhì)量、DEM數(shù)據(jù)質(zhì)量、攝影處理條件、拼接線、第三方軟件等都會對DOM質(zhì)量產(chǎn)生影響。
2推動攝影測量與遙感技術(shù)發(fā)展的策略
近些年,在數(shù)據(jù)分析、信息服務(wù)、獲取和處理數(shù)據(jù)的過程中,攝影測量與遙感技術(shù)都得到了良好發(fā)展,獲取數(shù)據(jù)的裝備也得到了迅速發(fā)展,從本質(zhì)上提升了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的自動化程度。
2.1遙感自動定位技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用
在攝影測量與遙感技術(shù)發(fā)展過程中,遙感自動定位技術(shù)具有十分重要的地位,不僅能夠?qū)τ绊懩繕藢嶋H位置進行準確確定,更可以對影響屬性進行準確解譯。將GPS的空中三角測量作為前提和基礎(chǔ),對慣性導航系統(tǒng)進行充分利用,由此形成了航空影響傳感器,航空影響傳感器將定點攝影成像實現(xiàn),并且保證定點攝影成像的高精度。在衛(wèi)星遙感這一前提和基礎(chǔ)下,精度可以實現(xiàn)米級,遙感自動定位技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時數(shù)據(jù)更新和實時測圖等作業(yè)的流程,進而將野外像控測量工作量減少。
2.2在三維模型表面重建中應(yīng)用攝影測量
在工程勘察、人體重建、人臉重建、醫(yī)學重建、文物保護、工業(yè)測量以及土建筑重建等方面都均已普遍應(yīng)用三維物體重建技術(shù)。三維物體重建技術(shù)通過手持量測的數(shù)碼相機實施操作,進而能夠得到多度重疊以及短基線的圖片,通過立體匹配的渠道獲取模型點的數(shù)據(jù)。利用短基線多影響的數(shù)字攝影測量快速三維的重建技術(shù),能夠從本質(zhì)上將攝影測量無法兼顧遠景和變形問題進行解決,在實施的過程中,通過采取量測數(shù)碼相機手持拍攝這一種方式方法,使測量技術(shù)更加快速和簡單,并且擁有高度自動化。
2.3構(gòu)建完善的遙感監(jiān)測指標體系
為推動遙感技術(shù)定量化分析的應(yīng)用于發(fā)展,必須建立起完善的遙控監(jiān)測指標體系。比如說:在大氣環(huán)境的遙感監(jiān)測中,借助這一指標體系進行后續(xù)的定量化分析,掌握大氣環(huán)境的變化情況,實現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測的集成化發(fā)展。一是時間與空間數(shù)據(jù)的互為彌補和整合,便于相關(guān)人員掌握大氣環(huán)境;二是互為約束的遙感反演技術(shù)。隨著遙感技術(shù)和攝影測量技術(shù)應(yīng)用日益廣泛,其不斷融合先進技術(shù),為人類發(fā)展帶來更先進的監(jiān)測技術(shù),推動社會經(jīng)濟發(fā)展和人類進步,而構(gòu)建監(jiān)測指標體系則是當前迫切需要解決的一個問題,需要各部門、單位的聯(lián)動,全力推動遙感技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)遙感技術(shù)的變革。
3結(jié)語
綜上,雖然如今的攝影測量與遙感技術(shù)發(fā)展速度相對來說比較快,并且已經(jīng)被應(yīng)用到測繪工作中,逐漸實現(xiàn)了智能化發(fā)展和數(shù)字化發(fā)展。我國攝影測量與遙感存在設(shè)備種類單一以及生產(chǎn)效率低下等問題,這些問題和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展相違背,不能達到國際的標準水平。因此,我們要集中優(yōu)勢力量,開展跨學科合作。
參考文獻
[1]克里斯蒂安?海普克,唐糧.攝影測量與遙感之發(fā)展趨勢和展望[J].地理信息世界,2011,09(02).
[2]蒙繼華,吳炳方,杜鑫,張飛飛,張淼.董泰峰遙感在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用進展及展望[J].國土資源遙感,2011(03).
關(guān)鍵詞:林業(yè); 計算機應(yīng)用
中圖分類號: S72 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160532165
計算機的誕生,給我們的生活帶來了巨大的改變,計算機技術(shù)在社會的各個行業(yè)中都發(fā)揮了重要的作用。林業(yè)的發(fā)展是社會建設(shè)工作中的重要內(nèi)容,為了適應(yīng)社會的發(fā)展,將計算機技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)的發(fā)展中是未來的必然趨勢,林業(yè)的發(fā)展需要實現(xiàn)信息化,帶動國內(nèi)林業(yè)發(fā)生巨大的改變,促進國家生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展,早日實現(xiàn)生態(tài)文明的建設(shè)目標。
1 計算機在林業(yè)中應(yīng)用的基本現(xiàn)狀
1.1 計算機應(yīng)用于林產(chǎn)工業(yè)
計算機技術(shù)初步進入林業(yè)發(fā)展時,主要是將計算機控制技術(shù)在木工機械上的應(yīng)用,到目前為止電控系統(tǒng)PC控制技術(shù)仍然是木工機械控制系統(tǒng)發(fā)展的主要技術(shù)之一。同時計算機設(shè)計技術(shù)在林業(yè)的發(fā)展中也得到了廣泛的應(yīng)用。計算機數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用有效的改變了傳統(tǒng)的木制品加工過程中的弊端。國外計算機技術(shù)發(fā)展起步較早,通過數(shù)字控制技術(shù)建立了木材采運設(shè)備數(shù)據(jù)庫, 同時研究開發(fā)出了計算采伐與更新成本的軟件 。
國內(nèi)外的林產(chǎn)工業(yè)通過將計算機技術(shù)合理的應(yīng)用而得到了飛躍的發(fā)展,為林業(yè)在化工產(chǎn)業(yè)以及木材加工及廢物利用等方面都取得相應(yīng)的成效。
1.2 計算機技術(shù)在林業(yè)經(jīng)營與管理中的應(yīng)用
經(jīng)營與管理是產(chǎn)業(yè)建設(shè)與發(fā)展工作中的重要組成部分,林業(yè)經(jīng)營與管理受多方面因素的影響,只有將計算機技術(shù)應(yīng)用到林業(yè)經(jīng)營與管理的方式中,才能夠優(yōu)化管理,降低資源的浪費度,為企業(yè)找到最佳的經(jīng)營與管理方式。
Siegfried 研制的生產(chǎn)計劃管理系統(tǒng)是目前林業(yè)管理工作中應(yīng)用最為廣泛的軟件之一,它可以為員工建立良好的工作條件。軟件的功能主要是通過多個數(shù)字模塊實現(xiàn)計劃和管理。例如制定訂貨明細表、以及工藝卡片的自動生成。 該系統(tǒng)同時具備裝備誤差測定。除此之外,木材銷售計劃和分析系統(tǒng) ―――TASPAS 程序已經(jīng)在銷售部門得到一致的認可,可以有效的進行制定銷售計劃以及銷售分析。
1.3 計算機技術(shù)在森林培育方面中的應(yīng)用
生物學的研究與計算機技術(shù)是不可能脫離關(guān)系的,分子生物學是在分子的技術(shù)水平上來反應(yīng)生命的發(fā)展規(guī)律, 生物分子信息數(shù)據(jù)必須借助計算機數(shù)字處理技術(shù), 計算機可以發(fā)揮其儲存量大以及運算速率快的特點有效的解決大量的數(shù)據(jù)分析問題。目前為止,計算機技術(shù)在生物核酸序列數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)分析數(shù)據(jù)庫、染色體圖譜數(shù)據(jù)庫等方面取得了顯著的成就。
計算機廣域網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)和遙感技術(shù)的有效融合可以有效改變傳統(tǒng)林業(yè)在飛播、飛防作業(yè)中的弊端,可以大量減少人工的勞動力節(jié)約成本保護環(huán)境。
1.4 計算機技術(shù)應(yīng)用于林業(yè)勘測
計算機技術(shù)通過攝影技術(shù),遙感技術(shù),工程測量及地球動力學等技術(shù)進行林業(yè)勘察和測繪并相互融合, 使得林業(yè)勘測技術(shù)得到了進一步的發(fā)展。
航空影像掃描技術(shù)對森林管理和規(guī)劃發(fā)揮著重要的作用,通過衛(wèi)星圖像掃面可以有效對森林特性,管理規(guī)劃進行評估。英國 Parker R .C .在森林清查中,計算一定高度以上的干梢直徑,應(yīng)用微型計算機和能夠定量分析干形的專用軟件,將遠程林分速測鏡與傳統(tǒng)清查的數(shù)據(jù)處理聯(lián)系起來。
2 計算機在林業(yè)應(yīng)用發(fā)展中存在的問題
計算機在未來的社會建設(shè)中有著良好的發(fā)展前景,在林業(yè)的發(fā)展中同樣如此。林業(yè)中計算機的應(yīng)用越來越受到人們的重視,各個部門將計算機應(yīng)用列為了工作中的重要內(nèi)容。
國內(nèi)計算機發(fā)展起步較晚,但是在短時間內(nèi)取得了巨大的成就,在林業(yè)方面主要體現(xiàn)在行政和事業(yè)單位,主要包括報表的制作,數(shù)字的統(tǒng)計等等。但是在應(yīng)用的過程中仍然暴露出多方面的問題,主要表現(xiàn)為計算機資源沒有充分利用,林業(yè)系統(tǒng)與西方發(fā)達國家相比仍然存在很大的差距,除此之外,林業(yè)有關(guān)部門領(lǐng)導對計算機技術(shù)沒有重視起來,管理制度沒有健全或者是完善,對林業(yè)計算機技術(shù)研究的投資力度較小。
3 總結(jié)
計算機技術(shù)在未來的社會發(fā)展中起到重要的作用,將林業(yè)與計算機技術(shù)有效的融合是未來林業(yè)發(fā)展的必然趨勢。如何將計算機技術(shù)更好的應(yīng)用到林業(yè)的發(fā)展當中來是從事林業(yè)工作者值得思考的問題。計算機技術(shù)博大精深,需要投入更多財力與物力加大對林業(yè)計算機技術(shù)的研究,爭取早日實現(xiàn)林業(yè)管理信息集中化,林業(yè)發(fā)展機械化,利用計算機技術(shù)有效帶動林業(yè)的發(fā)展嗎,促進社會的進步。以上是本人個人的觀點,希望同行能夠給予寶貴的意見和建議。
參考文獻
[1]余雅福,林而達.計算機農(nóng)業(yè)應(yīng)用[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2011.
1.1生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的整體概念
作為與環(huán)境保護相融合的生態(tài)系統(tǒng)模式,主要就是突出在環(huán)境保護中,對各個影響因素進行相應(yīng)的代表值的測定,通過現(xiàn)代化技術(shù)的融入,在整個監(jiān)測中采用計算機信息軟件等功能,更好地為環(huán)境質(zhì)量的好壞提供全方位的技術(shù)控制。在監(jiān)測的過程中,通過采用現(xiàn)場督察、資料的收集以及監(jiān)測設(shè)計計劃、布點設(shè)計、樣品監(jiān)測等方式,形成對數(shù)據(jù)分析處理、綜合指標的評定等綜合運用,結(jié)合在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測主管單位的整體監(jiān)管中,形成自然因素、人為因素的環(huán)境保護模式,形成科學有效的監(jiān)管辦法。
1.2整體功能的發(fā)揮
在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中,主要是通過技術(shù)運用的手段,圍繞在經(jīng)濟社會發(fā)展中的各個要素,在污染要素、生態(tài)環(huán)境破壞等方面形成技術(shù)性的控制,這樣可以更加突出在整個監(jiān)測中的技術(shù)模塊,為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供良好的支持。其中,通過對空氣質(zhì)量、廢水排量等有效的數(shù)據(jù)控制,能為環(huán)保監(jiān)察的執(zhí)法提供科學的依據(jù),全面加強生態(tài)環(huán)境保護的整體運用。
2生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中存在的問題
2.1業(yè)務(wù)水平不強
在環(huán)境檢監(jiān)測的處理過程中,由于專業(yè)隊伍人才的缺乏,不能全面適應(yīng)整個監(jiān)測的需求,有的監(jiān)測機構(gòu)即使配備了相關(guān)的人員,但是在專業(yè)技能上還是不能與整個監(jiān)測技術(shù)相吻合,對于監(jiān)測中空氣質(zhì)量、地下水以及廢水等指標的測量,不能形成整體的管理水平,因此不能適應(yīng)整個監(jiān)測業(yè)務(wù)的整體功能。
2.2過分強調(diào)經(jīng)濟效益
受到傳統(tǒng)思想的影響,在生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測中,由于空氣質(zhì)量的下降、水污染的嚴重加劇,空氣質(zhì)量的全面降低,在追求經(jīng)濟發(fā)展的過程中,全面強調(diào)對整個經(jīng)濟的發(fā)展步伐,在電子產(chǎn)品、化工藥物、能源開發(fā)等過程中,采用的是粗放式的開采模式,因此,沒有技術(shù)開發(fā)的模式,也不能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整,在經(jīng)濟發(fā)展的過程中產(chǎn)生了很大的生態(tài)問題,不能形成可持續(xù)發(fā)展的整體運行態(tài)勢。
2.3生態(tài)破壞的嚴重性較大
在環(huán)境破壞中,對于生態(tài)環(huán)境的影響是一個關(guān)鍵性的因素。尤其是在整個經(jīng)濟大背景下,環(huán)境污染的形成不是一時的,主要的過程是經(jīng)歷日積月累的。生活環(huán)境中各種空氣要素遭到破壞,不能形成一種健康的生態(tài)方式。在環(huán)境監(jiān)測的系統(tǒng)模式中,也不能進行全方位的優(yōu)化,從而不利于環(huán)保部門對于環(huán)境的整體控制,在技術(shù)上不能全面創(chuàng)新,這些都不利于環(huán)境生態(tài)監(jiān)測技術(shù)的整體升級和在具體運用中的作用發(fā)揮。
3生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的運用方式
3.1遙感與GIS一體化集成技術(shù)
遙感圖像類似于柵格數(shù)據(jù)。在GIS,遙感和地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)級輕松實現(xiàn)一體化。GIS軟件在圖像處理方面比較弱,而遙感軟件在數(shù)據(jù)管理及空間分析方面非常欠缺。遙感圖像分析功能可以被用來作為一個核心組件和GIS的集成,我們必須首先解決數(shù)據(jù)在兩個平臺之間的互操作性問題。遙感影像獲取成本相對較高,且需要占用較大的存儲空間,如果為每一用戶都單獨配備相應(yīng)的影像將需要花費較大的代價。而遙感影像的使用特點是多個用戶經(jīng)常在同一幅影像上進行相應(yīng)操作,也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服務(wù)器的軟、硬件資源,方便終端用戶的使用。其次是平臺一體化。如果在菜單中的遙感圖像處理的結(jié)果可以被直接發(fā)送到GIS軟件,沒有中間的保存、打開,類似于GIS的分析軟件,該軟件直接進入遠程同步顯示或另一個軟件集成軟件的常用功能,雖然在兩個不同的軟件平臺下工作,但效果類似。
3.2數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和組織
數(shù)據(jù)層由空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩部分組成。其中,空間數(shù)據(jù)庫包括評價區(qū)域基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù);屬性數(shù)據(jù)庫包括國家生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范,相關(guān)術(shù)語的解釋,土地利用分類系統(tǒng)地類代碼、含義以及一二級地類匹配關(guān)系,各個評價指標權(quán)重及計算方法,社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)和環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)等。同時,將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的ID關(guān)聯(lián)。關(guān)系模型實際上是一種簡單的二維表格,適用于具有簡單屬性(屬性不可分),且屬性個數(shù)固定的對象,但不能直接表示屬性個數(shù)不定的空間數(shù)據(jù),如一條線上具有不同的空間點。
3.3突出環(huán)境保護監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)
對于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的每一個科學指標,尤其是在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建中,最主要的是實現(xiàn)整個系統(tǒng)管理的規(guī)范化,在嚴謹?shù)脑O(shè)計過程中,有針對性地形成技術(shù)融合模式,才能更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的優(yōu)越性。在科學優(yōu)化的基礎(chǔ)上建立并完善全國環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng),根據(jù)分級管理原則和環(huán)境管理的需要,建立并完善國家、省、市級環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)管理及運行機制,制定章程和規(guī)范,統(tǒng)一協(xié)調(diào),合理分工,相互配合。監(jiān)測站承擔大量基礎(chǔ)性、常規(guī)性的環(huán)境質(zhì)量、污染源監(jiān)測工作,監(jiān)測總站和省站不承擔或很少承擔具體監(jiān)測任務(wù),重在監(jiān)測科研,進行監(jiān)測技術(shù)路線、監(jiān)測標準規(guī)范體系、分析方法體系、環(huán)境質(zhì)量綜合分析評價技術(shù)體系、質(zhì)量控制技術(shù)體系的深入研究。
4結(jié)語
〔關(guān)鍵詞〕水文水資源;信息技術(shù);有效應(yīng)用
1在水文資源領(lǐng)域中現(xiàn)代信息技術(shù)的重要性
水文資源是一個很重要的領(lǐng)域,既影響到人們的正常生活,也對保護環(huán)境有一定作用。但是,采用傳統(tǒng)的手段開展勘測水文工程工作,導致勘測結(jié)果不準確,也無法及時反饋有關(guān)信息,進而致使水文狀況無法很好改善,在這樣長期的狀況下,勢必會出現(xiàn)水面漲落、河道受沖淤等問題,影響了水文勘測工作的正常開展,這些問題如果不及時解決,必然會降低我國水文勘測工作水平,引發(fā)其他方面的問題,嚴重阻礙著我國現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展,也影響著我國社會主義和諧社會的構(gòu)建。在現(xiàn)代信息技術(shù)水平日益加強下,在水文資源領(lǐng)域中充分應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),有助于工作人員對水文資金進行監(jiān)測,并因地制宜制定措施來提高水文資源領(lǐng)域工作質(zhì)量。在現(xiàn)代信息技術(shù)作用下,結(jié)合電子信息技術(shù)與自動化控制技術(shù),實時監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的水文狀況。在此基礎(chǔ)上,觀察水文站設(shè)備設(shè)施,分析各個時期的水文數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)的可比性與交互性。從多方面上而言,在水文水資源領(lǐng)域中應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),可以更加直觀的觀察圖像演示,確保檢測數(shù)據(jù)的準確性和有效性,進而為決策者提供科學依據(jù),切實保護好水文資源。
2在水文水資源領(lǐng)域全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用
全球定位系統(tǒng)是一種可以定時與測距空間交匯的導航系統(tǒng),具有測量與民航的功能。但此系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)測方式有所差異,全球定位系統(tǒng)有著較強的可操作性,大幅度的提高了測量速度,并且系統(tǒng)測量工作具有獨立性,測點不會影響到測量結(jié)果,也就不會傳統(tǒng)監(jiān)測方式中誤差積累的問題,因此將全球定位系統(tǒng)用在小范圍測量水土保持設(shè)備的地理位置中。我國當前在很多領(lǐng)域中都充分應(yīng)用了全球定位系統(tǒng),如:監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害預警、勘測湖泊水下地形等,都取得了令人滿意的應(yīng)用效果,但全球定位的系統(tǒng)的使用價值遠遠不止這些,還需要有關(guān)研究者深程度研究和探索,挖掘其更多方面的使用價值,進一步推動我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。
3在水文資源領(lǐng)域中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
3.1地理信息系統(tǒng)平臺
我國水土保持各環(huán)節(jié)工作中都需要借助地理信息系統(tǒng)平臺,這是因為在土壤浸蝕強度劃分、水土保持措施效益評價等各項工作中,都需要運用地理信息系統(tǒng)建立模式實施預測,進而為開展水土保持工作提供準確的依據(jù)。唯有準確的數(shù)據(jù)信息,才能確保水土保持工作的順利有序進行,真正發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在水文資源領(lǐng)域的作用,進一步提高水資源利用率,避免浪費水資源。
3.2在防洪減災(zāi)中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
結(jié)合實際狀況來講,在地理信息系統(tǒng)中存在著很多防洪減災(zāi)存儲和管理數(shù)據(jù)系統(tǒng),這些系統(tǒng)相輔相成、缺一不可,正因為如此,地理信息系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程瀏覽和信息的功能,在這一功能作用下,應(yīng)用此系統(tǒng)有利于提高防汛工作效率。此系統(tǒng)可以在提取和分析災(zāi)害數(shù)據(jù)中,還能夠可視化表達災(zāi)害實際狀況,在了解災(zāi)害具體狀況后,結(jié)合災(zāi)害實際狀況,制定出相應(yīng)的解決方案,盡量降低災(zāi)害帶來的經(jīng)濟損失,確保人們的經(jīng)濟收入。
4在水文水資源領(lǐng)域中遙感技術(shù)的應(yīng)用
4.1在水質(zhì)監(jiān)測工作遙感技術(shù)的應(yīng)用
在水質(zhì)監(jiān)測和評估中,遙感技術(shù)扮演了重要的角色,運用遙感技術(shù)能夠第一時間內(nèi)監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)變化狀況。在各項新型技術(shù)的涌現(xiàn),將光遙感技術(shù)在監(jiān)測水質(zhì)領(lǐng)域中逐漸擴大實際生產(chǎn)領(lǐng)域中,同時也在發(fā)展其他方法,借助于遙感技術(shù),我們能夠?qū)崟r監(jiān)測水體的酸堿性、混濁度等指標。這對于及時整理水體污染有著重要的作用。在我國科學技術(shù)的快速進步下,誕生了很多新技術(shù),這些新技術(shù)與遙感技術(shù)充分融合,更大范圍、更大規(guī)模的應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域中。
4.2在干旱災(zāi)害領(lǐng)域中遙感技術(shù)的應(yīng)用
在采集土壤表面出現(xiàn)的電磁能量后,結(jié)合具體實測信息數(shù)據(jù),使用遙感衛(wèi)星工具對旱情準確監(jiān)測,在監(jiān)測農(nóng)作物的長勢和地表溫度與濕度數(shù)據(jù),實現(xiàn)及時跟蹤旱情,依據(jù)當?shù)氐刭|(zhì)狀況與水文情況,有計劃、有目的構(gòu)建地理模型。目前,我國相關(guān)部門結(jié)合構(gòu)建起的地理模型,開展了一系列的救災(zāi)專項工作,極大的減少了由于干旱而給各地區(qū)帶來的經(jīng)濟損失??梢?,在干旱災(zāi)害中遙感技術(shù)有著較強的應(yīng)用價值,應(yīng)更大范圍的應(yīng)用,進一步提高我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。
4.3在洪澇災(zāi)害領(lǐng)域遙感技術(shù)的應(yīng)用
在洪澇災(zāi)害過程中,遙感技術(shù)的應(yīng)用較為成熟,一般應(yīng)用在緊急救災(zāi)、災(zāi)后重建、快速反應(yīng)等方面。其中,20世紀80年代借助MSS數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)三江平原的洪澇災(zāi)害,之后有關(guān)部門及時開展的各項救災(zāi)活動,在救災(zāi)活動充分應(yīng)用了遙感技術(shù),不但降低了由于災(zāi)害帶來的損失,而且還減少了人員的傷亡,其次是在災(zāi)害重建工作中,遙感技術(shù)具備快捷性、全面性、客觀性等多種優(yōu)勢,這些優(yōu)勢是其他技術(shù)所不具有的。但需要明確的是,在應(yīng)用遙感技術(shù)中不能盲目的、一味的應(yīng)用,應(yīng)結(jié)合此技術(shù)的特征和優(yōu)勢,針對性的應(yīng)用,否則會起到適得其反的效果,影響了此技術(shù)的應(yīng)用效率。
5在其他領(lǐng)域中信息技術(shù)的應(yīng)用
在科技的快速發(fā)展下,各個領(lǐng)域間都在通力合作中,我國水文資源領(lǐng)域內(nèi)部必然會引入很多高新技術(shù),進而促使我國水利事業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用會在客觀上為科學管理水文資源奠定基礎(chǔ),也會為國家提供與水有關(guān)的數(shù)字信息、數(shù)字產(chǎn)品,這些新型技術(shù)都會推動我國水利事業(yè)的進一步發(fā)展,促使我國水利事業(yè)更上一層樓。但結(jié)合實際情況來講,我國信息技術(shù)在各個領(lǐng)域中都未得到深入應(yīng)用,導致應(yīng)用效率有限,因此,我國各大研究領(lǐng)域還應(yīng)充分應(yīng)用信息,確保信息技術(shù)能夠充分發(fā)揮作用,進而推動各行各業(yè)的發(fā)展。
6結(jié)語
【關(guān)鍵詞】集成電路;優(yōu)勢;溫度傳感器技術(shù)
一、導言
傳感器是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信號轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置。傳感器種類繁多,如果按照所測量的物理量進行分類,主要包括溫度傳感器,濕度傳感器等。溫度傳感器研究開發(fā)最早,應(yīng)用領(lǐng)域也最廣泛。集成電路溫度傳感器具有線性好、抗干擾能力強、靈敏度高、體積小和使用方便等優(yōu)點。隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展,新型集成電路傳感器不斷涌現(xiàn),并廣泛應(yīng)用于科學研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和家用電器等諸多領(lǐng)域。
二、關(guān)于集成電路溫度傳感器比熱敏電阻器具有的優(yōu)勢
溫度傳感元件幾乎是無處不在。從空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風扇等家電產(chǎn)品直至PC機、服務(wù)器、計算機外設(shè)、移動電話手機等,都需要具有溫度傳感功能的器件。雖然長期以來熱敏電阻器是最常用的元件,目前在一些工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍然起重要的作用;但是,集成電路溫度傳感器比起熱敏電阻器有著明顯的優(yōu)點,包括準確度更高,體積更小,功耗更低,更加適合在集成電路系統(tǒng)中應(yīng)用。溫度傳感器集成電路的電壓輸出與溫度成正比,在相當寬的溫度范圍內(nèi),都具有很高的準確度。反之,熱敏電阻器的電壓輸出與溫度不具有線性關(guān)系,需通過查表或外加線性化電路,才能得到準確的溫度。而且,熱敏電阻器在高溫區(qū)段電壓變化率較小,不易分辨,造成溫度測量的誤差較大。這是熱敏電阻器的最大缺點。相比之下,集成電路溫度傳感器因其電壓輸出與溫度成線性關(guān)系,無論在高溫或低溫范圍內(nèi),準確度都是一樣的。其次,熱敏電阻器產(chǎn)品在不同的批次間存在差異,電子響應(yīng)性能不一致。因而,使用前都需要進行調(diào)校,在大量生產(chǎn)時增加成本和時間。集成電路溫度傳感器的輸出阻抗較低,功耗也較低;熱敏電阻器通過消耗電流感受溫度,功耗較高。而且,長時間感受溫度使熱敏電阻器本身的溫度也升高,測量溫度的準確性降低。
三、關(guān)于集成電路IC溫度傳感器技術(shù)
(一)熱二極管
熱二極管傳感器的優(yōu)點是能與IC工藝兼容,且成本較低。當二極管由一恒定正向電流驅(qū)動時,其正向偏置電壓隨著溫度的升高而線性降低,這一性質(zhì)被用于制作IC溫度傳感器。若要進一步增加靈敏度,可以采用2個或多個二極管串聯(lián)的方式,典型的可用溫度范圍是-100℃~250℃。
(二)熱晶體管
在集成電路中,熱二極管實際由基極連在一起的雙極晶體管構(gòu)成。普通二極管作為溫度傳感器,雖然制作工藝簡單,但其線性度差。因此,將NPN晶體管的BC結(jié)短接,在基極和射極擴散區(qū)形成唯一有源結(jié),利用BC結(jié)作為感溫元件,即通常的2個三極管形式。若先對三極管的兩端加上高正向偏置電流,再加上低的正向偏置電流,讓這2個電壓的電壓差ΔVBE僅僅取決于這2個電流的比值,使其接近理想的PN結(jié),其線性度接近理論推導值,從而獲得較高的溫度檢測精度。
(三)遙感傳感
將1個遙感熱二極管(或者熱晶體管)安裝于封裝之內(nèi)或安裝在發(fā)熱系統(tǒng)同一芯片上,傳感器的其他部分不與系統(tǒng)直接接觸,可通過遙感進行控制。傳感器還包括A/D轉(zhuǎn)換器、邏輯電路以及讀出電路,可向微控制器發(fā)送優(yōu)化系統(tǒng)所需的電熱信號。
(四)帶隙基準
帶隙基準電路是先進IC溫度傳感器的基本單元,用于產(chǎn)生獨立于溫度的基準電壓VREF。帶隙電路提供的基準電壓等于硅在零溫度時帶隙電壓的外推值1.205V。Widlar單元作為與溫度無關(guān)的輸出基準電壓源,可將帶隙電壓電路轉(zhuǎn)化為電壓正比于絕對溫度(VPTAT)的傳感器。觀察電阻R2兩端的電壓降,它正比于絕對溫度并且被R2/R3放大。而電流正比于絕對溫度(IPTAT),視為恒流發(fā)生器,與絕對溫度呈線性變化。一般地,VPTAT增益為6~20mV/℃的模擬傳感器以及IPTAT增益為1~10μA/℃的模擬溫度傳感器,其精度的變化范圍約為0.5%~2%。
(五)CMOS傳感器
1.敏感器件。
大多數(shù)CMOS(如BiCMOS和BCD)傳感器利用了雙極晶體管的特性?;镜?、精度最高的CMOS溫度傳感器是硅PN結(jié)二極管(即熱二極管)。硅雙極結(jié)型晶體管工作于二極管模式時,可作為溫度傳感器。標準CMOS傳感器工藝主要利用2種類型的寄生雙極晶體管作為感溫器件。
2.CMOS橫向雙極晶體管(CLBT)和CMOS縱向雙極晶體管(CVBT)。
標準CMOS傳感器主要利用CLBT和CVBT這2種類型的寄生雙極晶體管作為感溫器件。CLBT是分別與NMOS管或PMOS管處于平行位置的橫向NPN或PNP晶體管,如果MOS管的柵極處于空置狀態(tài),并且對雙極管基極-發(fā)射結(jié)進行正向偏置,雙極晶體管就處于工作狀態(tài)。CVBT以源漏擴散作為發(fā)射極,阱作為基區(qū),襯底作為集電極,其性能與雙極晶體管較接近,缺點是集電極被固定在芯片的襯底,使用范圍受到限制。CLBT以MOSFET的源-漏擴散作為發(fā)射極和集電極,溝道作為基區(qū),工序相對簡單,且集電極不受限制。由于基區(qū)摻雜濃度偏差造成溝道載流子遷移率不均勻,以及側(cè)向擴散導致基區(qū)發(fā)射極面積和基極寬帶無法精確控制,工藝精確控制困難,晶體管的電流增益一般小于5。采用雙極晶體管制作的溫度傳感器存在如下缺陷:當該結(jié)構(gòu)工作在AC電源下,因為襯底漏電流的存在,會出現(xiàn)信號幅度隨頻率變動的現(xiàn)象??赏ㄟ^采用具有N型埋層的CMOS偏置源來解決。
(六)脈寬調(diào)制(PWM)傳感器
脈寬調(diào)制(PWM)溫度傳感器基于溫度占空比的輸出信號,可以通過VPTAT和頻率轉(zhuǎn)換器的電壓獲得。
四、總結(jié)
總之,在傳感與控制技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)三大技術(shù)中,傳感器是一種獲得信息的手段,它將感受或影響規(guī)定的被測量,按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可輸出信號,以滿足信息的傳輸、存儲、處理、顯示和控制等要求。在各種測量信號中,由于電信號測量技術(shù)和手段發(fā)展的較好,其采集、傳輸、處理、顯示最為方便,因而,人們常將各種非電量轉(zhuǎn)換為電量來測量。所以,本文探討關(guān)于集成電路(IC)溫度傳感器具有重要意義。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】自動控制技術(shù);農(nóng)業(yè)自動化
由于歷史、觀念和技術(shù)等方面的原因, 我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械與發(fā)達國家相比有很大差距,已遠遠不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)的科技進步。近些年來, 自動化的研究逐漸被人們所認識, 自動控制在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越受到重視。例如,把計算機技術(shù)、微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)結(jié)合起來, 應(yīng)用于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械, 極大地促進了產(chǎn)品性能的提高。我國農(nóng)業(yè)部門總結(jié)了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)自動化先進經(jīng)驗(如臺灣地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、漁業(yè)生產(chǎn)自動化、畜牧業(yè)生產(chǎn)自動化及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易自動化)的開發(fā)與應(yīng)用情況, 同時也汲取了國外一些國家的先進經(jīng)驗、技術(shù),如日本的四行半喂人聯(lián)合收割機是計算機控制的自動化裝置在半喂人聯(lián)合收割機中的應(yīng)用,英國通過對施肥機散播肥料的動力測量來控制肥料的精確使用量。這些技術(shù)和方法是我國農(nóng)業(yè)機械的自動化裝置得到了補充和新的發(fā)展,從而形成了一系列適合我國農(nóng)業(yè)特點的自動化控制技術(shù)。
1.已有的農(nóng)業(yè)機械及裝置的部分自動化控制
自動化技術(shù)提高了已有農(nóng)業(yè)機械及裝置的作業(yè)性能和操作性能。浙江省把自動化技術(shù)應(yīng)用于茶葉機械上,成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機,它利用計算機控制電功加壓機構(gòu),能根據(jù)茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序?qū)崿F(xiàn)揉捻過程的自動控制,是機電一體化技術(shù)在茶葉機械上的首次成功應(yīng)用。
1.1應(yīng)用于拖拉機
在農(nóng)用拖拉機上已廣泛使用了機械油壓式三點聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)和力調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置, 現(xiàn)又在開發(fā)和采用性能更完善的電子油壓式三點聯(lián)結(jié)裝置。
1.2應(yīng)用于施肥播種機
根據(jù)行駛速度和檢測種子粒數(shù)來確定播種量是否符合要求的裝置, 以及將馬鈴薯種子割成瓣后播種的裝置等。
1.3應(yīng)用于谷物干燥機
不受外界條件干擾, 能自動維持熱風溫度的裝置停電或干燥機過熱引起火災(zāi)時,自動掐斷燃料供給的裝置。
2.微灌自動控制技術(shù)
我國從20世紀年50代就開始進行節(jié)水灌溉的研究與推廣據(jù)統(tǒng)計。到1992年,全國共有節(jié)水灌溉工程面積0.133億m2,其中噴灌面積80萬m2, 農(nóng)業(yè)節(jié)水工程取得了巨大的進展。灌溉管理自動化是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要手段,高效農(nóng)業(yè)和精細農(nóng)業(yè)要求必須實現(xiàn)水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術(shù)監(jiān)測土壤墑性和作物生長情況,對灌溉用水進行動態(tài)監(jiān)測預報,實現(xiàn)灌溉用水管理的自動化和動態(tài)管理。在微灌技術(shù)領(lǐng)域,我國先后研制和改進了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭、過濾器和進排氣閥等設(shè)備,總結(jié)出了一套基本適合我國國情的微灌設(shè)計參數(shù)和計算方法,建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區(qū)實現(xiàn)了自動化灌溉系統(tǒng),可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。這種系統(tǒng)中應(yīng)用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器、電線等。
3.自動控制技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用