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美國運用傳感器技術(shù)解決河流污染
美國運用傳感器技術(shù)解決河流污染
位于美國紐約的哈德森河，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物質(zhì)，致使這條河流受到了嚴重污染。
上世紀八十年代，為恢復哈德森河的生態(tài)系統(tǒng)，紐約發(fā)起了新一代的水資源管理計劃。他們在河的全程都安裝了傳感器，一些傳感器甚至高達2米。這些傳感器把各種各樣的物理、化學、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)絡實時傳遞到后臺的計算中心區(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)進行比對。
后臺的計算中心區(qū)分為三個環(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)以實時連續(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對這些數(shù)據(jù)進行可視化的展現(xiàn)。在科學家的電腦顯示屏上，各種數(shù)據(jù)匯成了一條虛擬的哈德森河，流水何時被污染，化學、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)科學家便可利用這些處理過的信息建模模擬一個哈德森河的環(huán)境模型和治理方案，評估不同的治理和人類干預對于哈德森環(huán)境的多方影響，以保證在實際治理時的效果。
目前，經(jīng)過多年努力，哈德森河已逐漸恢復其清澈的水質(zhì)和優(yōu)美的環(huán)境。
美國佛羅里達海洋研究組織建設(shè)了一個簡稱為MARVIN的傳感平臺，目標主要是根據(jù)有害藻類富營養(yǎng)化相關(guān)水質(zhì)變化提供即時的水質(zhì)信息，監(jiān)測項目包括pH值、溶氧量、水溫、導電度、葉綠素濃度、濁度等。這些傳感器同時安裝在一個浮舟之中，并搭載了一個氣象塔，負責監(jiān)測包括風速與風向、氣溫、相對濕度、氣壓及降雨量等項目。
MARVIN的信息傳輸方式是利用傳感器收集監(jiān)測數(shù)據(jù)信息后，通過天線傳送訊號至衛(wèi)星及手機等界面，提供遠程信息的獲取。MARVIN平臺通常每小時取樣兩次，然后每小時或每三小時通過衛(wèi)星將數(shù)據(jù)回傳。
據(jù)悉，MARVIN平臺需要每兩周進行一次人工維護，維護人員會采用傳統(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平臺數(shù)據(jù)。
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