طراحی یک سیستم هوشمند نظارت بر سطح آب های زیرزمینی مبتنی بر اینترنت اشیا و پردازش ابری با قابلیت هشدار زودهنگام به منظور کنترل فرونشست زمین

با افزایش فشار بر منابع آب های زیرزمینی ناشی از رشد جمعیت، گسترش کشاورزی و تغییرات اقلیمی، نظارت پیوسته و هوشمند بر سطح آب های زیرزمینی ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش، یک سیستم شبیه سازی شده مبتنی بر اینترنت اشیا و پردازش ابری طراحی شد که قادر به جمع آوری داده های بلادرنگ از چاه های نظارتی، پردازش آن ها در محیط ابری، تحلیل الگوهای برداشت و ارائه هشدار زودهنگام در صورت تشخیص کاهش غیرعادی سطح آب است. در این مقاله، ابتدا داده های مصنوعی واقع بینانه با در نظر گرفتن پارامترهایی مثل مولفه های فصلی، روند کاهشی بلندمدت و نویز (نوفه) سنسور تولید شدند. سپس با استفاده از روش های پردازش سری های زمانی و الگوریتم های یادگیری ماشین به ویژه Isolation Forest، الگوهای برداشت غیرپایدار شناسایی و سیستم هشدار زودهنگام فعال شد. خروجی های سیستم شامل نمودارهای تعاملی، جداول خلاصه آماری، فایل های JSON هشدار و گزارش های متنی برای استفاده در محیط های پژوهشی و عملیاتی طراحی گردید. نتایج نشان می دهد که چنین سیستمی می تواند به عنوان یک زیرساخت هوشمند در مدیریت پایدار منابع آب های زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

آب های زیرزمینی ، فرونشست زمین ، اینترنت اشیا ، پردازش ابری ، هشدار زودهنگام ، یادگیری ماشین ، مدیریت پایدار آب