自從Gaspard Felix Tournachon在1858年首次拍攝了航拍照片以來(lái)，遙感技術(shù)至今已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步。雖然這項(xiàng)技術(shù)取得了進(jìn)展，但數(shù)據(jù)采集的頻率仍然相對(duì)沒(méi)有變化。

如今，隨著新的采集平臺(tái)，更小、更高效的傳感器以及云計(jì)算等力量的出現(xiàn)，遙感技術(shù)再次陷入重大技術(shù)創(chuàng)新的險(xiǎn)境。我們正在超越將遙感作為航空測(cè)繪、地理信息系統(tǒng)和地球觀測(cè)學(xué)科的傳統(tǒng)理解，轉(zhuǎn)向類(lèi)似于最近的另一個(gè)發(fā)展事物——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。聚合平臺(tái)上的互聯(lián)設(shè)備持續(xù)進(jìn)行的流數(shù)據(jù)將描繪出我們生活的世界的新景象。

自從160多年前Tournachon俯身在熱氣球的一側(cè)拍攝景觀以來(lái)，用于測(cè)繪的遙感實(shí)踐已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化——從人類(lèi)對(duì)航空?qǐng)D像的解釋到使用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量;從可見(jiàn)光圖像到光譜圖像的演變；從攝影測(cè)量到依靠脈沖激光對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行三維數(shù)字表示的激光雷達(dá)(光探測(cè)和測(cè)距)。

不同的用例，相似的目標(biāo)

雖然地理空間應(yīng)用的遙感使我們能夠更多地看到以及了解我們周?chē)沫h(huán)境，但它通常不被認(rèn)為是一種持續(xù)監(jiān)測(cè)的手段。很大一部分原因是，遙感平臺(tái)仍然會(huì)與航空器相連——這是遙感歷史的產(chǎn)物，也是推動(dòng)這一領(lǐng)域發(fā)展的用例。

這些用例(主要圍繞地圖和地球觀測(cè)展開(kāi))需要衛(wèi)星和航空器等平臺(tái)。傳感器的波形因數(shù)遵循這些用例。因此，遙感與通常以月為單位測(cè)量的收集頻率有關(guān)。即使是頻率最高的衛(wèi)星，其傳感器類(lèi)型和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也受到限制。

在互聯(lián)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被一組不同的用例所驅(qū)動(dòng)。IoT一詞誕生于“普適”或“普適計(jì)算”的概念，是在供應(yīng)鏈管理的背景下創(chuàng)造出來(lái)的，是專(zhuān)門(mén)圍繞RFID數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)耦合的概念。

從那以后，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展一直接近于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的內(nèi)在或嵌入式傳感器的原始概念。根據(jù)應(yīng)用和設(shè)備類(lèi)型的不同，物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以傳遞水速、水壓或氣壓、溫度、風(fēng)速、心率、室溫和大量其他數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息。它與遙感不同，遙感器是使用表面電磁反射的特性，而物聯(lián)網(wǎng)傳感器通常是記錄物理測(cè)量的機(jī)電傳感器。根據(jù)結(jié)果，系統(tǒng)可以返回命令來(lái)啟動(dòng)或停止某些操作，或者建立關(guān)于潛在問(wèn)題的警報(bào)，以確保主動(dòng)維護(hù)。

模糊遙感和物聯(lián)網(wǎng)之間的界限

遙感和物聯(lián)網(wǎng)這兩個(gè)學(xué)科的發(fā)展正在模糊他們之間的距離。這兩種運(yùn)轉(zhuǎn)都是由相似的需求驅(qū)動(dòng)的，但都是在各自設(shè)想的環(huán)境下發(fā)展起來(lái)的。事實(shí)上，遙感和物聯(lián)網(wǎng)類(lèi)似于在不同環(huán)境的鄰近島嶼上生長(zhǎng)的同一種花或水果。例如，這兩種方法都源于在不需要人工創(chuàng)建數(shù)據(jù)的情況下，高效地大規(guī)模收集數(shù)據(jù)。而且，他們都已發(fā)展到能夠創(chuàng)建和分析數(shù)據(jù)，將大量數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化的易于理解。

有幾個(gè)監(jiān)測(cè)和檢查應(yīng)用程序需要經(jīng)常觀察情況，因?yàn)橛锌赡茉诙虝r(shí)間內(nèi)發(fā)生變化，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)造成很大的損失。

對(duì)于這些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，遙感和物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是互補(bǔ)的，他們有解決問(wèn)題的不同優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，在這些情況下，遙感本質(zhì)上可以被認(rèn)為是“外在物聯(lián)網(wǎng)”，與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)定義相比，后者使用的是嵌入式或內(nèi)在傳感器。它們將外部觀測(cè)數(shù)據(jù)匯集在一起，只有通過(guò)外部傳感器和嵌入物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供的數(shù)據(jù)流才能實(shí)現(xiàn)。

例如，管道內(nèi)的傳感器可能會(huì)檢測(cè)到某一截面的壓力下降，但外部高光譜傳感器可以將這一變化與存在于地面上的油或水聯(lián)系起來(lái)。綜合分析，這些技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有潛力提供廣泛的新見(jiàn)解，可以降低成本，提高系統(tǒng)性能，并對(duì)即將出現(xiàn)的問(wèn)題發(fā)出警告。

推動(dòng)這種融合的進(jìn)步包括機(jī)器人、無(wú)人機(jī)和光譜傳感器等平臺(tái)的出現(xiàn)，這些平臺(tái)可以安裝在較小的平臺(tái)上。這些新平臺(tái)的機(jī)動(dòng)性和成本使得它們更適合于持續(xù)部署，而不是像傳統(tǒng)的機(jī)載平臺(tái)那樣斷斷續(xù)續(xù)地部署。更輕、更便宜的傳感器完成了這些。

其他催化劑還包括大數(shù)據(jù)云計(jì)算的成熟以及自主操作機(jī)器人的開(kāi)放軟件平臺(tái)的可用性，以及使用激光雷達(dá)進(jìn)行障礙物檢測(cè)。這些科技的開(kāi)發(fā)一起創(chuàng)建了一個(gè)良好的環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)和部署ROI的外部物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

隨著他們的融合，這些都利用互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和分析技術(shù)來(lái)提供更深入的見(jiàn)解。有機(jī)會(huì)出現(xiàn)一大批新的用例來(lái)保護(hù)關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施、保護(hù)環(huán)境和改善公共安全。

在實(shí)際中的應(yīng)用

以變電站為例。恒流和電壓測(cè)量是必要的，也是至關(guān)重要的。如今，大多數(shù)數(shù)字變電站都安裝了傳感器，例如光纖電流傳感器(FOCS)，這是對(duì)傳統(tǒng)儀器變壓器技術(shù)的改進(jìn)。這些傳感器收集的測(cè)量數(shù)據(jù)被整合到電氣公司控制室的儀表板上。

與此同時(shí)，前瞻性的公用事業(yè)公司正開(kāi)始安裝自動(dòng)機(jī)器人，配備激光雷達(dá)、熱、多光譜傳感器，用于監(jiān)測(cè)變電站。這些變電站通常在偏遠(yuǎn)的地方，工作人員便不能經(jīng)常前去監(jiān)測(cè)。但通過(guò)使用機(jī)器人持續(xù)監(jiān)測(cè)變電站的狀況，他們便可以遠(yuǎn)程跟蹤物理和光譜變化，檢測(cè)和識(shí)別雜散物體，監(jiān)測(cè)腐蝕或泄漏，并檢測(cè)可能預(yù)示設(shè)備故障的溫度變化。

當(dāng)被告知某些參數(shù)超過(guò)了可接受的閾值時(shí)，公司可以派工作人員到變電站完成維修或更換部件，以免造成災(zāi)難性的停機(jī)。合并后的數(shù)據(jù)不僅提供了更豐富的信息流和接近實(shí)時(shí)的感知，它還創(chuàng)建了一個(gè)多維數(shù)據(jù)歷史，可以猜測(cè)其趨勢(shì)。

同樣，管道運(yùn)營(yíng)商通常使用管道沿線的壓力、溫度和振動(dòng)傳感器來(lái)連續(xù)記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。現(xiàn)在，一些大型商用無(wú)人機(jī)有能力在空中停留很長(zhǎng)時(shí)間，并集成多個(gè)傳感器的有效載荷。隨著無(wú)人機(jī)在可視范圍(BVLOS)方面的限制放寬，配備傳感器的無(wú)人機(jī)作為一種持續(xù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和可視化潛在問(wèn)題的手段將變得更加流行，這補(bǔ)充了傳感器數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商目前接收的數(shù)據(jù)。

這些例子僅僅是融合了遙感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，再加上先進(jìn)的分析技術(shù)，便擁有改變我們的工作、生活和娛樂(lè)方式的力量。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的前提是，感官數(shù)據(jù)為分析和洞察創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，這將大大提高效率，并使這個(gè)有機(jī)體更智能，更敏捷。來(lái)自新平臺(tái)的遙感數(shù)據(jù)增加了新的功能，并為此提供了額外的工具補(bǔ)充，以幫助實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的全部承諾。