1 河南省自动土壤水分观测站的建设
　　自动土壤水分检测站的建设工作包含台站选址、省级数据中心建设、台站设备安装、培训等多项工作。
　　1. 1 拟建站点选址相关工作
　　自动土壤水分观测站设备安装前，河南省气象局观测网络处要求拟进行自动土壤水分观测站建设的县（ 市、区） 气象局进行选址工作。选址时要考虑以下两点：
　　1） 在代表性符合要求的前提下，要着重考虑安全性，以免日后设备遭到破坏或被盗窃；
　　2）符合要求的乡镇气象站、人影固定炮站和农业科技示范园的作物地段，要着重考虑对比观测的便利性和土壤水文、物理特性测定的要求等。选好地址后，要分别拍摄拟选站址四周八方位和全景的数码照片报观测网络处审核。
　　1. 2 省级数据中心建设
　　在设备安装前，首先进行省级数据中心的建设工作。中心站服务器平台为 Windows2003 Server，数据库软件为 SQL SERVER，并在其上建立了自动土壤水分资料数据库、台站参数数据库。安装自动土壤水分观测站设备前要在中心站服务器上输入站号、站名、经纬度、海拔高度、采集器地址、10 cm 至100 cm 土壤水文参数，使中心站可以正常接收自动土壤水分观测站传输来的数据并入库，同时生成自动土壤水分观测资料报文，并通过自动传输程序将报文发往报文服务器。
　　1. 3 各台站设备安装
　　台站自动土壤水分观测设备的安装工作由市、县气象局配合河南省大气探测技术保障中心和科研所共同完成。自动土壤水分观测站区站号是由河南省气象局观测网络处按照相关业务规定统一确定的。观测场地建设，包括围栏、防雷设施、安全标识、安全防盗网、太阳能电池板杆子等都有统一的标准化要求。
　　1. 4 培训工作
　　每批自动土壤水分观测站建设前后，河南省气象局都会举办自动土壤水分观测站建设培训班，围绕自动土壤水分观测站安装、标定、作物地段的选择等，进行业务技术培训。通过培训，使学员掌握自动土壤水分观测站的安装、日常维护、对比观测技术方法和基础知识，从而提高全省农业气象业务服务能力。
　　2 河南省自动土壤水分观测网的运行及管理
　　2. 1 自动土壤水分观测网的运行情况
　　截至 2010 年年底，河南省共布设了 138 部自动土壤水分观测站，站网覆盖了全省 120 多个县区，已经形成了较为有效的土壤水分与干旱监测网络（ 见图 1） 。

　　图 1 河南省自动土壤水分观测站分布图
　　各个台站的自动土壤水分观测设备基本运行正常。运行期间，也发生过台站设备故障、数据无法正常传输、接收软件故障等一些问题，由于业务人员实时监控，及时发现问题，及时解决、处理问题，因而确保了自动土壤水分观测网的正常运行。
　　2. 2 自动土壤水分观测网的维护与管理
　　在近两年的维护管理工作中，逐渐完善了管理制度，规范了维护业务流程。
　　2. 2. 1 加强日常维护工作
　　为保持自动土壤水分观测设备处于正常连续的运行状态，台站业务人员每天 09 时和 17 时两次查看实时观测数据是否正常，出现异常数据时，及时向省大气探测技术保障中心报告。发现仪器故障时，将故障记录在值班日志上，及时通知设备生产厂家，并报告省大气探测技术保障中心进行维修。每周巡视观测场和自动土壤水分观测仪等设备1 ～2 次。
　　每年至少对自动土壤水分观测仪的传感器、采集器和整机进行现场检查、校验一次。每年春季对防雷设施、太阳能电池板等进行一次全面检查，对接地电阻进行复测。
　　2. 2. 2 省级业务监控
　　省气象局观测网络处负责自动土壤水分的业务管理，省大气探测技术保障中心负责全省自动土壤水分设备的维护，省气象科学研究所负责设备运行维护的技术支持。
　　省局中心站制定了严格的值班制度，安排专人值班，加强对数据的监控，认真登记值班日记，发现缺数据及时发短信联系台站，排查解决问题。对于中心数据库的数据做到定时维护和备份。
　　为了更好地维护自动土壤水分观测网正常运行，还建立了自动土壤水分监控平台，确保自动土壤水分观测网的数据可靠、运行稳定以及建设效益的发挥。在省级数据库中，建立了每个自动土壤水分观测仪的电子档案，详细保存传感器、采集器的标定、安装、维护、运行等信息，以及每个台站参数、土壤类型、土壤参数以及所安仪器的信息。通过平台，可清楚地实时显示各站点仪器运行状态。对于故障站点，监控报警模块会根据故障时间节点分级自动发送短信给台站值班人员、台站负责人、市局业务科、市局业务局长、省局等各级管理部门，以督促故障尽快解决。系统的设备维护模块会记录此次故障情况及查询历史故障。
　　2. 2. 3 每月考核、加强管理
　　根据省局观测网络处文件要求，省气象科学研究所负责统计上报每月观测数据正确率（ 观测数据正确率 =（ 正确数据个数/总数据个数） ×100%） ，省大气探测技术保障中心负责统计上报每月传输及时率（ 传输及时率 = （ 实际通讯次数/应通讯总次数） ×100% ） ，观测网络处会根据考核结果进行通报。
　　2. 3 自动土壤水分观测仪的对比观测与标定
　　科学、准确的标定，是保证自动土壤水分仪正常业务化运行的基础。目前，对自动土壤水分仪的标定是假设以人工观测为准确的，将自动测墒数据和人工测墒数据建立数学模型，得出标定参数，实现设备的标定，因此人工取土对比观测数据的质量尤为重要［5］。在标定分析过程中，发现有人工观测数据不准确，同一次观测 4 个重复之间差异很大，以至于无法正常标定； 有的站所测土壤水文参数明显有误，也无法正常标定； 也有观测记录薄填写、审核不认真，连站号、观测时间都填错的； 还有仪器存在故障，没有及时发现，从而影响标定工作。因此，应不断完善业务流程，加强管理，避免类似问题出现。
　　目前河南省 2009 年 10 月和 2010 年 1 月建设的 65 个作物地段自动土壤水分观测站中已有 57 个通过中国气象局验收并投入业务运行，2010 年 10月建设的 57 个自动土壤水分观测站全部通过验收并投入业务运行。
　　3 河南省自动土壤水分观测资料的应用
　　3. 1 自动土壤水分观测数据的共享
　　自动土壤水分观测资料经由宽带网或 GPRS 无线传输到达中心站服务器并存入自动土壤水分观测数据库中。自动土壤水分数据的共享可以分为 3种方式： 一是用户根据授权的用户名、密码直接访问数据库，根据需要调取相应的数据； 二是用户通过客户端浏览软件，浏览全省土壤水分分布情况，查询各台站各时段土壤水分数据； 三是通过网站访问自动土壤水分服务产品，网站提供了河南省各自动测墒台站的土壤水分图形分布及数据查询、台站运行情况自动监测、相关软件下载等功能。
　　3. 2 自动土壤水分观测资料的应用
　　河南省自动土壤水分数据目前应用在农业气象周报、干旱服务材料及冻土深度、降雨渗透深度服务等方面。为了规范河南省自动土壤水分观测站业务试运行以及观测资料应用产品的制作、发布等工作，河南省气象局观测网络处于2010 年8 月下发了《关于规范自动土壤水分观测站业务试运行及观测资料应用产品的通知》（ 气测函〔2010〕26 号） 。文件中除了要求加强日常使用、维护、管理工作外，还规定了规范观测资料应用产品的制作、发布等工作流程。
　　3. 2. 1 及时在网上发布自动土壤水分服务产品
　　河南省气象科学研究所每日滚动制作 08 时、15时的产品，并且及时发布上网。产品包括全省及当地的土壤重量含水率分布图、体积含水率分布图、相对湿度分布图、有效水分贮存量分布图及代表站点的单站逐时各层土壤重量含水率、体积含水率、相对湿度、有效水分贮存量曲线图（ 见图 2） 。

　　图 2 河南省自动土壤水分产品
　　3. 2. 2 在农业气象、遥感等服务产品中应用自动土壤水分资料
　　农业气象业务服务中，应用自动土壤水分数据制作农气周报已有上百期。当有 118 个站的测墒资料时，周报中不使用自动土壤水分观测数据； 只有30 个站的测墒资料时，周报中使用自动土壤水分数据，并且和实测墒情进行对比分析。当没有实测墒情资料或实测墒情资料较少时，土壤墒情遥感监测材料使用自动土壤水分数据进行反演分析。自动土壤水分资料在农业气象周报、土壤墒情遥感监测分析等干旱服务材料中的应用，提高了干旱服务产品的时效性。
　　3. 2. 3 增加冻土服务产品
　　在土壤发生冻结时，土壤水分传感器测量的土壤介质变化，土壤中液态水变为固态冰，介电数由水1 变为 30，土壤水分曲线表现为急剧减小。根据土壤水分传感器这一特性，结合自动站地温资料，在2011 年年初增加了冻土服务产品（ 如图 3） 。由此也可以看出，冬天土壤冻结后，冻结层次的自动土壤水分观测数据不能准确反映土壤水分的变化，亟需制定冬季自动土壤水分观测业务规范。

　　图 3 河南省冻土深度分布图
　　3. 3 制作自动土壤水分月报表
　　受中国气象局综合观测司委托，开发了自动土壤水分月报表软件（ Report of Automatic Soil Mois-ture，RASM） ，用于编制自动土壤水分月报表。该软件可以使用 DZN1、DZN2、DZN3 三种型号自动土壤水分观测设备产生的数据文件生成月报表，也可使用自动土壤水分数据库资料生成月报表，并对报表数据审核，进行手工或自动订正，生成多个台站的自动土壤水分月报表，并具有对报表进行预览、打印、导出等功能。目前，自动土壤水分月报表软件顺利通过了中国气象局的验收，已经在全国推广使用。
　　4 结 语
　　自动土壤水分监测网的建成可以快速准确地收集到土壤墒情信息，提高观测时效，消除人工读数误差，减轻基层气象台站工作人员劳动强度，符合气象观测现代化的发展方向，对提高观测资料的汇集自动化、规范化、业务化程度，起到了极大的推动作用。但在自动土壤水分观测网建成后，如何做好设备的维护工作，确保数据按时上传，使这些数据真正应用于业务、服务于业务，尚有待进一步探索。