传感器网络合作监测地质灾害

技术让我们高枕无忧，如果有任何环境危害，例如洪水或风暴，我们会收到警告。有些事件比其他事件更容易预测，但随着技术的进步，地质灾害预测应该会有所改进。

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尽管这些传感器网络相对较慢，但它们仍然显示出监测地质灾害的潜力；从冰川洪水到雪崩、火山爆发和风暴。

环境传感器网络是包含连接到无线网络的传感器的设备。这些网络帮助我们研究环境危害，如山体滑坡或洪水。传感器系统用于监测地理环境，无论是在冰川还是海岸。

传感器网络已经能够感知雪崩、山体滑坡、火山活动，甚至是极端天气事件。科学家们还使用这些网络来评估斜坡的稳定性，帮助他们通过考虑天气预报来识别未来几天可能引发的任何山体滑坡。

还可以监测水质和空气质量，因为环境中可能存在对动物和人类生命有害的有毒污染。 

他们是如何工作的？

要创建环境传感器网络，您需要传感器节点通过无线电网络将数据发送到服务器，然后在服务器上检索数据。传感器可以连接在一起，但如今大多数系统都是无线的，这对环境的干扰较小，在大多数情况下更实用。

通过收集的数据，它们可以导入地理信息系统 (GIS) 并与卫星图像集成，以构建该地区的全面图片。

使用设备时需要遵守一些标准。马丁内斯等人。(2004) 建议在部署这些系统之前详细了解物理环境非常重要。设备必须能够承受周围环境，可能存在不利的灰尘、灰烬、振动或温度。它们应与合适尺寸和重量相融合，以避免人或动物的干扰。

冰、雪和洪水

Glacsweb 项目是第一个使用 ESN 研究冰川内发生的事情的项目。

该系统有传感器节点（探头和地震检波器）、基站和英国服务器。小型传感器测量水的压力、冰川的变形，以及它的倾斜度和温度。

从 2003 年起，它在挪威的 Briksdalsbreen 使用了三年，其次是冰岛。传感器节点记录的数据在以无线方式传输到服务器之前会传回冰川表面的基站。

尽管这些系统通常是一致的，但可能存在一些问题。由于传感器和基站之间的通信问题，出现了一些数据间隙。在阿拉斯加的柠檬冰川中使用了一个名为 SEAMONSTER 的类似系统来监测冰川湖溃决洪水，其中出现了其他问题，例如无线电波通过冰的传输。

位于瑞士和意大利之间的马特宏峰的 PERMASENSE 项目测量了岩石的不稳定性，并可用于监测山坡顶部的积雪以检测雪崩。安托里尼等人。(2019) 描述了一种雪崩和山体滑坡预警系统，并在一条通向有红绿灯的道路上的沟渠中对该系统进行了测试。传感器网络控制红绿灯并发出短信警报。

感知火山活动

需要监测的一个更明显的危险是活火山的活动。传感器记录地震活动（发生在地面上的振动）、岩石表面的变形、温度变化和火山口排出的气体。也许著名的火山是维苏威火山，监测工作于 1941 年开始。

世界火山观测站组织 (wovo.org) 监测了许多危险的火山，但并非世界上所有的火山都受到监测。根据一项已发表的研究，发展中国家可能受此影响比较严重，因为发展中国家只有 13% 的活火山受到监测。

海上应用

传感器网络有助于监测风暴和飓风等极端天气事件。甚至有可能与无人驾驶自动驾驶汽车相结合——这些船只可以在偏远、荒凉的地区航行，例如飓风或北极冰川，而无需人类登船，从而减少受伤或死亡的可能性。

正如一些动物似乎所做的那样，传感器可用于感知即将到来的海啸的想法已被提出，并可能在未来几年得到进一步探索。1990 年代在太平洋开发了海啸预警系统，其昂贵的设备已经过时。

环境传感器网络可以为环境科学家提供更多数据，这些数据有助于监测偏远、难以到达的地点的危害，例如在雪山山顶检测雪崩或在冰川预测洪水。进一步的发展可能会改善对火山爆发甚至海啸的预测。

由于需要解决的复杂性和技术挑战，这些大规模的项目很少，可能涉及电力供应、通信和安全障碍。看看有朝一日是否可以实现全球集成的传感器系统，这样我们就可以以前所未有的方式预见地球的危害，这将是一件有趣的事情。

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