自动化技术在农村环境保护中的应用与发展趋势
摘要
关键词
环境监测;自动化;农村;环境保护
正文
一、环境监测
随着全球城市化进程的加速,环境监测对于人类的生存和发展至关重要。大气污染、水污染、土壤污染和生物多样性丧失等问题对人类健康和环境保护造成严重威胁,也严重影响了经济社会的可持续发展。因此,环境监测技术成为环境保护领域的重要组成部分,其重要性不言而喻。
环境监测技术主要包括气象监测、水质监测、土壤监测和生态系统监测。目前,我国已建成世界上最大的气象站网,具备基本的气象监测能力。此外,我国还拥有一大批自主研发的设备,如激光雷达、激光多普勒雷达和微波辐射计等高精度气象观测设备;用于水质监测的传感器技术已实现突破,包括电化学传感器、超高频传感器和光纤传感器等。土壤样品自动采集系统在全球范围内也是一项领先技术,可以用于对土壤中重金属、有机污染物、有害物质和其他污染物的快速检测[1]。
因此,利用自动化技术监测的环境数据更精准,人工监测往往由于监测环境每个人的监测方法或者监测习惯不同而使数据存在一定的误差,即使是同一个人也会存在偏差。自动化技术就可以有效避免这些人为因素造成的误差,从而提高数据的准确性和可靠性,实现自动化监测。此外,随着物联网技术的不断发展,智能化监测设备已经开始逐步推广。例如,通过智能传感技术,可以采集各种环境参数,如温度、湿度、风速和风向等,并将这些数据通过无线通信技术上传至监测中心的后台计算机数据库中。随着物联网技术的不断发展和完善,人们将可以根据传感器采集的环境数据做出相应的判断和决策,从而实现对环境数据的实时监测。此外,我国在物联网、大数据等领域发展迅速,在这些领域中使用自动化技术可以实现对环境数据的快速采集和处理,从而更准确地获取环境信息并及时做出决策。
二、农业水资源管理
水是农业生产中最重要的资源,在全球范围内,农业用水占到总用水量的70%左右。然而,大量的灌溉和排水、灌溉水的浪费、水资源短缺和水资源污染等问题也日益凸显,严重制约了农业生产的可持续发展。农业水资源管理是一个复杂的系统工程,涉及农业、环境、工程、数学和信息等多个学科领域。在当前全球气候变化和生物多样性丧失等多重挑战下,农业水资源管理是一项迫在眉睫的重要任务。通过自动化技术进行水资源管理,可以从根本上提高农业水资源利用效率和质量,助力可持续发展目标的实现。
农业水资源管理自动化系统可以实时监测环境和农业活动对水的需求,并通过传感器收集土壤和气候信息,生成供水需求预测报告,自动化分析系统可以在线监测水质情况实时预警水质超标为农作物生长提供强有力保障。该系统还可以自动计算灌溉条件和灌溉策略,以确定最佳灌溉时间、灌溉量和施肥方式等,进而实现自动化灌溉和节水。
机械化和自动化是农业的发展趋势,是我国农业的进步方向。自动化 的农业发展离不开农业灌溉设备的日常维护和管理,工欲兴其事,必先利其器,农业灌溉设备的智能化、自动化和网络化是必然发展趋势。目前,国内外的农业灌溉设备主要采用机械式、液压式和电磁式等。这些机械设备通过电传技术与计算机结合,实现了自动化控制,大大提高了农业灌溉效率。但目前这些机械设备还存在一些问题,如由于设计和制造的缺陷,一些设备在使用过程中容易出现故障;有些设备运行成本高、维护困难;有些设备的信息传输距离短、功耗高。因此,未来的农业灌溉设备应该在提高效率和降低成本的同时,进一步提高其智能化水平和可靠性,以更好地实现自动化灌溉和节水。在这个过程中,农业自动化技术也将发挥越来越重要的作用[2]。
三、农业机械智能化
自动化技术在农业机械领域的应用主要包括精准播种、智能施肥和自动收割。在精准播种方面,现代农业机械已广泛采用计算机控制播种技术,并对播种深度、行距、株距等进行精确控制。通过在不同的土壤区域放置传感器,可以实现对土壤湿度、温度、土壤有机质和营养成分等参数的实时监测,从而提高播种质量。在智能施肥方面,农业机械通过传感器实时监测作物生长参数,根据实际需求和土壤状况自动调整施肥量和施肥频率,实现精准施肥。在自动收割方面,无人驾驶拖拉机可以根据农田地形、作物成熟度和作业速度等因素,自动规划最佳的收割路径和作业速度,减少资源浪费和环境污染。在农业机械智能化的发展过程中,需要解决的关键问题是如何将机器视觉技术、传感器技术、人工智能和机器学习等前沿技术与农业机械相结合。例如,近年来随着5G技术的广泛应用,无人驾驶拖拉机已经开始在农田中使用。这种拖拉机配备了5G天线和摄像头,可以实现对农田环境的实时监测和远程控制。此外,无人驾驶拖拉机还可以与农机农艺相结合,对农作物进行精准栽培,实现农艺机械化和自动化。在未来的发展过程中,农业机械智能化需要攻克多项关键技术难题,实现农业机械的高效运转[3]。
四、发展趋势
随着自动化技术的不断发展,环境监测将更加智能化和可持续化。数据驱动的决策将帮助政府和企业更好地理解环境问题,并采取更明智的措施来保护自然资源。科技创新如人工智能、物联网、传感技术和卫星监测等新技术的应用,将进一步提升环境监测系统的性能和效率。国际合作也将成为应对全球性环境挑战的重要途径,促进环境监测数据的互联互通和共享。人工智能和机器学习技术将帮助我们更好地理解环境变化的来源和过程,从而更好地应对未来的环境挑战。例如,人工智能可以用于监测空气中污染物的浓度,并预测其趋势,从而为环保部门提供决策支持。
未来,随着传感器、物联网、人工智能和大数据等先进技术的不断发展,自动化技术将为农村人居环境整治提供更好的保障。在新一轮技术革命和产业变革浪潮中,农村需要充分利用各种自动化技术来提高资源利用效率和产品质量,同时通过绿色生态产业实现可持续发展[4]。
五、结语
综上所述,自动化技术在环境保护领域中的应用范围日益广泛,涵盖了从监测、决策、预警和治理等方面的所有方面,其应用的核心是通过技术创新实现更加智能和高效的环境管理。自动化技术与其他信息技术的有机融合将成为未来环境保护领域发展的重要趋势,也将为环境保护带来更加强大的力量。在乡村振兴战略背景下,各地都在积极推进农村现代化建设,提高农村经济发展质量,以满足人民群众对美好生活的向往。与传统的环境保护观念不同,当前的环境保护并不再 是片面的牺牲经济发展。“既要金山银山、又要绿水青山” 的理念充分彰显了环境保护与经济发展的关系。要利用科 学技术的发展实现发展经济与保护环境“双赢”的目标。 而这一目标的实现,离不开自动化技术的发展和在环境保 护领域的应用,才能更好地实现环境保护和经济发展的良性互动。因此,必须大力发展科技创新,促进环境保护与经济发展的有机融合。而科技创新与环境保护的有机融合,离不开信息技术的推动。自动化技术作为信息技术的一种,是促进环境保护与经济发展有机结合的重要途径。随着自动化技术的不断发展和应用,将会有更多的信息技术与自动化技术相结合,从而形成更加高效和智能的环境保护模式。因此,我们必须认识到科技创新在推动环境保护和经济发展中的重要作用,充分利用各种先进的科技手段,不断提高自动化技术在环境保护中的应用水平,推动农村地区经济和社会可持续发展。
参考文献:
[1] 乔光明,王汝秀,禚林海.自动化技术在环境保护领域中的作用[J].信息记录材料,2020,21(03):131-133.
[2] 叶志清.生态环境监测技术对环境保护管理的重要性及开展措施[J].清洗世界,2023,39(11):148-150.
[3] 胡伟文.环境监测在生态环境保护中的实用性策略分析[J].环境与生活,2023,(11):83-85.
[4] 许君林,马金凤,杨凯.水质自动监测技术在水环境保护中的应用[J].皮革制作与环保科技,2024,5(03):28-30.
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