智慧環(huán)境管理系統(tǒng)開發(fā)案例

“智慧環(huán)保"是“數(shù)字環(huán)保"定義的拓寬和擴(kuò)展，它是依靠物聯(lián)網(wǎng)，把感應(yīng)開關(guān)和配備置入到各類環(huán)境監(jiān)管目標(biāo)中，根據(jù)高性能計(jì)算機(jī)和云計(jì)算技術(shù)將環(huán)保行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合起來，完成人類社會(huì)與環(huán)境系統(tǒng)的融合，以更為細(xì)致和動(dòng)態(tài)性的方法完成環(huán)境管理和決策。海外的環(huán)保智慧化基本建設(shè)發(fā)展較早，如紐約哈德森河的再生、佛羅里達(dá)海洋研究組織基本建設(shè)的富營(yíng)養(yǎng)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)等從計(jì)劃方案自主創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)、管理模式等層面都具備非常好的借鑒意義。

虛擬數(shù)字江河：哈德森河的再生

紐約曼哈頓有一條哈德森河，北起阿迪龍達(dá)克山區(qū)地帶,連綿500公里南進(jìn),在紐約港入海。哈德森河以前是大家心里富庶的果籃子、菜籃子，十九世紀(jì)中后期，如詩如畫的景色和便捷的交通出行,吸引住了許多紐約富豪來谷地兩側(cè)的山頂建造休閑度假的宅院。然而后來，住戶導(dǎo)致的下水管道廢棄物的堆積及其大中型加工廠倒入的有害化合物，導(dǎo)致這條江河受到了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

上世紀(jì)八十年代，環(huán)保現(xiàn)實(shí)主義浪潮泛起，以便修復(fù)哈德森河的生態(tài)體系，紐約州政府部門進(jìn)行了一個(gè)“新一代的水資源管理方案"。他們?cè)诤拥娜€都安裝了傳感器，一些傳感器甚至達(dá)到兩米。這種傳感器把各式各樣的物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)、微生物數(shù)據(jù)包括江河的海水鹽度、渾濁度、葉綠素和細(xì)顆粒物粒度等信息內(nèi)容，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)傳輸?shù)胶笈_(tái)管理的測(cè)算中心區(qū)。數(shù)據(jù)像流水一樣連續(xù)地轉(zhuǎn)化成，連續(xù)的被處理，并與歷史數(shù)據(jù)展開核對(duì)。

后臺(tái)管理的測(cè)算中心劃分為三個(gè)階段，首先是數(shù)據(jù)傳輸，傳感器將從河里與附近環(huán)境搜集到的數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)持續(xù)的方法傳輸給系統(tǒng)管理層。隨后，江河的不同種類數(shù)據(jù)被清理，后臺(tái)管理根據(jù)清除數(shù)據(jù)的異源性，使有關(guān)哈德森的數(shù)據(jù)一致化，并具備互通性，最終在剖析管理系統(tǒng)對(duì)這種數(shù)據(jù)展開數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)。在生物學(xué)家的電腦顯示器上，各類數(shù)據(jù)融成了一條虛擬的哈德森河，水流什么時(shí)候被環(huán)境污染，有機(jī)化學(xué)、物理學(xué)、微生物成份發(fā)生了什么轉(zhuǎn)變，一看便知。接下來數(shù)據(jù)科學(xué)家便可運(yùn)用這種處理過的信息模型仿真模擬一個(gè)哈德森河的環(huán)境實(shí)體模型和整治計(jì)劃方案，評(píng)定不同的整治和人們干涉對(duì)于哈德森環(huán)境的多方面影響，以確保在具體整治時(shí)的實(shí)際效果。

歷經(jīng)數(shù)年的努力，哈德森河已慢慢修復(fù)其清亮的水體和幽美的環(huán)境。