城市森林负氧离子观测技术规范DB43／T 1648-2019.pdf

湖南省地方标准DB43DB43/T 1648 2019 ICS 64.020.40B 65湖南省市场监督管理局 发 布2019-09-10发布 2019-12-10实施城市森林负（氧）离子观测技术规范Technical Specification on Air Negative Oxygen Ion Observation of Urban ForestDB43/T 1648 2019 I 目 次 前言 1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 观测原则 25 观测场选择与编码 26 观测设备 37 数据采集传输存储 58 观测指标内容 59 数据处理 610 空气负（氧）离子浓度等级划分 611 观测系统检查维护 712 常见问题 8附录 A（资料性附录）观测场基本情况表 9附录 B（资料性附录）观测数据档案记录表 10附录 C（资料性附录）观测场巡护检查记录表 11附录 D（资料性附录）故障报告表 12 DB43/T 1648 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则起草。本标准的某些内容 可能涉及专利，本标准的 发布机构不承担识别专利 的 责任。本标准 由湖南省林业局提 出。本标准 由湖南省林业 标准 化技 术 委员会归口。本标准负 责 起草 单位：湖南省森林植物园，中南林业科技大学，桃江县林业局。本标准 主要 起草 人：廖菊阳、刘艳、李巧云、吴林世、王玲、朱颖芳、张娟、宋胤、李高飞、杨杰、廖鹏、胥雯、何友军、彭春良。DB43/T 1648 2019 1 城市森林负（氧）离子观测技术规范 1 范围 本标准规定 了城市森林 空气负（氧）离子浓度观测原则、观测场选择与编码、观测设备、数据采集传输存储、观测指标内容、数据处理、空气负（氧）离子浓度等级划分、观测系统检查维护等 技 术 要求。本标准 适 用 于城市森林 空气负（氧）离子浓度观测。2 规范性引用文件 下列 文件 对于 本文件的 应 用 是必不可少 的。凡 是 注日期 的引用文件，仅注日期 的 版 本 适 用 于 本文件。凡 是不 注日期 的引用文件，其最新版 本（包括所有 的 修改 单）适 用 于 本文件。GB/T 2260 中 华 人 民共 和 国行政区 划 代 码 LY/T 2586 空气负（氧）离子浓度观测 技 术规范 LY/T 2587 空气负（氧）离子浓度 监 测 站点建 设 技 术规范 3 术语和定义 下列 术语和定义 适 用 于 本标准。3.1 城市森林 urban forest 城市（建成区、近郊区、远郊区）范围内的 所有 森林、树木 及 相关 植 被。3.2 空气负（氧）离子 air negative(oxygen)ion 空气负（氧）离子 是 带 负 电荷 的 单 个 气 体 分子和 轻 离子 团 的 总称。在自然生态 系统 中，森林 和 湿地是 产生 空气负（氧）离子的 重 要 场 所。3.3 空气负（氧）离子浓度 concentration of air negative(oxygen)ion 观测设备的离子 迁移率在 0.4 1.0cm2/（v s）时所 测定的空气离子浓度 为 空气负（氧）离子浓度，单位 以“个/cm3”表 示。3.4 观测设备噪音本底值 background value of monitoring equipment disturbances 在 观测设备 主机 其它工作条 件（如 空气 湿 度、温 度等）不 变，进 气 口 关闭 和 风扇停止时（凋零）所测定的空气负（氧）离子浓度 值。3.5 离子迁移率 ionic mobility 空气离子 在 单位 强 度 电 场 作 用 下 的 移动速 度，单位 为 cm2/（v s），一般 用 K表 示。K值 与 粒径 大 小成反比，即 离子 迁移率 K值越 大，表 示 离子 粒径越小；K值越小，表 示 离子 粒径越 大。DB43/T 1648 2019 23.6 异常值 outlier 在 空气负（氧）离子浓度观测 过程 中，下列 情况 之 一 视 为 异 常 值。与 其 之 前 或之后 的 两 个值相比，其 1/3或 其 3倍 的观测 值。空气负（氧）离子浓度观测 值 连续、长 时 间（连续 10min以 上）为 0或超 过 5万 以 上。观测设备 噪音 本 底 值 与 其 初始 值（设备 主机 出 厂 时）相比 或 在 1h内 变 化 超 过 750个/cm3（10%）。3.7 缺测（漏测）lack of monitoring 由于 某 种 原 因（如停电）导致 观测设备 没 有 采集 到样 本数据。4 观测原则 4.1 准确性 在 数据采集、传输、记录、存储 以 及 统 计 处理等 过程 中，要 真实 准 确，并 定 期 对 仪器 的 精确 度 进行调试。4.2 连续性 采用 动态 连续 观测 方式，加 强 观测系统的检查和维护，确保 观测数据采集和传输的 连续 性。5 观测场选择与编码 5.1 观测场选择 观测场选择 要 具 有代 表性，应布 设 在 城市森林 区相 对 安静 的 典型 区 域，选 址 条 件按 LY/T 2587执 行，并根 据附录 A填写 观测场基本情况。5.2 编码规则 观测场编码 使 用 8位 数 字 代 码，编码 顺序 为行政区 域 代 码、观测场 方 位 代 码和 城市森林 类型 代 码。5.2.1 行政区域代码 按 GB/T 2260规定 行政区 域 代 码 为 6位 数，例 如，长沙 市 雨花 区行政区代 码 为“430111”。5.2.2 观测场方位代码 表 示 观测场的 方 位，为“0”、“1”、“2”、“3”和“4”这 5个 数 字之 一。0为 不 分 方 位；1为 东；2为 西；3为 南；4为 北。5.2.3 城市森林类型代码 表 示 对 观测场 城市森林 类型 进行 细 化，用 1 7数 字 表 述，具 体 含 义规定 如 下。DB43/T 1648 2019 3 1为 山 地 丘陵 风 景 林；2为 公 园 游憩 林；3为 道路 林；4为 水岸 林；5为 社 区 林；6为 城 乡 人 居 林；7为其它 类型。6 观测设备 6.1 观测设备分类 观测设备分 为 固 定 式 和 便携式两种。固 定 式 观测设备 为 常 年固 定 安装 在 观测场，全天 24h不 间断 地自动 采集空气负（氧）离子浓度数据，并实 时 无线 传输数据 至服 务 器。便携式 观测设备 在 观测场 实 行 人 工 操 作，观测 完毕 带 回室 内 保 管，适 用 于 临 时 性 辅助参考。6.2 参数指标要求 观测设备 参 数指标 要求 见表 1。表 1 观测设备参数指标 序 号 项目 参 数 要求 1 负（氧）离子测 量 范围 050000个/cm3 2 负（氧）离子 迁移率 0.4cm2/（v s）3 负（氧）离子测 量 分 辨 率（1）10个/cm3，当 观测 值 500个/cm3时；（2）50个/cm3，当 500个/cm3 观测 值 3000个/cm3时；（3）100个/cm3，当 3000个/cm3 观测 值 50000个/cm3时。4 负（氧）离子采 样 频 率 10次/s。5 负（氧）离子浓度测 量误差 范围-15%+15%6 负（氧）离子 迁移率 误差 范围-15%+15%7 数据观测采集 频 率 1条 数据 组/min，实 时动态 观测数据 8 数据传输储存 频 率 1条 数据 组/min，实 时动态 传输 9 传输 通讯 方式 手 机（SIM卡）移动 通讯、北 斗 无线、光纤 有 线 等 多 种方式 10 数据存储 时 间 传输 断线 情况 下 保 存 3个 月 11 数据 补 传 功 能 3个 月 内 可 手 动 补 传 12 主机 外接 电 源 220V民 用 电 源 或 直流 电（5V 24V）13 主机 内 置蓄 电 池 供 电时 间 不少于 72h 6.3 环境适应性要求 指 安装 于 观测场的观测设备 环境 适应 性 要求，具 体 见表 2。DB43/T 1648 2019 4表 2 观测设备环境适应性要求 序 号 项目 指标 1 环境 温 度-15+50 2 环境 湿 度 0%100%（允许 过 饱 和）3 大 气 压力 450hPa 1060hPa 4 抗 风 能 力 35m/s 5 降 水 强 度 6mm/min 6.4 硬件要求 6.4.1 设备组成部分 观测设备 由 传 感 器、采集 器、通讯 设备等 部 分 组 成。6.4.2 设备组装要求 设备 主机 将 传 感 器、采集 器、通信 设备、供 电 设备等集 成 于 一体，便 于 施 工 安装。6.4.3 参数标志要求 在 设备 主机 的 显著 位 置，标 明 关 键参 数，包括：传 感 器 有 效横截面积（cm2）；采 样 空气 流 速（cm/s）；采 样 电 阻阻 值（高 阻 电 阻，）；电 极 间 距（mm）；电 极 长 度（mm）等。6.4.4 接口兼容要求 设备 主机应 有 预留接 口，使 得 新 增 观测指标 时其 设备 能 与 主机 兼 容、衔接。6.5 软件要求 6.5.1 设备主机嵌入式软件 实 时 对 观测场的观测指标 进行 采集、分 析、存储；实 时 将 观测数据 以 无线或 有 线方式 传 送 至服 务 器；实 时 将 设备 状 态 信息 发 送 至服 务 器 软 件，达 到服 务 器 软 件 判 断 设备 状 态 的 目 的；实 时 响 应 服 务 器 软 件 发 送 的 各 种 指 令（如 回 传记录、修改 参 数等）；实 时 处理报 警 与 通知功 能，当 有 报 警信息 产生时，应 以 短信 方式 通知 观测 员；提 供 基本 功 能 自 检 及 现 场 信号校 准 功 能。6.5.2 服务器 接 收 软件 直 观 显 示 设备 运 行 状 态；实 时 接收 处理设备 主机 端 发 来 的观测数据，并 存 入 数据 库 中；实 时生成 各 种 观测 所 需 的文件（数据文件、参 数文件、日 志 文件等）；从 设备 主机 存储 器 中 读取 数据 或 参 数 形 成 规定的数据文件；DB43/T 1648 2019 5 对 观测场 在 线 设备 主机 的 监 控，实 现 对 故障设备 进行 参 数 自动修 正；向 设备 发 送 规定 命 令。6.5.3 数 据查询服务 软件 数据查 询 服 务 系统基 于 WEB网页 技 术；实 现 对 数据 库 数据 进行 查 询、检 索；实 现 权限 管 理、观测 员可 根 据 其 权限 对 观测设备 信息 进行 更 改、删除、添 加 等 操 作；实 现 数据 浏览访 问、导 出 下 载，以 及对 观测数据查 询；生成 基本分 析 加 工 数据，如小时 平均 值、日 平均 值、周平均 值、月 平均 值、年 平均 值，及 其最 大 值、最小值、标准 误（差）、数据的 样 本 量 等，以 及 按 日期时 间、行政区 域、观测场 地 等分类 的数据 实 时 曲 线、平均曲 线 等。6.6 设备 校 准要求 采用标准 机（在 固 定 电 压、固 定 高 阻 电 阻、固 定采集 器 横截面、固 定 电 极 间 距、固 定 电 极 长 度、固 定采 样 空气 流 速以 及 迁移率 0.4cm2/（v s）条 件 下）对 设备 主机 进行 校 准。将 待 校 准的设备 主机 与标准 机 置 于 干扰较 少、空气负（氧）离子浓度 在 300 2000个/cm3的 房 间 内，连续 平 行 对 比 观测 24h。当 待 校 准的设备 主机 与标准 机 的空气负（氧）离子浓度 在 允许误差 范围内（15%），待 校 准的设备主机 方 能 安装。7 数 据采集传输存储 7.1 采集 通 过 观测场的观测设备，全天 24h连续 自动 采集 环境 温 度、环境 湿 度、空气负（氧）离子浓度 及 其观测设备 噪音 本 底 值 等数据，采集 频 率 执 行 LY/T 2586标准。7.2 传输 观测场原 始 数据采用 无线或 有 线方式，实 时动态 传输 并 存储 到服 务 器。各 级观测 员 通 过 账户名 和 密 码，登 录空气负（氧）离子观测 网 站，在其 权限 内 实 时动态 查 看 原 始 数据的传输。7.3 记录存储 采用 工作 表 格 式（.xls），文本文件 格 式（.csv）等 多 种 办 公 软 件 能 打开 的文件，记录存储数据。7.4 数 据下载 各 级观测 员 通 过 账户名 和 密 码，登 录空气负（氧）离子观测 网 站，在其 权限 内 下 载 原 始 数据。8 观测指标 内 容 8.1 观测指标 包括 观测 日期、环境 温 度、环境 湿 度、空气负（氧）离子浓度和观测设备 噪音 本 底 值。DB43/T 1648 2019 68.2 指标表 达格 式和 单 位 8.2.1 日期时间 表 达 格 式 为“年 月 日时 分”，即 YYMMDDHHmm，“YY”“MM”“DD”、“HH”和“mm”分 别 表 示 年 份、月 份、日期、小时 和分 钟，均 为 2位，位 数 不 足 高位 补 零，例 如，“1708312155”表 示“2017年 8月 31日 21时 55分”。8.2.2 环境 温 度 单位 以“摄氏 度（）”表 示。8.2.3 环境 湿 度 单位 以“相 对 湿 度（%）”表 示。8.2.4 空气负（氧）离子浓度值与观测设备噪音本底值 单位 以“个/cm3”表 示。8.2.5 数 据排列顺序及其长 度分 配 文件数据的 时 间 按 北 京 时 间确 定。环境 温 度 首 位 为 符 号 位，正 为“0”，负 为“-”。缺 测（漏 测）或 记录 缺失，每 个 字 节 位 补 入 1个“/”字 符。当 异 常 值 的 长 度 超 过 设定的 长 度 时，每 个 字 节 位 补 入 1个“*”字 符。排 列 顺序 见表 3。表 3 数 据 文件 排列顺序 序 号 指标 说 明 1 时 间 年 月 日时 分（北 京 时 间）2 正 点 空气负（氧）离子浓度 3 观测设备 噪音 本 底 值 空气负（氧）离子浓度 值 4 环境 温 度 空气 温 度 值 5 环境 湿 度 空气 相 对 湿 度 值 9 数 据处理 数据处理 要求 按 LY/T 2586执 行。10 空气负（氧）离子浓度 等级划 分 城市森林 空气负（氧）离子浓度等级划分见表 4。DB43/T 1648 2019 7 表 4 空气负（氧）离子浓度 等级划 分表 等级 空气负（氧）离子浓度（n，个/cm3）备 注 n 1200 浓度 高，空气 清 新 500 n 1200 浓度 较 高，空气 较清 新 300 n 500 浓度 中，空气 一般 100 n 300 浓度 较低，空气 较 不 清 新 0 n 100 浓度 低，空气 不 清 新 11 观测 系统检查维护 11.1 软件 运 行与数 据显示检查 11.1.1 检查内 容 站点 观测 员应 每 日 1次 检查观测系统 运 行 和数据 显 示 状 况，并根 据附录 B填写 检查 结果。11.1.2 问题处理 当软 件 运 行 不 正 常 时，及 时 与 厂 家 或 软 件 开 发 商协 调 沟 通。当 数据出 现 缺 测 或异 常等 现 象 时，及 时 到 观测场 进行 巡护检查和设备维护，可 使 用 便携式仪器 暂 时替 代工作，1 2个工作日 内 排除缺 测 或异 常等 现 象，恢复正 常观测。11.2 观测场 巡护检查 11.2.1 检查巡护 站点 观测 员应 每 月 详 细 检查观测场 1次，或 数据出 现 异 常 时 检查巡护观测场，重点 检查设备 主机，出 现 损坏 等 现 象 及 时 维护，使之 恢复正 常。根 据附录 C填写 观测场检查巡护情况。11.2.2 异常 处理 当 设备 主机 数据 显 示 异 常 时，应对主机 进行 维护 直 至 运 行 正 常，例 如，设备 主机 显 示时 间 与 北 京 时 间 相 差 5min时，及 时 调 整 设备 主机 内 置 时 钟 至 正 常。当 断 电 或断 网恢复 之后，及 时 检查观测系统 运 行 状 况。当 数据记录 缺失 时，及 时 通 过 串 口 从 设备 主机 内存 补回 相 应 的 缺失 数据。11.3 观测场设备 维护 11.3.1 日 常 维护 对 设备 主机 的采集气 口、进 出气 口、传 感 器、通 气 路、风扇 等 零 部 件 进行 清洁 维护，每 月 1次。在 暴 雨、雾霾 等 天 气 过程 结束 后 及 时 对 设备 主机 的 零 部 件 进行 清洁 维护。在 雷 电 多 发 期 前，对 防雷 接 地、主机 外 壳（外 机 箱）接 地 等 进行 维护。每 年 4 6月，采用标准 机对 安装 于 观测场的设备 主机 以 及 备用的设备 主机 进行 校 准 1次，连续 平行 对 比 观测 时 间 为 2h。当校 准 不 合格 时，返 厂 维 修 并 通 过重新 校 准 合格 后方 可 使 用。11.3.2 零 部件 更换 DB43/T 1648 2019 8当 传 感 器 等 零 部 件出 现 故障 无 法 查 明 时，采用备用的 零 部 件 来更 换。当 传 感 器 等 关 键部 件 更 换 时，采用备用的设备 主机 与 待更 换 的设备 主机 进行 校 准，连续 平 行 对 比 观 测 时 间 为 2h。当校 准 不 合格 时，返 厂 维 修 并 通 过重新 校 准 合格 后方 可 使 用。零 部 件 更 换 在 2个工作日 之 内 完 成 并 恢复 观测。11.3.3 设备主机 更换 当 设备 主机 出 现 故障 无 法 查 明 时，启 用备用的设备 主机，在 2个工作日 之 内 恢复 观测。11.4 故障报告填写 观测系统 发 生 故障，应 做好 有关 故障报告记录，故障报告表见附录 D。12 常 见问题 12.1 数 据 接 收终端无法 接 收 数 据 数据 接收 的 终 端（电 脑）的 IP地 址 应 为 固 定 IP，若 无 可 手 动在 终 端（电 脑）输 入 绑 定的 IP地 址，提 前 开 启 数据 接收 终 端（电 脑），占 用 绑 定的 IP地 址。12.2 负（氧）离子数 据 异常 空气 湿 度 过 大可能 造 成 负（氧）离子数据 异 常，可 定 期 给观测 仪 进行 除 湿 干 燥，带自动 除 湿 功 能 的观测 仪 可 长 期 开 启该 功 能。DB43/T 1648 2019 9 附录 A（资料 性 附录）观测场 基 本 情况 表 观测场编码：观测场 名 称 建 立 时 间 市、自 治州 市（县）、区 乡、镇（街 道）城市森林 类型 山 地 丘陵 风 景 林 公 园 游憩 林 道路 林 水岸 林 社 区 林 城 乡 人 居 林 其它 类型 地点（小地 名）图幅 号 纬 度 经 度 海拔 高 度 郁 闭 度/覆盖 度 坡 向 坡 度 坡 位 脊 上 中 下 谷 底 平 地 乔 木 层优势 种 伴 生 种 灌 木 层优势 种 伴 生 种 草本 层优势 种 伴 生 种 观测设备 设备起用 年 月 记录：注：观测设备 为 仪器 生产 厂 家 及 其 型 号。DB43/T 1648 2019 10 附录 B（资料 性 附录）观测数 据档案记录 表 省 级 行政区 地 级 行政区 县 级 行政区 观测场编码 仪器 编 号 软 件 运 行 数据 显 示 备 注（持 续 时 间、恢复 情况）序 号 日期 时 间 正 常 否 正 常 缺 测 记录 缺失 异 常 记录：注 1：仪器 编 号 为 仪器 出 厂 时 标 志 的 身 份 号。注 2：对 观测 软 件 运 行 填写“正 常、否”，观测数据 显 示 填写“正 常、缺 测、记录 缺失、异 常”选 项 之 一 打“”，并 在 备 注 栏 填写具 体 情况。注 3：日期 格 式“年 月 日”。DB43/T 1648 2019 11 附录 C（资料 性 附录）观测场 巡护检查记录 表 地 级 行政区 县 级 行政区 观测场编码 仪器 编 号 设备 主机 状 况 其它 设 施 设备 状 况 供 电 状 况 传输 通信状 况 日期 正 常 否 正 常 否 正 常 否 正 常 否 备 注 观测 员：DB43/T 1648 2019 12 附录 D（资料 性 附录）故障报告 表 观测场编码 仪器 编 号 发 现 时 间 结束 时 间 类型（软 件、硬 件、自然、人 为 等）设备 名 称 现 象 描 述 通知 情况（电 话 指 导、厂 家 来 人）通知 结果（电 话 指 导、厂 家 来 人）处理 开 始-结束 时 间 处理 结果 描 述 备 注 观测 员：