水产养殖对虾水产养殖智能管理系统.docx
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水产养殖对虾水产养殖智能管理系统
水产养殖
对虾水产养殖智能管理系统（上海农业物联网工程技术研究中心）
一、企业基本情况
上海农业物联网工程技术研究中心是国内专门从事农业物联网前沿工程技术研究与开发的科研机构。
中心主要任务是开展农业物联网核心技术和标准的研发、试点和推广，通过建立立足上海服务全国的农业物联网相关理论和技术的研究中心，进而进行成果转化、推广应用和发展产业，以推进智慧农业，提升农业现代化发展水平。
二、模式应用情况
（一）基本建设情况
本案例主要突出规模化应用来降低和分摊物联网的实施和应用成本模式。
案例以服务上海奉贤区水产养殖业为目标，以上海集贤虾业等养殖专业合作社为主要应用示范和数据监测点，结合奉贤区12316区级服务站点的服务设备和服务能力，实现物联网技术和传统农业信息服务渠道的对接，从而打造了一个水产养殖类专家和农技人员服务农业生产第一线的科技入户服务系统，结合农户的生产电子档案和物联网感知数据，实现农技服务部门对农民生产的主动式关怀和生产指导。
（二）物联网技术及产品使用情况
在奉贤区6个养殖塘投放了“上农信”研发生产的33套传感器、6套物联网网关、6个监控探头、1套水下环境移动传感监控平台、6套自走式自动增氧装置、2套自动投饵等设备，实现对水产养殖环节的酸碱度、温度、浊度、溶解氧、氨氮等参数进行实时监测和数据传输。
软件方面为工程中心与上海海洋大学联合研发的水产物联网智能信息服务平台：
包括帮助合作社建立了水产智能养殖管理系统，对水产养殖全程进行管理与监控；为政府部门建立水产物联网公共服务平台，通过70寸触摸大屏实时监控奉贤区水产生产状况；并通过区12316短信平台、农民一点通、智能手机及时发布水产环境风险预警信息给本区水产养殖农户，实现水产物联网数据价值的挖掘和共享。
（三）物联网技术应用解决方案
水产物联网从2012年10月起开始实施。
技术路线如下图：
根据物联网技术的三层架构：
感知层，采用集成式的水体感知设备，对养殖南美对虾的水体环境进行定期、不间断的采集。
采集参数包括：
水温、酸碱度（pH）、溶解氧（DO）、浊度、光照、盐度、水位等参数。
采集间隔为30秒。
除此之外，在养殖塘边架设视频监控摄像头，对养殖塘实时监控。
传输层，视频监控影像通过ADSL光纤，传感器采集的参数通过ZIGBEE自组无线网传输。
应用层，水产养殖智能管理系统提供水产养殖管理的预警与干预服务，使水产养殖专家能够足不出户，根据农户的电子档案和物联网感知数据，实现水产养殖精细管理和智能决策，提供典型水产品种、水体环境和人工措施关系定量化智能处理模型，并覆盖养殖全过程。
专家在线就得知池塘水质实时基本状况，输入已知环境因子参数，智能推算缺失因子参数；预知未来几天的水质状况；出现问题及时报警，并给出初步判别与调控措施建议。
（四）经济效益
本方案为基地带来如下的经济效益。
在养殖的水质监管环节，在应用物联网技术之前，白天平均每3小时进行水质抽检，夜间安排专人轮流值班。
在应用水产物联网解决方案之后，只需安排一人对设备进行例行保养。
企业自应用水产物联网解决方案之后，每亩成虾平均死亡率下降2.15%，企业年均节本增效23500元。
（五）实施亮点
奉贤区虽然只在6个养殖场安装了物联网设备，但是通过管理手段，把物联网技术所带来的效益应用到更大的范围。
奉贤区选取的6个养殖场在当地非常具有代表性。
由合作社带动的养殖户大多数集中一个养殖区域，养殖气候、地理环境基本类同。
因此，从这6个生长阶段养殖塘中采集到参数具有一定的代表性。
水产养殖智能管理系统基于共性参数给出的养殖建议或预警预测便有了普遍的参考价值。
上海集贤虾业养殖专业合作社在奉贤区农业信息服务中心的支持下，通过12316农业信息服务体系的短信平台、微信等新媒体渠道，把水产养殖智能管理系统给出养殖建议、预警预测信息不仅分享给合作社内的养殖户，还分享给周边的养殖户，从而把物联网技术带来的效益，扩大至全区。
附：
技术路线图
河蟹智能养殖物联网应用模式（江苏泗洪县金水集团）
一、企业基本情况
金水集团位于江苏省泗洪县现代渔业产业园区，成立于1998年元月，法人王久洋。
母公司为江苏泗洪县金水特种水产养殖有限公司。
集团核心养殖基地位于洪泽湖西岸，汴河南侧，泗洪县城头乡境内。
集团注册资本5000万元，拥有下属企业10个，核心养殖基地面积1.75万亩，养殖面积1.35万亩。
目前资产总值1.67亿元，职工40人，水产专业工程技术人员15名，中级以上职称5人。
集团集淡水水产品养殖、加工、销售和出口贸易为一体的大型企业，实现“公司+合作社+农户”的经营模式。
主要产品有金水牌大闸蟹、甲鱼、小龙虾，洪泽湖黄颡鱼等系列产品，集团被国家农业部等九部委认定为农业产业化国家重点龙头企业（2014年再次通过审核、验收），2012-2014年年均实现利税6000万元以上。
近年来集团在基地物联网建设上共投入资金约150万元。
二、模式应用情况
（一）基本建设情况
集团核心养殖基地占地面积1.75万亩，养殖面积1.35万亩，养殖品种以河蟹为主。
集团自2013年相继完成了养殖基地的水质在线监测和安全监控安装，河蟹出口基地加工车间、冷库、苗种繁育中心、综合服务中心等基地配套设施建设。
2014年基地引入并完善了水产品质量安全可追溯体系建设，同时进行电子商务产品销售。
（二）物联网技术及产品使用情况
水质在线监控系统，主要用于监测水质中的溶氧、pH、氨氮及温度等水化学指标，系统总造价约50万元；安全监控系统，用于实时监控基地状态，维护治安，避免偷盗等现象发生，维护广大养殖户权益，系统总造价约35万元；水产品质量安全可追溯体系，用于建立企业水产品质量安全信息数据库，从养殖到餐桌全过程的可追溯，提升企业的质量管理水平，提升产品内在价值，通过标准化工作模式和信息化管理手段，提高劳动生产率，系统总造价约40万元；电子商务中心的建设，主要致力于集团在天猫和京东两大电商平台产品的运营和管理，拓展销售渠道，中心建设造价约25万元。
（三）物联网技术应用解决方案
水质在线监测系统可及时反馈出养殖基地的水质情况，便于养殖户及时调节水质，避免因水质恶化而造成经济损失，该系统的应用可大量节约人工检测水质成本，同时可降低养殖发病率，提高养殖产量，使得养殖户效益最大化。
安全监控系统实现基地主要路口及养殖区全覆盖，实时监控养殖区动态，为广大养殖户提供了安全的养殖环境，避免因盗窃现象造成养殖户的经济损失。
水产品质量安全可追溯体系的建设保证了基地养殖产品的质量，提升了消费者对养殖产品的信心，让消费者放心消费，同时还提高了养殖产品的知名度，为网络销售奠定了基础。
电子商务中心的建设为集团拓展了更多的销售渠道，缓解了产品销售压力，通过在天猫及京东两大知名网络销售平台上发布养殖产品，实现了更大的销售收益，仅2014年上线第一年就实现了50万元销售额，预计2015年销售额可达到300万元。
（四）经济效益
水质在线监控及可追溯体系保证了养殖产品的质量，提高了养殖产量，保证了电子商务中心出售产品的质量，在线监控可实时反馈养殖基地动态，维持基地治安稳定，保证养殖户利益。
两大系统，一个体系及一个中心之间互为关联并优势互补，通过以上物联网的应用，减轻了约20%的劳动力，养殖产品产量及养殖户效益也相应提高了10%-20%，亩均增产20斤，增收600元。
产品合格率100%，在产品质量优势的保证下，相同产品较同行业也可高出5%-10%。
（五）实施亮点
以上物联网模式的应用保证了产品100%的合格率，满足了消费者对产品质量的需求，保证了养殖水质及养殖基地治安的安全，养殖过程中药物使用量降低了30%，避免了因养殖水体水质恶化后排放对环境造成的污染，降低了养殖风险，养殖户亩均收益可达5200元，同时带动了基地周边500户约20000亩的养殖面积并可使户均年增收2万余元。
电子商务中心的建设，主要致力于集团在天猫和京东两大电商平台产品的运营和管理，拓展销售渠道。
附：
技术路线图和建设图
技术路线图
安全监控系统，用于实时监控养殖基地状态，维护治安。
水质在线监控系统，主要用于监测水质中的溶氧、pH、氨氮及温度等水化学指标。
水产品质量安全可追溯体系，用于建立企业水产品质量安全信息数据库，从养殖到餐桌全过程的可追溯。
汉南水产健康养殖平台（湖北喜鹊湖蟹业投资发展有限公司）
汉南区渔业物联网应用主要集中在湘口街名特水产养殖板块中的湖北喜鹊湖蟹业投资发展有限公司，湖北省水产技术推广总站已将汉南区湘口名特水产养殖板块作为数字渔业示范基地。
一、经营主体
湖北喜鹊湖蟹业投资发展有限公司位于汉南区湘口街名特水产养殖板块内，是一家省级国有农业龙头企业，成立于2008年元月22日，公司注册资本1000万元，现有员工32人，管理人员18人，其中具有高级职称的2人，中级职称的1人，初级职称的5人。
公司主要经营河蟹产品（包括蟹种），兼营饲料、渔药等产品。
公司内部分别成立了渔药饲料销售部、技术攻关研发部、产品市场营销部，生产管理服务部、科技培训服务部、资产管理财务部和水质、产品检测中心。
2007年本公司与湘口街合作，按照“市场牵龙头、龙头带基地、基地联农户”的要求，与湘口街六个水产养殖大队980多个农户建立了牢固的利益关系，建立了“湘口名特水产品健康生态养殖板块基地”，公司基地现有河蟹养殖规模2万亩，基地主导产品为“喜鹊湖”牌河蟹、黄鳝和鳜鱼。
2012年公司实现销售收入9810多万元，其中出口创汇680多万美元，实现利润1120多万元。
公司在渔业信息化建设方面共投入资金150余万元，建成四个系统。
二、模式应用情况
（一）基本建设情况。
汉南区湘口街名特水产板块已建成总面积4万亩的正规化养殖基地，基地内水电路基础设施配套完善，主导品种为河蟹、黄鳝、鳜鱼等，主要养殖模式为：
河蟹池塘生态养殖（含一龄蟹种生态培育）、池塘标准化网箱养鳝、鳜鱼池塘标准化养殖及其它小品种养殖（如龟鳖、泥鳅、全雄黄颡鱼等）。
（二）物联网技术及产品使用情况
目前，湖北喜鹊湖蟹业投资发展有限公司引进四个系统，即：
1．水质在线监测系统：
通过水质在线监测、移动监测与实验室检测相结合，实时监控辖区内水源及养殖水体理化指标及养殖环境的综合信息，在发展高效渔业的同时，保护水源水质及周边的生态环境。
2．专家在线鱼病远程会诊系统：
通过专家在线水生动物疫病远程会诊系统，有效提高基层诊疗点的规范用药意识和诊疗服务水平，从生产的源头保障水产品的质量安全。
3．水产品质量安全检测及追溯系统：
实时监控辖区内水产品供应链的所有环节，含：
养殖、检验、销售、物流等，对板块内产品质量安全和渔业健康发展进行有效监管。
4．公共信息发布与手机信息预警系统：
通过公共信息发布平台和手机信息预警系统，定时和不定时群发天气信息、种苗信息、市场信息、生产管理关键技术，为养殖户的生产经营活动提供最新的信息服务。
通过手机“鱼大夫”系统，为渔民提供病防知识、病情测报及专家在线鱼病诊断等鱼病防控服务。
5．湖北喜鹊湖蟹业投资发展有限公司引进的水质在线监测系统、专家在线鱼病远程会诊系统均建于2011年，为第一代产品，目前监测数据存在较大误差，计划于2015年至2016年重新引进全国水产技术推广总站牵头研发的新一代渔业渔业物联网系统。
（三）物联网技术应用解决方案
新一代渔业物联网系统实施期限为2016年至2017年，由全国水产技术推广总站牵头，由中国科学院微电子研究所、江苏宜兴中农物联网科技公司、上海润之信息科技有限公司、中国水产流通与加工协会市场分会为技术支撑，负责搭建智慧服务云平台，开发云平台门户网站，研发数据获取、治理、追溯、分析、安全保障的模型和异地数据实时同步技术，保障云平台的有效运转；建立云平台知识库（由上海海洋大学和青岛海洋渔业研究所负责）和数据整合机制。
在项目专家组指导下，由辽宁、江苏、湖北三省水产技术推广总站负责各省的组织实施，在河蟹主产区建立国家级示范平台。
主要是建立基于互联网、移动终端（手机或Ipad）、固定展示厅的河蟹产业化智慧服务展示平台，主要功能是远程视频监控、水质在线监测、生产管理、病害防治、质量追溯、信息采集、市场指导等，试点管家式服务模式。
（四）经济效益
项目完成后，水质在线监控配合移动监测、实验室监测实现公司基地全覆盖监控，能及时指导养殖户对养殖水质进行调控，保证了养殖水环境的质量安全，减少了养殖动物的病害发生，降低死亡率和减少渔药的使用，由于降低死亡率和减少用药量，可为养殖户节支增效154万元；
鱼病远程会诊系统投入使用后，通过专家在线鱼病远程会诊系统，对水产生产中出现的疑难病症实现专家在线远程会诊，为养殖户提供准确的病害诊断，提高规范用药及服务渔民的水平，防止乱用药物造成的环境污染，同时还节约养殖户用药成本，2万亩示范基地可为养殖户节约成本和及时正确用药增效400余万元。
产品质量安全可追溯系统及产品生产、销售信息预警系统还处于试验阶段。
产品质量安全可追溯系统实施后，可保证产品从池塘到餐桌全程质量监控，保证产品质量安全可靠。
产品生产、销售、信息预警系统正常运行后，可及时为渔民提供生产技术指导、产品市场信息、气候异常变化信息、病害预报预警等一系列生产销售和服务方面信息，切实提高服务质量，为渔业增效、渔民增收作贡献。
（五）实施亮点
1．形成水产养殖核心示范区。
借助信息化平台，创建核心示范区。
核心示范区生产集中连片，管理正规，节能环保，形成特色化、生态化、安全化、制度化的“四化”养殖模式。
2．完善示范基地产品标准体系。
核心示范区围绕示范产品（河蟹、黄鳝、甲鱼），按照目标市场要求，依托国家标准、行业标准、地方标准完善示范产品标准体系，建立贯通产前、产中、产后全过程的生产控制技术规范，并将相关技术标准和管理规范集成转化为通俗易懂、好操作、真管用的实施手册或明白纸。
3．开展标准化生产技术培训与推广。
通过平台上的数据沉淀，对形成的示范产品生产、经营、管理的标准化技术，向农户进行知识培训，广泛开展农产品质量安全和标准化知识宣传。
项目完成时，汉南区内所有直接从事示范产品生产经营的种养户能够持续按照标准进行规范生产。
4．规范管控水产养殖投入品。
借助平台，建立可追溯的水产养殖投入品销售档案记录，在示范基地推行投入品连锁配送和定点销售，杜绝违禁药物及添加剂的使用。
5．加强质量安全监测。
对示范产品实行定点产地环境和产品质量安全动态监测制度，建立质量安全信息定期通报和报告制度，质量安全突发事件有受控的预警应急处置措施。
6．带动区域品牌培育。
坚持以无公害农产品、绿色食品、有机食品和地理标志农产品为基础，大力培育品牌，提升示范基地产品质量安全水平和市场信誉。
附:
技术路线图
河蟹苗种培育及现代化特色养殖物联网应用模式（荆州市洪湖市六合水产开发有限公司）
一、经营主体基本情况
洪湖市六合水产开发有限公司是湖北省乃至中南地区唯一一家大规模从事河蟹苗种本地化培育、集水产养殖、苗种繁育、销售为一体的省级农业产业化重点龙头企业。
公司创建于2007年，注册资金400万元，法人代表刘东洲。
2012年3月26日，省委书记李鸿忠、副书记张昌尔、常务副省长王晓东接见中兴集团董事长侯为贵先生时，要求中兴集团利用洪湖水域资源优势，整合全省水产资源和品牌，做响“洪湖浪”品牌，做大做强水产产业。
在省委、省政府与中兴集团的战略合作协议框架下，六合公司与中兴能源（湖北）有限公司强强联合，于2012年成为中兴能源（湖北）有限公司全资子公司，重组后注册资金1500万元，法人代表刘志祥，总经理刘东洲。
公司将借助中兴集团的管理、技术、人才、资金优势，打造内陆地区最大的水产养殖和苗种培育基地。
公司现有资产11536万元，其中固定资产8514万元。
现有员工286人，其中各类管理人员24人，技术工程师18人，具有大专以上学历32人，硕士生3人。
现有水面5万亩，均持有《中华人民共和国水域滩涂使用证》及土地使用权证，已形成了四大基地、六大养殖板块的生产格局，年生产水产品总量2850万公斤。
通过几年的努力，公司先后被认定为“湖北省农业产业化重点龙头企业”、“湖北省优秀民营企业”，生产基地被评为湖北省标准化河蟹苗种本地化培育“示范基地”，农业部健康养殖“示范场”。
2008年11月公司本地化蟹苗优质良种荣获中国第五届武汉农业博览会金奖。
“洪湖浪大闸蟹”被誉为名牌产品，“2008年首届中国中部最具投资价值50强企业”称号，农业部产品质量安全中心颁发《无公害产品证书》，湖北省颁发《水产苗种生产许可证》，2014年公司河蟹项目被国家农业部评为2014年全国现代渔业种业示范场。
公司和国家淡水渔业技术研究中心武汉中心、湖北省水产科学研究所、湖北省生物科技职业学院、湖北省水产科学技术推广中心等建立长期的技术协作关系，原董事长总经理刘东洲被评为湖北省河蟹养殖业协会理事、洪湖市科技特派员。
2009年中央电视台以公司生产基地为题材拍摄的电视专题片《小蟹苗做成大事业》、《力的合成》在中央电视台7套农业节目中播出后，受到水产养殖户的广泛好评。
几年来公司得到了各级领导的亲切关怀、支持和肯定。
2009年3月，原国务院总理温家宝在湖北考察新农村建设工作时，专门听取了公司原董事长、总经理刘东洲同志的工作汇报。
国家农业部副部长牛盾、国家渔业总局局长李建华、付局长崔利峰、湖北省原省委书记罗清泉、现任书记李鸿忠、总公司总裁洪波及各位领导曾先后多次莅临公司生产基地视察指导工作。
民以食为天，食以优为先。
为了紧跟时代的步伐，适应市场的产品需求，公司不断的调整产业结构，由传统的单一养殖方式向名、特、优、稀、奇、新等多养殖品种和苗种研发转变。
为此，公司依托四大基地、六大养殖板块，投资数千万建设了湖北省重点研发项目基地“河蟹苗种一年两季本地化培育基地”，并率先在业内应用现代化物联网技术，配置了视频监控管理系统和水产养殖实时在线监测系统进行科学养殖，持续为市场提供高蛋白、低脂肪、无公害的绿色、健康的优质产品。
二、模式应用情况
（一）基本建设情况
洪湖市六合水产开发有限公司水产养殖物联网项目建设地点位于洪湖市螺山镇颜嘴村六合水产颜嘴基地现代化养殖生态园和河蟹苗种一年两季培育基地，基地总面积3000亩。
第一期建成的水产养殖物联网示范基地面积1500亩，主要示范模式特色养殖和蟹苗培育，示范品种包括精品青鱼养殖、名优特色养殖及河蟹苗种培育，该示范基地是六合水产公司国家级良种场，基地具备水源良好、池环埂坝完备、进排水系统、电力设施、道路建设、安防设施、监控系统、办公区及库房等基础设施软硬件条件得天独厚的优势。
（二）物联网技术及产品使用情况
科学化、现代化养殖一直以来是六合公司发展战略的重要组成部分。
为适应渔业管理现代化和公司快速稳健发展需要，六合公司颜嘴基地作为国家级原种场示范基地，在2013-2015年中央财政现代农业生产发展资金洪湖市标准化生态健康养殖示范基地建设项目的契机下，中兴六合水产颜嘴基地现代渔业特种养殖生态园实施了水质在线监测系统，即水产物联网。
该项目一期实施范围包括黄鳝、青鱼、黄颡鱼、鲈鱼、柴鱼等几个养殖品种和河蟹苗种培育项目，该物联网项目一期包括：
水产养殖生产环节视频监控管理系统和水质在线监测系统两个组成部分。
包含8个子系统：
基地视频监控管理系统、物联网监控总部总控中心和养殖基地分控中心、水质传感器采集系统、大型自动气象宏观环境监测系统、水产养殖智能化控制系统、告警子系统、防雷系统和通讯无线系统。
系统建设预算如下：
序号
设备名称
数量
单价（元）
金额（元）
1
水质环境监控
686000
1.1
溶解氧/水温复合传感器
20
3600
72000
1.2
PH传感器
20
2700
54000
1.3
电导率传感器
20
3700
74000
1.4
浊度传感器
20
12000（进口）
240000
1.5
二氧化碳传感器
20
2100
42000
1.6
水质多参数数据采集器
20
4500
90000
1.7
自动控制装置
20
4500
90000
1.8
信息服务费
40
600
24000
2
视频监控
239400
2.1
高清防水球机
20
10000
200000
2.2
摄像机支架
20
100
2000
2.3
嵌入式硬盘录像机
3
3000
9000
2.4
存储硬盘
3
800
2400
2.5
软件控制系统
1
0
0
2.6
视频解码器
1
2000
2000
2.7
千兆以太网交换机
2
2000
4000
2.8
电源、线材、辅料
1
20000
20000
3
气象监测
12000
3.1
农业气象站
1
12000
12000
4
监控中心
245000
4.1
计算机
2
5000
10000
4.2
液晶屏显示
4
27500
110000
4.3
电视墙架
1
25000
25000
4.4
音响系统
1
80000
80000
4.5
配件及辅料
1
20000
20000
5
温室环境监控软件系统
7200
5.1
Web版监控软件系统
1
0
0
5.2
Android牌监控软件系统
1
0
0
5.3
服务器托管服务费
1
7200
7200
6
物流、安装、调试、培训、动维
118960
合计
1308560
（三）物联网技术应用解决方案
洪湖市六合水产开发有限公司水产养殖物联网建设主要分三期进行，第一期从2013年10月开始，作为中央财政2013-2015现代农业项目实施示范基地和国家原种场示范基地，建设目的主要实现六合水产颜嘴基地现代化养殖生态园园区生产环境监控、总控分控中心调度管理、水质在线实时监测，确保园区养殖管理科学规范和园区安全，目前已完成建设内容；第二期从2014年4月开始，配合河蟹苗种一年两季培育示范基地建设需要和苗种研发过程控制要求，公司实施了颜嘴苗种基地一期50亩50个育苗大棚的视频监控管理系统和水质在线监测系统，为产品研发和安全生产保驾护航。
第三期从2015年3月开始，河蟹苗种研发基地扩建，面积扩大至500亩，目前分池平整、消毒处理、水产培植、安全防护已完成，正在进行进水投苗阶段，主要为6月份实现河蟹苗种大规模培育和现代化养殖打基础。
六合水产养殖物联网系统由数据采集系统、视频监控系统、无线传输系统、远程控制系统、数据处理系统和专家系统组成。
六合水产养殖环境智能监控系统面向水产养殖集约、高产、高效、生态、安全的发展需求，基于智能传感、无线传感网、无线通信、智能处理与智能控制等物联网技术的开发，集视频监控管理、水质环境参数在线采集、智能组网、无线传输、智能处理、预警信息发布、决策支持、远程自动控制等功能于一体的水产养殖物联网系统。
通过该套系统，可以实现以下功能：
1.宏观环境气象监测系统：
实时在线监测养殖基地宏观环境气象数据，包括空气湿度、光照强度、风速、大气压力、风向、温度、雨量等宏观环境气象指标，为生产服务导航。
2.多参数采集功能：
所实施项目范围内养殖水体中溶解氧浓度、PH值、温度、氨氮含量四个指标实时、分时、定时采集，为生产管理提高科学依据。
3.多渠道查看功能：
公司及基地领导、实施项目板块负责人及技术人员可以通过互联网、个人手机、PAD等信息终端设备可随时查询实时监测数据，历史统计数据，实时了解养殖水体的各项监测指标变化，对水环境不同参数变化提供多种图表分析功能，
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