《高标准农田气象观测系统建设技术要求》

ICS点击此处添加号CCS CCS中华人民共和I家标准GB/T XXXXX-XXXX高标准农田气象观测系统建设技术要求Technical requirementsfor theconstruction ofmeteorological observationsystemsdedicated towell-facilitated farmland（点击此处添加与国际标准一致性程度的标识）（征求意见稿）（本草案完成时间2025-2-24）-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会1测量范围0%〜60%；观测非水稻时12区域剖面土壤区域土壤体积含水量2分辨力

0.1%；标配水分传感器3最大允许误差±5%1测量深度0cm〜80cm；观测作物为青土壤冻融传感13冻结层次及上下限深度2分辨力1cm；裸标配，其他器3最大允许误差±2cm选配1测量范围3〜11；土壤pH传感14土壤pH2分辨力

0.01；器观测作物为水3最大允许误差±

0.2o稻时标配，其1测量范围-1000mV〜1000mV；他选配15土壤氧化还原土壤氧化还原电位2分辨力O.lmV；电位传感器3最大允许误差10mV1测量范围3mm~300mm；2最大允许误16水深传感器水深差±3mm1测量范围

0.005~10mS/cm；2最大允许电导率误差±5%FS水体电导率传17感器1测量范围-10℃〜+50℃；水温2最大允许误差:±

0.5℃o水体要素仅水田配置类传感器1测量范围3-11；pH水体pH传感2最大允许误差±

0.218器1测量范围0℃〜+50℃；水温2最大允许误差±

0.5℃水体氧化还原1测量范围-1000mV〜1000mV；19电位传感器氧化还原电位2最大允许误差±10mVo供电

6.4系统供电电源为蓄电池由辅助电源对蓄电池进行充电，选用太阳能电池板作为辅助电源，同时12V支持市电接入这样的供电方式既能满足系统在野外长期运行的需求，又能在太阳能不足的情况下通220V过市电补充，确保系统稳定供电环境适应性

6.5应符合以下要求——空气温度-40〜+60℃；——相对湿度0〜100%RH；------降水强度W6mm/min；------抗风能力阵风W40m/s电磁兼容性6A应符合以下表要求:4表电磁兼容性要求4试验内容试验条件浪涌冲击抗扰度±lkV

1.2/50^S电快速瞬变脉冲群抗扰度±lkV5kHz80MHz〜1000MHz射频电磁场辐射抗扰度3V/m80%AMlkHz接触放电±4kV静电放电抗扰度空气放电±4kV观测与记录7数据采集71应符合以下表要求:5表高标准农田气象观测系统观测要素采集频率要求5类别观测要素采集频率备注温度1次/min湿度风向气象要素类传感器风速太阳总辐射1次/min降雨量降雨量作物发育期盖度1次/d密度相对绿度指数冠层温度1次/lOmin冠层rWj度1次/d作物长势类传感器全波段反射率植被指数日光诱导叶绿素荧光每天6:00〜18:001次/min冠层总激发叶绿素荧光值采集光合作用速率光合有效辐射土壤体积含水量土壤温度土壤要素类传感器1次/h区域土壤体积含水量冻结层次及上下限深度土壤pH土壤氧化还原电位水深电导率、水温水体要素类传感器1次/hpH、水温氧化还原电位观测时制7高标准农田气象观测系统中的太阳辐射观测采用地方平均太阳时，其他要素采用北京时观测时钟精度8a高标准农田气象观测系统应采用实时时钟，实时时钟走时误差不大于月15s/状态监控

9.4仪器应实时监测设备状态，并随观测数据一起上传，紧急情况即时上传工作状态，随时接收数据中心下达的指令上传当前工作状态信息状态参数包括蓄电池电压、智能集成处理器主板温度、智能集成处理器外存储器容量、采集箱门开关状态及各传感器工作状态数据存储10R仪器应存储不少于个月的正点观测数据和状态数据，且存储器具有掉电保存能力12维护与核查8维护111应按照下列要求进行——至少每个月对仪器防水性、供电与通信系统进行一次性检查，对太阳能板进行一次清洁，及时3发现并解决仪器防水、供电和通信方面的问题，保证太阳能板的发电效率，确保系统正常运行；一每季作物观测前，检查土壤温湿度传感器和土壤冻融传感器的零刻度线与地面是否齐平，若产生位移需及时调整，保证传感器测量深度的准确性，进而确保测量数据的可靠性；一每季作物观测期间，根据需要定期巡检，发现故障及时处理，保障观测数据的连续性和准确性，避免因设备故障影响数据采集和分析；一每年雷雨季节前，应对防雷装置进行维护，确保防雷装置有效，避免系统遭受雷击损坏，保障设备和人员安全核查校准R9仪器应定期核查，周期为年2首次安装，或安装位置发生变化后，区域剖面土壤水分传感器需要现场校准参考文献环境条件分类自然环境条件温度和湿度

[1]GB/T

4797.1-2018⑵GB/T

4798.4—2007电工电子产品应用环境条件

[3]可靠性试验GB/T

5080.1—2012

[4]电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T

17626.2—2018

[5]电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验电GB/T

17626.3—2016

[6]电磁兼容试验和测量技术快速瞬变脉冲群抗扰度试验浪GB/T

17626.4—2018

[7]电磁兼容试验和测量技术涌（冲击）抗扰度试验GB/T

17626.5—2008地面气象观测场（室）防雷技术规范

[8]GB/T31162—2014自动气象站观测规范

[9]GB/T33703—2017土壤水分观测频域反射法

[10]GB/T33705—2017地面气象观测规范总则

[11]GB/T35221—2017地面气象观测规范冻土

[12]GB/T35234—2017冻土工程地质勘察规范

[13]GB/T50324—2014自动土壤水分观测仪

[14]QX/T567—2020高标准农田智能气象观测仪功能规格需求书.中国气象局

[15].2023地面气象自动观测规范（第一版）.中国气象局

[16].2019高标准农田气象观测系统建设技术要求范围1本文件规定了高标准农田气象观测系统的组成、功能和技术要求本标准适用于高标准农田气象观测系统全流程工作，为其规范化、标准化建设与运行提供全面指导依据规范性引用文件2下列文件中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,仅文件外壳防护等级（代码）GB/T4208—2017IPGB/T6587-2012电子测量仪器通用规范电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度GB/T

17799.1—2017居住、商业和轻工业环境中的发射GB/T

17799.2—2012电磁兼容通用标准高标准农田建设通则GB/T30600—2022GB/T31162—2014地面气象观测场（室）防雷技术规范地面气象观测规范总则GB/T35221—2017地面气象观测规范空气温度和湿度GB/T35226—2017地面气象观测规范风向和风速降水GB/T35227—2017地面气象观测规范量GB/T35228—2017地面气象观测规范辐射GB/T35231—2017生态气象术语QX/T200—2013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）适用于本术语和定义3和界定的以及下列术语和定义适用于本文件GB/T35221—2017GB/T30600—2022QX/T200—201331高标准农田well-facilitated farmland土地平整、集中连片、设施完善、节水高效、农电配套、宜机作业、土壤肥沃、生态友好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的旱涝保收、稳产高产的耕地

3.2冠层高度canopy height植被群体多数植株自然生长状态所能达到的平均高度

3.3冠层温度canopy temperature地表植物及（或）植被冠层的表面温度，常用来表示地表植被的热力与水分状态

3.4日光诱导叶绿素荧光Solar-induced ChlorophyllFluorescence在自然界的太阳光照射下，作物叶绿体吸收光合有效辐射后作物光合中心发射出的一种波长位于650nm的荧光，具有红光左右）和近红外左右）两个波峰，能直接反映作物实际光合作用〜800nm（690nm（740nm的动态变化选址安装4选址要求41应符合以下要求——选择能代表该地区主要作物类型且能表征土壤、水文及生境等特征的典型区域，确保观测数据具有代表性和实用性；——远离近期和中长期拟建项目用地，避开地质等灾害易发地段，防止建设项目和自然灾害对观测系统造成破坏；——站点附近没有强的反光物体，避免反光对观测数据产生干扰；——距离建筑物、道路、河流等超过以上，减少周边环境对观测结果的影响20m场地要求4地应符合以下要求——观测地段要相对稳定，为地表覆被较好的平整场地，整体坡度不宜超过,起伏趋势一致且整体20°高低差不宜超过以保证仪器安装的稳定性和观测数据的准确性，避免因场地不平整导致传感器测量偏20cm,差；——具备稳定的无线通信传输条件，确保观测数据能够及时、准确地传输至数据中心，满足数据实时监测与分析需求；——采用太阳能供电，须选取阳光充足，遮挡物较少的场地，以保证太阳能电池板能充分接收光照，为系统提供稳定电力长期阴雨地区应具备市电供应条件，在太阳能不足时保障系统正常运行；——站点附近没有强的反光物体，防止反光对观测数据产生干扰，确保各类传感器测量结果真实可o仪器布局43应符合以下要求——在满足观测要求的前提下，应减少对农事活动特别是机械化耕作的影响，保障农田正常生产作业，避免观测系统成为农业生产的阻碍；——在观测地段选定（南北）（东西）米的区域，用于仪器主立杆建设；选定（南北）（东2X41XI西）米的区域，用于翻斗式雨量传感器建设，明确各仪器的建设区域，保证仪器布局合理有序；——安装位置优先选择观测区域的北侧，其次是西侧、南侧，具体观测区域可根据现场情况灵活调整，综合考虑光照、通风等环境因素以及便于维护和操作的需求，确定仪器最佳安装方位；——基础平台位于建设区域的中心位置，翻斗式雨量传感器建设位置位于基础平台西侧，须四周开阔无遮挡，距离基础平台中心的距离且处于同一水平线，确保雨量传感器能够准确测量降雨LL8mWLW10m,情况，不受周围物体遮挡影响；——土壤温湿度廓线传感器建设位置位于基础平台东侧，垂直水平面安装，距离平台南北轴线保

1.2m,证传感器能够准确测量不同深度土壤的温湿度数据；——土壤冻融传感器建设位置位于基础平台东侧，垂直水平面安装，距离平台南北轴线与

1.2m,土壤温湿度廓线传感器间隔便于同时监测土壤冻融和温湿度情况,且避免传感器之间相互干扰；50cm,——土壤传感器和土壤氧化还原电位传感器建设位置位于水田，垂直水平安装，和土壤温湿度廓线pH传感器间隔使传感器能够准确测量水田土壤的相关参数；50cm,——水深传感器、水体电导率传感器、水体传感器和水体氧化还原电位传感器建设位置位于观测水pH体的观测装置中，确保能准确测量水体各项参数安装要求44高标准农田智能气象观测系统需安装在基础平台上，基础平台为钢筋混凝土构筑物，基础平台表面平整、无损边、无掉角，螺栓规格符合设计要求，防腐措施得当，裸露金属无锈蚀，保证基础平台的稳定性和耐久性，为观测系统提供可靠支撑立杆结构安装应符合以下要求——小麦、大豆、油菜、甜菜、玉米、青棵、水稻和棉花立杆高度米，甘蔗立杆高度米，根据不同68作物的生长特性和观测需求，确定适宜的立杆高度，确保传感器能够获取准确有效的数据；——立杆可伸缩支架安装在各节平撑处，两端均可伸缩，方便根据实际情况调整立杆高度，以适应不同作物生长阶段或特殊观测需求；——安装横臂应与立杆主体保持垂直且水平于地面，保证传感器安装的准确性和稳定性，避免因横臂倾斜影响测量结果；——机箱的安装高度米，箱体做好密封和防水，防止雨水、灰尘等进入机箱，保护内部设备正常

21.5运行，同时便于操作人员进行维护和操作；——太阳能电池板方向朝南且无遮挡，确保太阳能电池板能最大限度接收阳光，提高太阳能利用效率，为系统稳定供电系统各传感器安装应符合以下表要求4表高标准农田智能气象观测系统传感器安装要求1类别序号传感器类别传感器安装高度及要求说明

（1）小麦女装局度图地10cm、40cm150cm

（2）青棵、大豆和甜菜的安装高度离地面10cm、50cm150cm处；

（3）油菜、棉花安装高度离地面10cm、60cm150cm处；

（4）玉米安装高度离地面10cm、150cm、6米立杆，除离地10cm400cm处；1空气温度传感器

（5）甘蔗安装局度离地面10cm、150cm外的温度安装气象要600cm处；支架高度可调整素类传

（6）水稻安装高度离地面10cm、60cm、感器150cm处；

（7）水稻.冬小麦轮作的安装高度离地面10cm、50cm150cm处；

（8）水稻•油菜轮作安装图度离地面10cm、60cm150cm处⑴小麦安装高度离地10cm、40cm、150cm6米立杆，除离地2空气湿度传感器

（2）青棵、大豆和甜菜的安装高度离地面10cm外的湿度安装支10cm、50cm、150cm处；架高度可调整

（3）油菜、棉花安装高度离地面10cm、60cm、150cm处;

（4）玉米安装高度离地面10cm、150cm400cm处；

（5）甘蔗安装高度离地面10cm、150cm、600cm处

（6）水稻安装高度离地面60cm、150cm处；

（7）水稻-冬小麦轮作的安装高度离地面50cm150cm处；

（8）水稻■油菜轮作安装高度离地面60cm、150cm处二维超声风传感器布设在作物冠层上方

（1）小麦、青裸、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉3二维超声风传感器花和水稻的安装高度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处光学雨量传感器布设在作物冠层上方

（1）小麦、青棵、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉4光学雨量传感器花和水稻的安装高度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处总辐射传感器布设在作物冠层上方

（1）小麦、青裸、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉5总辐射传感器花和水稻的安装高度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处翻斗式雨量传感器与主立杆分离布设，单独安装在6翻斗式雨量传感器离地面150cm处

（1）小麦、青棵、油菜、水稻机位1架设高度为600cm,机位2架设高度为150cm o

（2）大豆、甜菜机位1架设高度为600cm,机位2架设高度为100cm o机位2架设高度根据作物

（3）玉米作物长势观测传感器作物长类型在7机位1架设高度为600cm,机位2架设高度为势类传（机位工、机位2）50cm~200cm可调整200cm o感器

（4）棉花机位1架设高度为600cm,机位2架设高度为50cm o

（5）甘蔗机位1架设高度为800cm,机位2架设高度为200cm o8冠层温度传感器冠层温度传感器布设在作物冠层的上方

（1）小麦、青棵、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉花和水稻的安装高度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处冠层高度传感器布设在作物冠层的上方

（1）小麦、青棵、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉9冠层高度传感器花和水稻的安装昌度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处作物光谱及光合作用测量仪光纤探头布设在作物冠层的上方作物光谱及光合作用测10

（1）小麦、青裸、大豆、油菜、甜菜、玉米、棉量仪花和水稻的安装高度离地面600cm处；

（2）甘蔗的安装高度离地面800cm处布设在基础东侧，垂直水平面安装，距离平台南北11土壤温湿度廓线传感器观测非水稻时标配轴线120cm o区域剖面土壤水分传感通过支架安装在立柱上，与立柱平行，传感器下沿12观测非水稻时标配器距地面120cm o土壤要布设在基础东侧，垂直水平面安装，距离平台南北素类传观测作物为青裸时标13土壤冻融传感器轴线120cm,与土壤温湿度廓线传感器间感器配，其他选配隔50cm o14土壤pH传感器安装在土壤表层5-10cm处观测作物为水稻时标土壤氧化还原电位传感配，其他选配15女装在土壤表层5~10cm处器16水深传感器固定安装水体要素类传17水体电导率传感器固定于水体观测装置内感器仅水田配置18水体pH传感器固定于水体观测装置内水体氧化还原电位传感19固定于水体观测装置内器系统组成和功能5组成51高标准农田气象观测系统由硬件和软件两部分组成其中——硬件包括传感器、智能集成处理器、通信单元、供电单元和外围组件传感器用于采集各类气象、土壤、水体和作物生长相关数据；智能集成处理器负责数据处理与分析；通信单元实现数据的传输；供电单元为系统提供能源；外围组件起到辅助和保护作用——软件部分包括数据采集单元和数据质控单元数据采集单元负责数据和设备状态采集以及数据预处理，确保采集数据的及时性和初步准确性；数据质控单元负责数据质控以及数据文件的生成和上传，保障数据质量功能

5.2能实时测量农田麦类、稻类、玉米、大豆、油菜、棉花等作物生长特征参数和气象、土壤、水体环境参数等要素信息，并进行数据处理、存储及传输，通过对这些数据的分析，为农田种植决策、灾害预警、精准农业等提供支持仪器要求6结构和外观

6.1应符合下列要求——结构应完整、无明显机械损伤，各零部件、紧固件、连接件应安装牢靠，确保仪器在各种环境下稳定运行；——外观整洁，无损伤和形变，表面涂层无气泡、开裂、脱落现象，防止仪器因外观损坏影响使用寿命或测量精度；——电缆应具有防水、防腐、抗磨、抗拉、屏蔽等功能，保证信号传输稳定，避免外界干扰和环境侵蚀；—机箱具有散热、密封、防尘等功能，整体密封等级达到适应不同的环境条件，保护内部设备正IP65,常工作观测项目62高标准农田气象观测系统观测要素包括空气温度层）、湿度（水稻层，其余作物层）、风速（323风向、太阳总辐射、降雨量、作物发育期、盖度、密度、冠层温度、冠层高度、全波段反射率、植被指数、冠层总激发叶绿素荧光值、日光诱导叶绿素荧光、光合作用速率、光合有效辐射、土壤体积含水量、土壤温度、区域土壤体积含水量、冻结层次及上下限深度、土壤、土壤氧化还原电位、土壤体积含水量、土pH壤温度、区域土壤体积含水量、水田水体深度、水体电导率、水、水氧化还原电位和水温pH表农作物发育期观测要素表2序号作物类型发育期观测项目备注麦类（小麦、青出苗期、三叶期、分兼期*、越冬开始期*、返青期*、拔节期*、抽穗期、开1裸）花期、乳熟期*、成熟期出苗期、三叶期、七叶期、拔节期*、大喇叭口*、抽雄期、开花期、吐丝期、2玉米乳熟期*、成熟期移栽、三真叶期、五真叶期、成活期*、现蕾期*、开花期、开花盛期*、裂铃3棉花期*、吐絮期、吐絮盛期*、停止生长期其中带*号的发出苗期、五真叶期、移栽期、成活期*、现蕾期*、抽篁期、开花期、绿熟期、育期识别精度4油菜成熟期无移栽的观测地块，移栽期和成活期不需要观测，移栽的观测地块不做要求自移栽之日起开始观测大豆出苗期、三真叶期、分枝期*、开花期、结英期，鼓粒期*、成熟期56甘蔗出苗期、分藤期、茎伸长期、工艺成熟期7甜菜出苗期、三对真叶期、块根膨大期、工艺成熟期移栽期、返青期、分廉期、拔节期*、孕穗期、抽穗开花期、乳熟期*、成熟8稻类期测量指标

6.3表传感器性能指标要求3类别序号传感器观测要素性能要求备注空气温度传感1测量范围・50℃〜+50℃；1温度器2最大允许误差±o.i℃o1相对湿度测量范围5%〜空气湿度传感100%RH；2湿度器2±2%RH W80%RH,±3%RH080%RH o1风向测量范围:0°〜

359.9°；风向2测量精度:±2°o二维超声风传3感器1风速测量范围Om/s〜60m/s；2测量精度气象要素风速

0.3m/sW10m/s,3%10m/so类传感器1光谱范围300nm〜2800nm；2响应时间4总辐射传感器太阳总辐射95%响应V18s；3零点漂移＜5W/m2o1降雨强度Omm/min〜4mm/min；2误差光学雨量传感5降雨量±20%0〜2mm/min,±30%2〜4mm/min器1雨强测量范围Omm/min〜翻斗式雨量传4mm/min；6降雨量感器2最大允许误差

0.4mm WlOmm；+4%10mmo1小麦、玉米、棉花、青棵、水稻发育期平均误差W3天2油菜、大豆、甘蔗、甜菜首次安装当年作物发育期仅收集数据，不做发育期观测，第二年开始观*不做观测作物长势作物长势观测7类传感器传感器测，每年更新模型，开始观测后三年内平均误增加差达到3天内盖度平均相对误差W10%1玉米密度逐日识别在七叶期、乳熟期，密度平均相对误差W10%；2棉花密度逐日识别在五真叶期、吐絮期、停止生长期，密度平均相对误差W10%；3大豆首次安装当年仅收集数据，不做密度观测，第二年开始观测，每年更新模型，开始观测后三年内在三真叶期、鼓粒期，植株密度平均相对误差W10%4甘蔗首次安装当年仅收集数据，不做密度观测，第二年开始观测，每年更新模型，开始观测后三年内在茎伸长期、工艺成熟期，植密度株密度平均相对误差10%o5其他作物密植作物不做密度观测，非密植作物首次安装当年仅收集数据，不做密度观测，第二年开始观测，每年更新模型，开始观测后植株密度平均相对误差W10%o1测量范围・10℃〜+60℃；冠层温度传感2分辨力

0.1℃；8冠层温度器3最大允许误差:±

0.5℃0℃；±1C W0C1测量范围0cm〜1000cm；冠层高度传感9冠层高度2分辨力

0.1cm；器3最大允许误差±3cm全波段反射率测量范围0〜1;归一化植被指数测量范围〜1;日光诱导叶绿素荧光测量范围0mW/m2/nm/Sr^10mW/m2/nm/Sr作物光谱及光10冠层总激发叶绿素荧光值合作用测量仪测量范围0mW/rr^/nm/Sr〜50mW/m2/nm/Sr光合作用速率测量范围0umol CO/m2/s^100umol CO/m2/s22光合有效辐射测量范围0umol/m2/s〜2000umol/m2/s1测量范围:0%〜100%;土壤体积含水量2分辨力

0.1%;土壤要素土壤温湿度廓3最大允许误差±5%观测非水稻时o11类传感器线传感器1测量范围-40℃〜+50℃；标配土壤温度2分辨力

0.1℃；3最大允许误差:±

0.5℃o。