Üvegházi VPD-elemzés: hogyan módosítja a szenzorválasztás a riasztásokat
A Hamfy 43 nap nyilvános salátaüvegházi adatait elemezte. Két mérési adatsor a közös idő 39,7%-ában eltérően ítélte meg a 0,4 kPa-os VPD-küszöböt. Ismerje meg a számításokat, és töltse le az adatokat.
Az angol eredeti fordítása · Angol eredeti
Tovább az útmutatóhoz
Egy klímaküszöb értékelése a mögötte álló mérésektől függ. Ugyanazon üvegházi rekesz két hőmérséklet–páratartalom-adatsorát ellenőriztük, kiszámítottuk a levegő VPD-jét, és pontosan ugyanazokra a rendelkezésre álló időszakokra hasonlítottuk össze a jelzéseket.
39,7% eltérő besorolás
A szigorú 0,4 kPa-os küszöbnél a két adatsor 372 h 20 min közös időt sorolt be eltérően. Ezek értékelt időintervallumok, nem tényleges riasztások számai.
Azonos időszakokat hasonlítsunk össze
Az összehasonlítás 938 h 05 min időszakot használ, amikor mindkét adatsor rendelkezésre áll. A teljes adatsorok összevetése összekeverné a mérési eltéréseket az adatelérhetőség különbségeivel.
Ellenőrzés a szabályozás módosítása előtt
Az export kimutatja az eltérést, de nem mondja meg, melyik mérés jellemzi jobban a növények körülményeit. Az elhelyezést, kalibrálást és naplózást ellenőrizni kell.
Mit elemeztünk
A harmadik Autonomous Greenhouse Challenge első salátakísérletének teljes Reference rekeszbeli klímaexportját használtuk a hollandiai Bleiswijkből. Ez 12 384 rekordot tartalmaz 2022. február 1. és március 15. között. Üvegházi adatokról van szó, nem zárt beltéri farm méréseiről. A forrás adatszótára a hőmérsékletet °C-ban, a relatív páratartalmat százalékban adja meg.
A Tair / Rhair oszlopokat P elsődleges adatsornak, a Tair_sigrow / Rhair_sigrow oszlopokat S Sigrow-adatsornak nevezzük. Az „elsődleges” oszlopcímke, nem nagyobb pontosságra utaló állítás. A Reference rekeszt az összehasonlítás kiszámítása előtt választottuk ki, és teljes közzétett időszakát megtartottuk. A feladat a mérési adatsorok ellenőrzése, nem a versenycsapatok rangsorolása.
Először a hiányzó méréseket ellenőrizzük
P-ben 12 359 érvényes hőmérséklet–páratartalom-pár és 25 hiányzó pár van. S-ben 11 283 érvényes és 1 101 hiányzó pár: a sorok elérhetősége 99,8%, illetve 91,1%. S leghosszabb összefüggő hiánya a normalizált időskálán 69 h 35 min. Ez hiányzó információ az exportban, nem bizonyíték egy műszer meghibásodására.
A rögzített időközök 4, 5 és 6 perc között váltakoznak. A legközelebbi ötperces időrácsra kerekítés 5 504 időbélyeget egy perccel előre tol, és teljes, duplikációmentes rácsot ad. Hőmérsékletet és páratartalmat nem módosítunk, hiányt nem töltünk ki. Az utolsó időbélyeghez nem rendelünk időtartamot, mert nincs következő megfigyelés. Az eredeti szabálytalan időközökkel a küszöb alatti idő aránya mindkét sornál kevesebb mint 0,02 százalékponttal változik.
Napi alakulás és a mögöttes adatok
Egy értékelési szabály, két különböző válasz
Minden rendelkezésre álló párra a levegő VPD-jét a 0,6108 × exp(17,27T / (T + 237,3)) × (1 − RH/100) képlettel számoljuk, kPa-ban. Ez a FAO-56 telítési gőznyomás-összefüggését használja. Átlagolás előtt minden intervallumot külön kiszámolunk, nem használunk becsült levélhőmérsékletet, és egy mért értéket legfeljebb öt percig tartunk érvényesnek.
11 258 sorban áll rendelkezésre mindkét adatsor, ami 11 257 beszámított intervallumot és 938 h 05 min közös időt jelent. A levegő átlagos VPD-je P esetén 0,550 kPa, S esetén 0,425 kPa. Ugyanezen időszakokban S átlagosan 1,51 °C-kal melegebb és 7,31 százalékponttal párásabb. Ezek adatsorok közötti különbségek, nem kalibrálással megállapított szenzorhibák.
A választott VPD < 0,4 kPa szabálynál P 279 h 35 min, S pedig 498 h 05 min ideig van a küszöb alatt. 4 468 intervallumban, a közös idő 39,7%-ában eltérnek. A küszöb elemzési szabály, nem ajánlott salátatermesztési beállítás vagy a kísérlet tényleges riasztásainak rekonstrukciója. A táblázat mutatja, hogyan változik az eredmény a szabály módosításával.
Érzékenység a választott VPD-küszöbre
| Küszöb (kPa) | P alatta (%) | S alatta (%) | Eltérés (%) |
|---|---|---|---|
| 0.3 | 7.6 | 25.0 | 24.1 |
| 0.4 | 29.8 | 53.1 | 39.7 |
| 0.5 | 50.7 | 73.6 | 33.3 |
| 0.6 | 64.9 | 85.8 | 26.1 |
Mit jelent ez egy üzemi felülvizsgálatban
Következtetésünk: a szabályozási küszöb módosítása előtt ellenőrizni kell a mérési láncot. A szabályozó következetesen követheti beállított szabályát, miközben egy másik mérési adatsor eltérő klímát jelez. Az export önmagában nem választja szét a szenzorpozíció, a helyi mikroklíma, a kalibrálás, a feldolgozás és a naplózás hatását.
Hasonló üzemi vizsgálatnál feltérképeznénk a szenzorok helyét és magasságát, rögzítenénk a karbantartást és kalibrálást, majd a műszereket egymás mellett, dokumentált referenciával hasonlítanánk össze. Ezután értékelnénk a tényleges szabályozó átlagolását, riasztási késleltetését és hiszterézisét. Ezeket a további méréseket ebben az elemzésben nem végeztük el.
Az ismétlődő ötperces megfigyelések nem független kísérletek. Egyetlen rekesz eredménye nem bizonyít növénykárosodást vagy energiamegtakarítást, és nem rangsorolja a szenzorok pontosságát. Gyakorlati értéke a klímaszabályozás és VPD-számítások bemeneteinek ellenőrzésére szolgáló reprodukálható módszer.
Töltse le az adatokat, és ismételje meg a számítást
A teljes csomag tartalmazza a változatlan forrásfájlt, licenceket, dokumentált módszert, Python-szkriptet, származtatott CSV-ket, számszerű eredményeket és ábráinkat. A számítási szkript a Python standard könyvtárát használja, és indulás előtt ellenőrzi a forrásfájl SHA-256 értékét. Az ábrák elkészítését külön szkript dokumentálja.
A párosított összehasonlítás megismétléséhez a Hamfy szenzorelemzőjében külön töltse fel a párosított P és S fájlt. Állítson be 5 perces mintavételt, +1 UTC-eltolást és 0,4–1,6 kPa VPD-tartományt. Hasonlítsa össze a levegő átlagos VPD-jét és a minimum alatti időt. Mindkét fájl azonos hiányokat őriz meg, és 938 h 05 min időt fed le. A forrás időzónája nincs megadva; a +1 exportfeltevés, amely ezt a páros összehasonlítást nem befolyásolja.
Az eredményeket függetlenül ellenőriztük pandas/NumPy segítségével és a Hamfy meglévő elemzőjével. A módszer és eredmények elkülönítik a megfigyelt értékeket, a feldolgozási döntéseket és a helyszíni ellenőrzést igénylő kérdéseket.
Gyakori kérdések
Ez a Hamfy saját kutatása?
A Hamfy végezte ezt az eredeti másodlagos elemzést: adatellenőrzést, párosított VPD-számításokat, küszöb-összehasonlítást, ábrákat és értelmezést. Az alapul szolgáló kísérlet és mérések a megnevezett nyilvános forráshoz tartoznak. Ezt az üvegházat nem mi üzemeltettük vagy műszereztük fel.
A különbség azt jelenti, hogy az egyik szenzor hibás?
Nem. A mérési adatsorok eltérése nem kalibrálási vizsgálat. Eltérő helyek, helyi körülmények, feldolgozás és műszerezés egyaránt hozzájárulhatnak. A következő lépés dokumentált mérési összehasonlítás, nem automatikus szenzorcsere vagy új beállítás átvétele.
Források és kutatás
A cikkhez kiválasztott elsődleges források. A Hamfy ellenőrzésének dátuma: .
Szenzorválasztás és VPD-jelzések: a Hamfy módszere és eredményeiKutatási háttéranyag · vizsgálati kör, megállapítások és korlátok- Nyilvános mérési adatkészlet · 2022 / 2023International Autonomous Greenhouse Challenge — 3rd edition, 1st experiment: dataset and dictionaryAutonomous Greenhouse Challenge organizers / Koala Team, Koidra Tech Inc. / CEA Open Data
Reference rekesz, teljes GreenhouseClimate.csv. A rögzített disztribúció MIT-licencet jelöl; a licencnyilatkozat és a változatlan bemenet a letöltés része. Az itt bemutatott eredményeket a Hamfy számította ki.
- Számítási hivatkozás · 1998FAO Irrigation and Drainage Paper 56 — Chapter 3: Meteorological dataFood and Agriculture Organization of the United Nations
A levegő hőmérséklete, a telítési gőznyomás és a relatív páratartalom kapcsolatának forrása. Nem igazolja az általunk választott 0,4 kPa-os küszöb alkalmasságát erre a növényre.
Pontosítást javasolna, vagy további igazolt projekteredményei vannak? Írjon a Hamfy csapatának.
Szakmai vizsgálatot szeretne a termesztési adatairól?
Az érzékelők exportjaiból áttekinthető jelentést készítünk a mérési minőségről, a klímafolyamatokról és a következő fontos ellenőrzésekről.
Kapcsolódó témák
Mit rejtenek el a napi VPD-átlagok? 41 nap üvegházi adatainak elemzése
VPD és párátlanítás: gyakorlati útmutató beltéri termesztéshez
