攸关智能城市发展的自然环境监测
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智能城市为了能够有效地提供各种智能服务，必须具备一个能够平衡城市各方面需求，优化配置城市各类资源的高效生态系统，尤其近年来，世界各地灾变频频发生，防灾物联网、国土环境监测已经成为许多城市建设的重点实施项目，如何透过信息化手段，有效进行环境监测，实现资源优化配置，已成为智能城市的必要手段。
但城市治理面积幅员广大，加上地下水道等公共建设难以监测，想要有效达到环境监测的目标，其实并不容易，这也是智能城市的构想虽然早已成形，却始终难以有效突破的关键。
所幸在物联网(Internet of Things；IoT)技术已经渐渐成熟的今天，配合移动科技、云端运算等应用的普及，智能城市要建设一个完整的环境监测系统，已经不再是遥不可及。
无线传感有利城市治理
物联网技术应用于环境监测，除了让各种「物件」所侦测的信息，可以进行交流与沟通，进而产生更有意义的信息并衍伸更多的应用外，无线传感网络(wireless sensor network；WSN)技术的成熟，更是让物联网的价值如虎添翼，许多攸关智能都市发展的监控应用，如环境与生态监测、健康监护、家居自动化、交通控制等，都可看到物联网技术扮演其中的重要角色。
无线传感网络的原理，是透过传感器中的微处理器芯片里面所撰写的程序，来控制其他周边的电子零件，如使用空气温湿度传感器、土壤含水量计、重力加速度计与雨量计等传感元件，收集附近的环境信息。
为了避免无线网络传输过程有任何的闪失，也为了能够在事件过后进行信息比对，传感器侦测的到环境信息，都会先储存到内建的记忆卡中，再透过无线收发模块，将这些信息以无线电传送给其他装置。
无线传感器也可以称作「节点」(node)。一个完整的无线传感网络系统，是由好几个节点，再加上至少一个数据接收站所组成。节点负责测量或侦测管理者所需要的数据，并将数据用无线方式传到数据接收站。节点不仅可以传送自己所传感的数据，也可以转传其他节点所侦测的信息，直到数据传达到接收站为止；数据接收站负责处理各种节点传回来的数据，并加以统整成有意义的信息，供使用者利用。
无线传感网络的应用方式，粗略可以分为「数据收集」与「事件侦测」。数据收集是利用传感元件，在特定间隔时间下收集数据，包括雨量、光线亮度等，当这些收集到的数据回报到数据接收站时，就可以做为决策的判断，如雨量监测可以用来判断是否要放「豪雨假」，光线监测可以作为路灯是否要开启，或调整亮度的参考。
事件侦测则是用于侦测并回报罕见、短暂或不常发生的现象，如警戒区域被入侵、野生动物出现、监测山坡地突然滑动，或者出现土石流等现象发生时，传感元件不仅会提供信息，甚至可以自动发出警告，以避免更严重的灾害发生。
节点最大的优点就是制造成本低，且使用电池供电，没有电线或电源供应等限制，安装更为方便弹性，可以因应各种城市建设的物理环境，不管是空中或地下，都可以快速安装在管理者想要进行环境侦测与监控的地点。
如2006年启动的PermaSense Project，就是将无线传感网络技术应用于长期监测瑞士阿尔卑斯山(Alpine)的岩床地质情况，所蒐集到的数据数据除可作为自然环境研究的参考外，经过分析后的信息也可以作为提前掌握山崩、落石等天然灾害的事前警讯。
由于阿尔卑斯山累积的永冻土(permafrost)与岩层，在历经四季气候变化与强风侵蚀的长期效应下，随时可能发生难以预料的变化，不管是对登山客或当地居民，都构成极大的威胁。但由于阿尔卑斯山的高海拔位置，以及险峻的地形，都使得人工长期监测极其困难。但PermaSense Project透过无线传感网络系统，做到极大范围的监控，包括温度变化对山坡结构的影响，以及气候对土质渗水的变化，与预警系统的整合，更有助于提早示警，保障安全。
善用4G技术建置环境监控
现在的民众，对于生活环境品质的要求日趋重视，对于加强环境污染预警与治理的呼声也越来越高，而且对于信息的实时性及透明化，以实时了解环境信息的诉求也越来越强烈，更成为智能城市必须加快完善环境污染预警与治理机制的动力。
因此，面对极端气候导致生活环境愈来愈严峻的今日，智能城市更是需要自然环境监测能力，如大陆许多城市目前就面临雾霾治理的压力。全国人大代表、国内移动四川公司总经理简勤指出，环境保护已是物联网技术应用较为成熟的领域，全球已经累积不少在环境保护相关的物联网应用成功案例，包括美国、澳大利亚等国家都已先后部署用于实时监测城市环境污染数据和监测野生动物情况的生态监测系统。
再以桥梁监测为例，不管是台风或暴雨，往往都会让河川暴涨，桥墩在不断冲冲刷下，或是受到地震外力破坏，都可能导致整座桥梁塌陷与崩坏，进而影响行车及人员安全。但只要能将传感元件连接各种土压计、水压计与电阻式位移计等，建立数据收集模块，再透过网络将这些仪器蒐集到的桥墩数据传回到数据蒐集站，再将信息传送到中央灾害应变中心，即可掌握全国各地桥梁的状况，降低断桥灾害。
环境监测技术也可以用于农业上，除了可以控制用水量外，也可以带来其他好处，如农产品价格常因为各种天灾与人为等因素，而导致市场价格会出现巨大波动。如青葱、高丽菜等农产品，平常因为价格不高，比较不会有失窃的风险，但只要是大雨或是台风因素导致菜价飙涨时，就会有小偷想要趁机下手偷窃，但农民却可能因为农地范围大而防不胜防。
但只要使用无线传感网络，就可以利用节点可以快速方便安装的特性，安装在农田周围，一旦有窃贼入侵，就可以透过节点侦测发出警告，通知警方与农民来驱离窃贼。而农产品价格下跌，不用担心失窃时，也可以快速回收无线传感器节点，等到下次类似状况发生的时候再安装。
尤其是在4G技术已经开始运转的城市，无线传感网络的基础建设更加可靠，具有建设难度低、资源利用率高、覆盖面广、信息蒐集与传输快、信息管理与共享容易、实时监测与预警可靠性高等优势，城市管理者应善用4G资源，将环境污染源纳入实时监控系统中，打造7×24小时全生命周期监测的环境监控物联网，透过许许多多的节点分散安装在要观察的环境当中，有效的扩大数据收集的区域，以达到收集高密度、高精确性数据的目的。
