1.3决策及应用
传感器网络的主要任务是感知特定区域的数据,具有可以实时、持续、低成本的感知物理环境信息的特点。根据这个特点,传感器网络的应用探索逐渐成为新的研究趋势。美国国十安全部开始的SBInet计划,在与墨西哥和加拿大的边境地区推动基于传感器网络技术的“虚拟边境”建设,以产生一个保卫美国国境的虚拟围墙。2009年,思科公司与美国国家航空和宇宙航行局(NASA)提出“星球皮肤”(plataetaryskin)合作项目,该项目针对全球气候变化的挑战,通过开发遍布全球的空中、海洋和陆地传感器网络来感知、分析和报告环境变化情况。日本NTTDocoMo丁2009年底将环境传感器大规模地安装在移动基站,覆盖日本东京附近关东地区300个区域,来感知碳排放和其他大气条什。香港科技人学利用传感器网络开发的煤矿安全监控与引导系统已经在多个国家的相关企业成功应用。浙江林学院、西安交通大学、清华大学、北京邮电大学等高校住浙江天目山国家级自然保护区开展的合作项目“绿野干传”(GreenOrbs),旨在通过开发大规模无线传感器网络系统对森林生态环境进行长期监测,利用传感器感知包括温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等多种数据,并以感知的信息向多种重要应用提供支持。
已有学者将传感器网络应用于决策领域。Stoiarlov等通过传感器网络感知输水管道的信息,帮助对其管理。Kim等通过传感器网络感知油轮的信息,用于给出正确的油轮驾驶操作。YlLl等通过传感器网络感知土壤的冻融状态,用于决定寒冷地区的路面保护策略。panchard等通过传感器网络感知土壤信息,用于决定雨养农业的游溉策略。
现在无线传感网络的概念不再是单纯的物理量传感,而是信息感知、数据传递和智能处理的组合。无论是“智慧地球”,还是“感知中国”,都突出了“智慧”利“知”。利用传感器取得环境信息,通过无线通信手段汇集数据,经分析和处理得出有价值的认知,从而为决策和反馈控制提供依据。
随着工业化程度的提高,城市化进程的不断加快以及人口的不断增加,人类活动越来越频繁深刻地影响着水环境,水污染已成为我国面临的主要环境问题。水污染的发生是一个复杂的生态变化过程,不是单一因素的产物,而是诸多如理化、生物、气象、水文等因素综合作用的结果。此外,水污染状况处于不断变化中。因此,水污染防治是一个具有一定时效性的复杂动态系统问题。
水环境信息是进行水污染防治决策的依据。水环境状况处于不断变化中,必须在一定时间内对当前环境状况进行处理。这要求必须实时了解当前的水环境信息,快速给山水污染防治方案。目前,水环境信息感知方法有人工监测、卫星遥感等。人监测是比较原始的监测方式,由监测人员配备着嵌入式水质监测仪器,到指定水域现场获取水质参数,必要时需采集水体样本带回实验室进行分忻化验。人工监测方法虽然简单易操作,但是耗费了火量的人力和时间,不适合实时、连续的水环境信息需求。甲星遥感方法基本原理是通过遥感卫星对湖泊水体表面的水色进行主动或被动扫描,运用光谱水质模型进行反演。
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