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美國(guó)運(yùn)用傳感器技術(shù)解決河流污染
美國(guó)運(yùn)用傳感器技術(shù)解決河流污染
位于美國(guó)紐約的哈德森河，曾是一片富饒之地。但后來，居民造成的下水道污物的沉積以及大型工廠倒入的有毒化學(xué)物質(zhì)，致使這條河流受到了嚴(yán)重污染。
上世紀(jì)八十年代，為恢復(fù)哈德森河的生態(tài)系統(tǒng)，紐約發(fā)起了新一代的水資源管理計(jì)劃。他們?cè)诤拥娜潭及惭b了傳感器，一些傳感器甚至高達(dá)2米。這些傳感器把各種各樣的物理、化學(xué)、生物數(shù)據(jù)包括河流的鹽度、濁度、葉綠素和顆粒物粒徑等信息，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳遞到后臺(tái)的計(jì)算中心區(qū)。數(shù)據(jù)像流水一樣不間斷地生成，不間斷地被處理，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。
后臺(tái)的計(jì)算中心區(qū)分為三個(gè)環(huán)節(jié)。首先是數(shù)據(jù)傳輸，傳感器將從河中與周邊環(huán)境收集到的數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)連續(xù)的方式傳送給系統(tǒng)管理層。然后，河流的不同類型數(shù)據(jù)被清洗，后臺(tái)通過消除數(shù)據(jù)的異源性，使關(guān)于哈德森的數(shù)據(jù)一致化，并具有互通性，最后在分析管理平臺(tái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的展現(xiàn)。在科學(xué)家的電腦顯示屏上，各種數(shù)據(jù)匯成了一條虛擬的哈德森河，流水何時(shí)被污染，化學(xué)、物理、生物成分發(fā)生了什么變化，一看便知。
接下來，數(shù)據(jù)科學(xué)家便可利用這些處理過的信息建模模擬一個(gè)哈德森河的環(huán)境模型和治理方案，評(píng)估不同的治理和人類干預(yù)對(duì)于哈德森環(huán)境的多方影響，以保證在實(shí)際治理時(shí)的效果。
目前，經(jīng)過多年努力，哈德森河已逐漸恢復(fù)其清澈的水質(zhì)和優(yōu)美的環(huán)境。
美國(guó)佛羅里達(dá)海洋研究組織建設(shè)了一個(gè)簡(jiǎn)稱為MARVIN的傳感平臺(tái)，目標(biāo)主要是根據(jù)有害藻類富營(yíng)養(yǎng)化相關(guān)水質(zhì)變化提供即時(shí)的水質(zhì)信息，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括pH值、溶氧量、水溫、導(dǎo)電度、葉綠素濃度、濁度等。這些傳感器同時(shí)安裝在一個(gè)浮舟之中，并搭載了一個(gè)氣象塔，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)包括風(fēng)速與風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度、氣壓及降雨量等項(xiàng)目。
MARVIN的信息傳輸方式是利用傳感器收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息后，通過天線傳送訊號(hào)至衛(wèi)星及手機(jī)等界面，提供遠(yuǎn)程信息的獲取。MARVIN平臺(tái)通常每小時(shí)取樣兩次，然后每小時(shí)或每三小時(shí)通過衛(wèi)星將數(shù)據(jù)回傳。
據(jù)悉，MARVIN平臺(tái)需要每?jī)芍苓M(jìn)行一次人工維護(hù)，維護(hù)人員會(huì)采用傳統(tǒng)的采樣和分析方法收集數(shù)據(jù)，用于校正在后處理過程中的MARVIN平臺(tái)數(shù)據(jù)。
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