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技術(shù)讓我們高枕無憂，如果有任何環(huán)境危害，例如洪水或風(fēng)暴，我們會(huì)收到警告。有些事件比其他事件更容易預(yù)測(cè)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)應(yīng)該會(huì)有所改進(jìn)。

圖片來源：Lysogor Roman/Shutterstock.com

盡管這些傳感器網(wǎng)絡(luò)相對(duì)較慢，但它們?nèi)匀伙@示出監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的潛力；從冰川洪水到雪崩、火山爆發(fā)和風(fēng)暴。

環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)是包含連接到無線網(wǎng)絡(luò)的傳感器的設(shè)備。這些網(wǎng)絡(luò)幫助我們研究環(huán)境危害，如山體滑坡或洪水。傳感器系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)地理環(huán)境，無論是在冰川還是海岸。

傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能夠感知雪崩、山體滑坡、火山活動(dòng)，甚至是極端天氣事件。科學(xué)家們還使用這些網(wǎng)絡(luò)來評(píng)估斜坡的穩(wěn)定性，幫助他們通過考慮天氣預(yù)報(bào)來識(shí)別未來幾天可能引發(fā)的任何山體滑坡。

還可以監(jiān)測(cè)水質(zhì)和空氣質(zhì)量，因?yàn)榄h(huán)境中可能存在對(duì)動(dòng)物和人類生命有害的有毒污染。 

他們是如何工作的？

要?jiǎng)?chuàng)建環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)，您需要傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線電網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，然后在服務(wù)器上檢索數(shù)據(jù)。傳感器可以連接在一起，但如今大多數(shù)系統(tǒng)都是無線的，這對(duì)環(huán)境的干擾較小，在大多數(shù)情況下更實(shí)用。

通過收集的數(shù)據(jù)，它們可以導(dǎo)入地理信息系統(tǒng) (GIS) 并與衛(wèi)星圖像集成，以構(gòu)建該地區(qū)的全面圖片。

使用設(shè)備時(shí)需要遵守一些標(biāo)準(zhǔn)。馬丁內(nèi)斯等人。(2004) 建議在部署這些系統(tǒng)之前詳細(xì)了解物理環(huán)境非常重要。設(shè)備必須能夠承受周圍環(huán)境，可能存在不利的灰塵、灰燼、振動(dòng)或溫度。它們應(yīng)與合適尺寸和重量相融合，以避免人或動(dòng)物的干擾。

冰、雪和洪水

Glacsweb 項(xiàng)目是第一個(gè)使用 ESN 研究冰川內(nèi)發(fā)生的事情的項(xiàng)目。

該系統(tǒng)有傳感器節(jié)點(diǎn)（探頭和地震檢波器）、基站和英國(guó)服務(wù)器。小型傳感器測(cè)量水的壓力、冰川的變形，以及它的傾斜度和溫度。

從 2003 年起，它在挪威的 Briksdalsbreen 使用了三年，其次是冰島。傳感器節(jié)點(diǎn)記錄的數(shù)據(jù)在以無線方式傳輸?shù)椒��?wù)器之前會(huì)傳回冰川表面的基站。

盡管這些系統(tǒng)通常是一致的，但可能存在一些問題。由于傳感器和基站之間的通信問題，出現(xiàn)了一些數(shù)據(jù)間隙。在阿拉斯加的檸檬冰川中使用了一個(gè)名為 SEAMONSTER 的類似系統(tǒng)來監(jiān)測(cè)冰川湖潰決洪水，其中出現(xiàn)了其他問題，例如無線電波通過冰的傳輸。

位于瑞士和意大利之間的馬特宏峰的 PERMASENSE 項(xiàng)目測(cè)量了巖石的不穩(wěn)定性，并可用于監(jiān)測(cè)山坡頂部的積雪以檢測(cè)雪崩。安托里尼等人。(2019) 描述了一種雪崩和山體滑坡預(yù)警系統(tǒng)，并在一條通向有紅綠燈的道路上的溝渠中對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。傳感器網(wǎng)絡(luò)控制紅綠燈并發(fā)出短信警報(bào)。

感知火山活動(dòng)

需要監(jiān)測(cè)的一個(gè)更明顯的危險(xiǎn)是活火山的活動(dòng)。傳感器記錄地震活動(dòng)（發(fā)生在地面上的振動(dòng)）、巖石表面的變形、溫度變化和火山口排出的氣體。也許著名的火山是維蘇威火山，監(jiān)測(cè)工作于 1941 年開始。

世界火山觀測(cè)站組織 (wovo.org) 監(jiān)測(cè)了許多危險(xiǎn)的火山，但并非世界上所有的火山都受到監(jiān)測(cè)。根據(jù)一項(xiàng)已發(fā)表的研究，發(fā)展中國(guó)家可能受此影響比較嚴(yán)重，因?yàn)榘l(fā)展中國(guó)家只有 13% 的活火山受到監(jiān)測(cè)。

海上應(yīng)用

傳感器網(wǎng)絡(luò)有助于監(jiān)測(cè)風(fēng)暴和颶風(fēng)等極端天氣事件。甚至有可能與無人駕駛自動(dòng)駕駛汽車相結(jié)合——這些船只可以在偏遠(yuǎn)、荒涼的地區(qū)航行，例如颶風(fēng)或北極冰川，而無需人類登船，從而減少受傷或死亡的可能性。

正如一些動(dòng)物似乎所做的那樣，傳感器可用于感知即將到來的海嘯的想法已被提出，并可能在未來幾年得到進(jìn)一步探索。1990 年代在太平洋開發(fā)了海嘯預(yù)警系統(tǒng)，其昂貴的設(shè)備已經(jīng)過時(shí)。

環(huán)境傳感器網(wǎng)絡(luò)可以為環(huán)境科學(xué)家提供更多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有助于監(jiān)測(cè)偏遠(yuǎn)、難以到達(dá)的地點(diǎn)的危害，例如在雪山山頂檢測(cè)雪崩或在冰川預(yù)測(cè)洪水。進(jìn)一步的發(fā)展可能會(huì)改善對(duì)火山爆發(fā)甚至海嘯的預(yù)測(cè)。

由于需要解決的復(fù)雜性和技術(shù)挑戰(zhàn)，這些大規(guī)模的項(xiàng)目很少，可能涉及電力供應(yīng)、通信和安全障礙。看看有朝一日是否可以實(shí)現(xiàn)全球集成的傳感器系統(tǒng)，這樣我們就可以以前所未有的方式預(yù)見地球的危害，這將是一件有趣的事情。