Μεγάλη ροή δεδομένων με περιβαλλοντικό αντίκτυπο - ανδρείκελα

Μεγάλη έρευνα δεδομένων μπορεί να βοηθήσει στον επιχειρηματικό κόσμο, αλλά έχει και περιβαλλοντικό σκοπό. Οι επιστήμονες μετρούν και παρακολουθούν διάφορες ιδιότητες των λιμνών, των ποταμών, των ωκεανών, των θαλασσών, των φρεάτων και άλλων υδάτινων περιβαλλόντων για την υποστήριξη της περιβαλλοντικής έρευνας. Σημαντική έρευνα σχετικά με τη διατήρηση και τη βιωσιμότητα του νερού εξαρτάται από την παρακολούθηση και κατανόηση υποβρύχιων περιβαλλόντων και τη γνώση του τρόπου με τον οποίο αλλάζουν.

Γιατί γίνεται αυτό το έργο; Οι αλλαγές σε αυτά τα φυσικά περιβάλλοντα μπορούν να έχουν τεράστιες επιπτώσεις στην οικονομική, φυσική και πολιτιστική ευημερία των ατόμων και των κοινοτήτων σε όλο τον κόσμο. Για να βελτιώσουν την ικανότητά τους να προβλέπουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι ερευνητές των πανεπιστημίων και των περιβαλλοντικών οργανισμών σε όλο τον κόσμο αρχίζουν να συμπεριλαμβάνουν την ανάλυση των δεδομένων σε κίνηση στην έρευνά τους.

Η επιστημονική έρευνα περιλαμβάνει τη συλλογή μεγάλων όγκων πληροφοριών που είναι ευαίσθητες στο χρόνο σχετικά με τους υδάτινους πόρους και τις καιρικές συνθήκες για να προστατεύσει τις κοινότητες από τους κινδύνους και να ανταποκριθεί καταλλήλως στις καταστροφές που επηρεάζουν αυτούς τους φυσικούς πόρους. Τα μαθηματικά μοντέλα χρησιμοποιούνται για να κάνουν προβλέψεις όπως η σοβαρότητα των πλημμυρών σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία ή οι επιπτώσεις μιας πετρελαιοκηλίδας στη ζωή στη θάλασσα και στο περιβάλλον οικοσύστημα.

Ο τύπος των δεδομένων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιλαμβάνει τα πάντα, από τη μέτρηση της θερμοκρασίας έως τη μέτρηση των χημικών ουσιών στο νερό, για τη μέτρηση της ροής ρεύματος. Επιπλέον, είναι χρήσιμο να μπορούμε να συγκρίνουμε αυτά τα νεοαποκτηθέντα δεδομένα με ιστορικές πληροφορίες για τα ίδια υδατικά συστήματα.

Υπάρχουν πολλά εξελιγμένα ερευνητικά προγράμματα για τη βελτίωση της κατανόησης του τρόπου προστασίας των φυσικών υδάτινων πόρων. Οι ποταμοί και οι παρακείμενες πλημμυρικές περιοχές και υγρότοποι, για παράδειγμα, χρειάζονται προστασία επειδή είναι σημαντικοί βιότοποι για τα ψάρια και την άγρια ​​πανίδα. Πολλές κοινότητες εξαρτώνται από ποτάμια για πόσιμο νερό, παραγωγή ενέργειας, τρόφιμα, μεταφορές και τουρισμό.

Χρήση αισθητήρων για την παροχή πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο σχετικά με ποτάμια και ωκεανούς

Σε ένα ερευνητικό κέντρο στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη συλλογή φυσικών, χημικών και βιολογικών δεδομένων από ποταμούς. Αυτοί οι αισθητήρες ελέγχουν τις χωρικές μεταβολές της θερμοκρασίας, της πίεσης, της αλατότητας, της θολότητας και της χημείας του νερού.Στόχος τους είναι να δημιουργήσουν ένα δίκτυο παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο για ποτάμια και εκβολές ποταμών.

Οι ερευνητές αναμένουν ότι στο μέλλον θα είναι σε θέση να προβλέψουν τις αλλαγές στα ποτάμια με τον ίδιο τρόπο όπως οι προβλέψεις καιρού. Ένα άλλο ερευνητικό κέντρο που εδρεύει στην Ευρώπη χρησιμοποιεί ραδιοεξοπλισμένους σημαντήρες που περιέχουν αισθητήρες για τη συλλογή δεδομένων σχετικά με τον ωκεανό, συμπεριλαμβανομένων των μετρήσεων του ύψους και της δράσης των κυμάτων. Αυτά τα δεδομένα συνεχούς ροής συνδυάζονται με άλλα περιβαλλοντικά και μετεωρολογικά δεδομένα για την παροχή πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τις συνθήκες των ωκεανών σε αλιείς και ερευνητές.

Και στα δύο παραδείγματα, οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη συλλογή μεγάλων όγκων δεδομένων καθώς συμβαίνουν τα γεγονότα. Αν και οι πλατφόρμες υποδομής ποικίλλουν, είναι χαρακτηριστικό να συμπεριλαμβάνεται ένα στρώμα μεσαίου λογισμικού για την ενσωμάτωση δεδομένων που συλλέγονται από τον αισθητήρα με δεδομένα σε μια αποθήκη δεδομένων. Αυτοί οι ερευνητικοί οργανισμοί χρησιμοποιούν επίσης εξωτερικές πηγές όπως βάσεις δεδομένων χαρτογράφησης και αισθητήρες που προέρχονται από άλλες τοποθεσίες, καθώς και γεωγραφικές πληροφορίες.

Τα δεδομένα αναλύονται και επεξεργάζονται καθώς ρέουν από αυτές τις διαφορετικές πηγές. Ένας οργανισμός κατασκευάζει ένα ολοκληρωμένο δίκτυο αισθητήρων, ρομποτικής και κινητής παρακολούθησης. Χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες για να κατασκευάσει περίπλοκα μοντέλα όπως συστήματα μοντελοποίησης πολλαπλών παραμέτρων σε πραγματικό χρόνο. Τα μοντέλα θα χρησιμοποιηθούν για να εξετάσουν τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις εντός των τοπικών ποταμών και των οικοσυστημάτων εκβολών ποταμών.

Τα μεγάλα πλεονεκτήματα δεδομένων σε πραγματικό χρόνο

Με την ενσωμάτωση της ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο των δεδομένων στην περιβαλλοντική έρευνα, οι επιστήμονες προωθούν την κατανόησή τους σε μείζονες οικολογικές προκλήσεις. Η τεχνολογία ροής ανοίγει νέους τομείς έρευνας και υιοθετεί την έννοια της συλλογής και ανάλυσης επιστημονικών δεδομένων σε μια νέα κατεύθυνση. Εξετάζονται τα δεδομένα που ενδέχεται να έχουν συλλέξει στο παρελθόν με νέο τρόπο και είναι επίσης σε θέση να συλλέξουν νέους τύπους πηγών δεδομένων.

Παρόλο που μπορείτε να μάθετε πολλά παρακολουθώντας μεταβλητές μεταβολής όπως η θερμοκρασία νερού και η χημεία νερού σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα, μπορεί να χάσετε τον εντοπισμό αλλαγών ή μοτίβων. Όταν έχετε την ευκαιρία να αναλύσετε τα δεδομένα συνεχούς ροής, όπως συμβαίνει, είναι πιθανό να πάρετε τα πρότυπα που ίσως έχετε χάσει. Τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την κίνηση του ποταμού και τον καιρό χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη και τη διαχείριση των ποτάμιων αλλαγών.

Οι επιστήμονες ελπίζουν να προβλέψουν τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και τον καιρό. Προωθούν την έρευνα σχετικά με τον αντίκτυπο της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ρωτάνε τι μπορεί να μάθει από την παρακολούθηση των κινήσεων των μεταναστευτικών ψαριών. Πώς μπορεί να παρακολουθήσει πώς μεταφέρονται ρύποι βοηθά να καθαρίσει από τη μελλοντική μόλυνση του περιβάλλοντος;

Εάν οι επιστήμονες δεδομένων είναι σε θέση να λαμβάνουν δεδομένα που έχουν ήδη συλλέξει, μπορούν να τα συνδυάσουν με τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο με πολύ πιο αποδοτικό τρόπο. Έχουν επίσης την ικανότητα να κάνουν πιο εμπεριστατωμένη ανάλυση και να κάνουν καλύτερη δουλειά για την πρόβλεψη μελλοντικών αποτελεσμάτων.

Επειδή αυτή η ανάλυση ολοκληρώνεται, επιτρέπει σε άλλες ομάδες που χρειάζονται τις ίδιες πληροφορίες να μπορούν να χρησιμοποιούν τα ευρήματα με νέους τρόπους για να αναλύσουν τον αντίκτυπο των διαφόρων θεμάτων.Αυτά τα δεδομένα θα μπορούσαν να αποθηκευτούν σε περιβάλλον δεδομένων cloud έτσι ώστε οι ερευνητές ανά τον κόσμο να έχουν πρόσβαση, να προσθέσουν νέα δεδομένα στο μίγμα και να επιλύσουν άλλα περιβαλλοντικά προβλήματα.