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西方的智慧生态例子

1.虚拟数字河流：哈德森河的重生

纽约曼哈顿有一条哈德森河，北起阿迪龙达克山区,绵延500公里南下,在纽

约港入海。哈德森河曾经是人们心中富饶的果篮子、菜篮子，十九世纪中期，如

画的风景和便利的交通,吸引了很多纽约富商来河谷两边的山上修建度假的宅

邸。然而后来，居民造成的下水道污物的沉积以及大型工厂倒入的有毒化学物质，

致使这条河流受到了严重污染。

上世纪XX年代，环保主义热潮涌起，为了恢复哈德森河的生态系统，纽约

州政府发起了一个“新一代的水资源管理计划”。他们在河的全程都安装了传感

器，一些传感器甚至高达2米。这些传感器把各种各样的物理、化学、生物数据

包括河流的盐度、浊度、叶绿素和颗粒物粒径等信息，通过网络实时传递到后台

的计算中心区。数据像流水一样不间断地生成，不间断地被处理，并与历史数据

进行比对。

后台的计算中心区分为三个环节，首先是数据传输，传感器将从河中与周边

环境收集到的数据以实时连续的方式传送给系统管理层。然后，河流的不同类型

数据被清洗，后台通过消除数据的异源性，使关于哈德森的数据一致化，并具有

互通性，最后在分析管理平台对这些数据进行可视化的展现。在科学家的电脑显

示屏上，各种数据汇成了一条虚拟的哈德森河，流水何时被污染，化学、物理、

生物成分发生了什么变化，一看便知。接下来数据科学家便可利用这些处理过的

信息建模模拟一个哈德森河的环境模型和治理方案，评估不同的治理和人类干预

对于哈德森环境的多方影响，以保证在实际治理时的效果。

经过多年的努力，哈德森河已逐渐恢复其清澈的水质和优美的环境。现在每

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年的父亲节周末，都有一个持续两天的环保音乐节——清水节（Clearwater

Festival）来庆祝哈德森河的重生。

2.MARVIN：富营养化监测平台

美国佛罗里达海洋研究组织建设了一个简称为MARVIN的传感平台，目标

主要是根据有害藻类富营养化相关水质变化提供即时的水质信息，监测项目包括

pH值、溶氧量、水温、导电度、叶绿素浓度、浊度、硝酸盐及磷酸盐、水位、

水流速与方向、水中光合辐射光能以及全光等。这些传感器同时安装在一个浮舟

之中，并搭载了一个气象塔，负责监测包括风速与风向、气温、相对湿度、气压

及降雨量等项目。

MARVIN的信息传输方式是利用传感器收集监测数据信息后，通过天线传

送讯号至卫星及手机等界面，提供远程信息的获取。MARVIN平台通常每小时

取样两次，然后每小时或每三小时通过卫星将数据回传。

MARVIN平台需要每两周进行一次人工维护，维护人员会采用传统的采样

和分析方法收集数据，用于校正在后处理过程中的MARVIN平台数据。MARVIN

数据还可以帮助建模人员观察水流循环和克卢萨哈奇河生物系统、帮助船长及应

急管理人员及时了解实时水质情况、帮助游人预测赤潮是否会出现、帮助搜救队

了解水流能见度、帮助学生学习生物圈的有关知识等。

3.CitySense：城市监测传感网络

CitySense是由美国国家自然科学基金会资助，由哈佛大学和BBN公司联

合开发出的，可以报告整个城市实时监测数据的无线传感网络项目。

CitySense通过在美国马萨诸塞州剑桥市的路灯上安装传感器，利用路灯

的电力供应系统作为传感器运行时的电力能源，解决了电池寿命对于无线传感网

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运行的限制，有利于长期环境监测试验。每个节点都含有一个内置PC机、一