地下汙染檢測和分析系統、方法和電腦程式產品的製作方法
2023-06-04 20:50:06 3
專利名稱：地下汙染檢測和分析系統、方法和電腦程式產品的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及地下區域汙染分析系統，更具體地，涉及一種用在汙染區域評估和清理決策過程中的智能數據獲取、處理和分析工具。
背景技術：
大的、複雜的環境破壞或汙染場所對於正確的定性和清除表現出困難而潛在昂貴的挑戰。通常，廣泛的評估工作留給財產所有者和工程顧問比答案更多的問題。同樣困難的一個問題是如何確定與汙染場所相關聯的法律責任和財務責任的水平，這一困難導致恢復財產的經濟生存力的延遲。兩個最大的問題是「作為環境汙染的結果，給財產所有者有哪些責任？」以及「能否在預算之內現實地清理此場所？」在今天的技術環境下，先進傳感器、電信、計算能力和可視化軟體的可用性已經極大地改變了收集信息、決策和設計工程系統的方式。例如，如與智能資料庫相連的核磁共振成像(MRI)等診斷工具在有創手術或治療之前，向放射科醫師和外科醫生提供了對人體內的情況更為詳細的了解。此外，將實時傳感器與高速電信相連使醫學教授能夠利用機器人技術從另一大陸遠程地執行外科手術。
上述示例只是今天的技術進步已經改變醫學界和科學界的多個實例中的幾個。這些示例還顯著地改變了診斷醫學條件的商業狀況，利用少量專家的知識和才能，為世界任何地方都能提供最好的治療。，可以將類似的概念應用於環境汙染或財產損害的評估和清理。簡單地說，同時向處理汙染財產的評估、風險分析、工程設計和決策過程中所涉及的各方提供更為完整和詳細的信息能夠以低風險和低成本更好地進行決策。
傳統上，大多數環境汙染場所的調查涉及一個很長的過程，包括由環境顧問準備書寫工作計劃、由財產所有者和管理機構同意、現場調查、實驗室分析和書寫調查結果和建議。此過程極其緩慢(幾個月到幾年)，並且是勞動密集的。其成果經常受到多種置疑，導致了該過程的重複，以獲得額外的信息。財產所有者和所有者的環境顧問所承擔的取證現任，加之數據獲取的高成本，導致了不完整的評估，作為不完整的信息的結果，增加了風險，以及不正確的設計和應用清理工具。
由於數據獲取的高成本和將數據關聯起來的高成本，這個問題變得更為複雜。通過利用鑽孔機和直接壓擠技術對土樣、地下水和來自地下的氣體的侵入採樣，來收集大多數數據。典型地，這些過程每天產生5～30個樣本，用於現場工具或遠程固定實驗室的隨後分析。考慮到動用沉重設備和人員來收集樣本的高成本，預算的限制經常限制了所獲得的樣本的總數和總量，從而限制了特定場所的數據集合的完整性。
此外，通常依據環境顧問對現場地質的假定的理解水平來規定獲得樣本的預定地點和預定深度。更為經常的是，沒有充分考慮根據實際觀察的現場條件來修改採樣計劃。這些因素使得有限的數據集合更加難以解決問題，尤其是考慮到在當前的預算或工作計劃中並未包括為了足以描繪出任何已識別的汙染所需的對任何額外樣本。
在利用目前的技術要充分評估或定性具有環境汙染的財產的第三困難因素是，有效獲得表示汙染濃度的樣本的困難性。目前的土壤取樣和地下水採樣設備在各種理想的地質區域中工作得相當好，但在複雜、異質土壤條件的區域中極為無效。典型地，對於含有如沙礫等大尺寸顆粒的飽和土壤區域和那些高滲液土壤區域，利用最好的土壤取樣工具也難以取得好的樣本。在含有如粘土和泥漿材料等小尺寸顆粒的飽和土壤區中，低滲透性使得地下水樣本難以獲得。不飽和土壤條件下的問題在於，難以獲取全樣本，難以防止揮發性化合物的損耗。而且，當來自預定地點和深度的樣本未得到充分取樣時，數據集合會受影響，且不確定性增加。[***]
影響在汙染場所評估期間所獲得的信息數量和質量的其他因素包括所人為產生的處理和運送方面的誤差、傳送延遲、實驗室處理誤差和延遲、由實驗室和多種現場評估工具所創建的多種數據格式等。多數情況下，所獲得的用於解釋地質學和化學汙染遷移和降解之間的相互作用的數據是不充分的。
在獲得數據以後，它們會經常按照不兼容的表格格式或二維圖來顯示。這些難用的數據格式導致了報告準備、審閱和決策過程的延遲。最終結果是緩慢的處理、難以使用且較高的不確定性。這個緩慢的過程是定價、保險和工程設計的基礎，導致了受環境破壞的財產的恢復變得昂貴、滯後和低效。
因此，根據以上所述，需要一種智能的數據系統、工具、方法和電腦程式產品，用於源區汙染數據獲取、分析和處理，允許每天收集和分析多個樣本，產生詳細的垂直輪廓，能夠構成地下的橫斷面和3D圖像。此外，所需系統、方法和電腦程式產品應當是低成本的、健壯的和精確的，以便在由知識和技術程度不同的人進行操作時，產生可重複的結果。所需系統應當提供近似實時的信息，以便用於決策。所需系統應當匯集在多個場所獲得的數據的綜合價值，以隨著時間，逐漸降低受汙染財產的恢復成本。
發明內容
用於端到端數據獲取和傳遞的系統、方法和電腦程式產品的典型實施例包括以下步驟a)通過直接讀取傳感器，獲取環境地下數據；b)對所述數據進行地理標註；c)向數據分析應用伺服器傳輸所述數據；以及d)分析所述的數據以獲得關於所述數據的信息。
在典型方法中，步驟(a)的所述數據可以包括一個或多個數據參數。
在典型方法中，所述環境地下數據涉及地下的化學和地質學屬性。
在典型方法中，步驟(a)的所述直接讀取傳感器可以包括直接傳感技術；光學傳感器；化學傳感器；機電傳感器；膜界面探頭(MIP)傳感器；高級MIP傳感器；雷射誘導螢光(LIF)傳感器；紫外誘導螢光(UVF)傳感器；聚合物傳感器；或光暈傳感器。
在典型方法中，所述步驟(b)的所述地理標註可以包括在至少兩個維度中進行地理標註；或針對地球表面上的特定點，對所述數據進行地理標註。
在典型方法中，所述至少兩個維度可以包括緯度、經度、海拔高度和時間。
在典型方法中，所述步驟(b)的所述地理標註包括在至少三個維度中進行地理標註。
在典型方法中，所述至少三個維度可以包括緯度、經度、海拔高度和時間。在典型方法中，所述步驟(c)的所述傳輸可以包括通過網際網路進行傳輸；或通過無線通信鏈路進行傳輸。
在典型方法中，步驟(c)的所述應用伺服器包括應用服務提供商(ASP)。
在典型方法中，所述步驟(d)可以包括將所述數據存儲在資料庫中；挖掘所述數據；利用算法，計算來自所述數據的所述信息；在至少兩個維度中進行可視化處理；顯示所述數據的圖形可視化；形成所述數據的地圖；或以二維和三維格式中的至少一種格式來顯示所述數據。
在典型方法中，所述步驟(d)可以包括將原始數據精煉為已處理數據；針對所述數據的獲取中的變化，對所述數據進行歸一化；對膜界面探頭(MIP)的膜條件進行歸一化；對包括化學濃度和土壤水矩陣中的至少一個的實際地下條件的變化進行歸一化；確定相對質量功效數據，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準、探頭深度、流體靜力學和分析/電系統的基線噪聲；存儲所述數據；將所述數據聚集成聚集數據；利用所述聚集數據，確定預測建模；利用所述聚集數據，評估風險的測量；利用所述聚集數據，評價風險；計算化學混合物的總質量；計算受影響的土壤和地下水的體積；計算化合物標識；計算清除成本；執行敏感度分析；比較多個場所的數據。
在典型方法中，所述執行敏感度分析的步驟可以包括利用「儀錶盤」型顯示器進行顯示；以及向辦公室設備或現場設備中的至少一個提供結果。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)將所述信息張貼在網站行，以便由授權用戶進行訪問。
在典型方法中，所述網站可以包括安全網際網路網站。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)在網絡上向行動裝置傳輸所述信息。在典型方法中，所述網絡可以包括無線網絡。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)將所述數據聚集成聚集數據；f)挖掘所述數據；g)利用所述聚集數據，確定預測建模；h)利用所述聚集數據，評估風險的測量；i)利用所述聚集數據，評價風險；j)基於以下至少之一向用戶提供多個場所的相對分析地質信息和汙染條件；以及k)將所述數據存儲在資料庫中；l)梳理數據；m)將數據與以下至少之一進行比較歷史數據和來自其他場所的數據；n)執行數據挖掘；或o)對場所進行排序。
在典型方法中，所述方法還可以包括e)傳輸所述信息，包括i.通過網際網路將包括已完成的數據分析的所述信息傳輸回源地點，用於決策和處理改變；或ii.將所述信息無線地傳輸給行動裝置，以便於通過網際網路協議對根據所述傳感器輸出分析得到的所述信息的訪問。
在典型方法中，所述方法還可以包括f)針對以下至少之一的變化，對所述數據進行歸一化所述數據的獲取、膜界面探頭(MIP)的膜條件、包括化學濃度和土壤水矩陣中的至少一個的地下條件；或g)確定相對質量功效數據，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準、探頭深度、流體靜力學和分析/電系統的基線噪聲。
在另一典型實施例中，闡述了一種系統、方法和電腦程式產品，其中利用智能數據系統配備和訓練被許可運營商進行遠程地點的傳感器數據獲取的方法可以包括以下步驟a)向被許可運營商收取一次性配置費用，以獲得提供傳感器數據獲取服務的許可和訓練；b)向被許可運營商收取日常運行訂閱費用，以訪問和使用智能數據分析系統，以進行數據傳輸和數據倉儲服務；或c)向被許可運營商收取獨立項目費用，其中獨立項目費用根據所需的分析、顯示或定製傳遞結果的量而改變。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的數據傳輸，可以包括通過軟體鏈路將數據傳輸到網站。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的智能數據分析，可以包括應用計算軟體，包括對地理標註直接讀取傳感器數據的2D可視化或3D可視化。
在典型方法中，所述方法可以包括步驟(b)的智能數據分析，包括將數據聚集到比較資料庫中；根據地質和汙染條件，向用戶提供多個場所的相對分析。
在典型方法中，步驟(b)的數據倉儲服務可以包括向網站張貼和傳遞交互式二維可視化、交互式三維可視化和工程設計數據。
在典型方法中，步驟(c)可以包括向被許可運營商或被許可訪問的其他客戶端中的至少一個傳遞軟體和針對每個項目的紙張傳遞結果。
在另一典型實施例中，包括了一種增強膜界面探頭。在典型實施例中，一種膜界面探頭設備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，具有比傳統MIP傳感器大的直徑。
在典型系統中，增強MIP可以適合於直接與大直徑杆系統相連。
在典型系統中，增強MIP可以允許所述MIP傳感器與大容量擠壓和錘擊系統一起使用。
在典型系統中，增強MIP可以允許在存在驅動杆柱的低側壁支撐的情況下使用。
在典型系統中，增強MIP可以適合於包括兩個或多個滲透膜。
在典型系統中，增強MIP可以包括具有兩個或多個滲透膜的膜界面探頭(MIP)傳感器。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述兩個或多個滲透膜在所述MIP傳感器的外周等距排列。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述MIP傳感器操作用於改善外周傳感並增加對所述MIP傳感器收集易揮發有機物質的可能性。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭設備包括膜界面探頭(MIP)傳感器，適合於通過包括水下電纜電連接和0形環機械連接來提高水密封完整性。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中MIP是一種模塊化膜界面探頭(MIP)設備，包括模塊化膜界面探頭(MIP)傳感器，由多個模塊化組件構成，實現了所述多個模塊化組件中任何故障組件的現場可服務更換。
在典型系統中，公開了模塊化MIP設備，包括外圓筒，具有空腔；或(或貫穿裝置和/或，即邏輯或操作)內芯圓筒組件，可現場插入到所述空腔中，並具有加熱器腔，其中所述加熱器腔適合於容納可現場插入的可拆除筒形加熱元件。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述模塊化MIP設備可以包括可拆除導電前端組件。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述模塊化MIP設備可以包括可現場插入的可拆除筒形加熱元件。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述模塊化MIP設備可以包括防水電連接器和/或O形環密封件。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭設備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括直接位於探頭內的可拆除收集器，用於易揮發有機化合物的收集和集中。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述可拆除收集器實現了所述易揮發有機化合物濃度的低水平檢測和通過後續運行的色譜方法對化合物的特定識別。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中MIP還可以包括利用色譜方法提供對所述MIP傳感器的校準。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中MIP還可以包括用於在MIP採樣和記錄日誌事件期間同時收集和集中易揮發有機化合物的裝置。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭設備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括從所述MIP傳感器體到表面檢測器套的加熱傳送線，以最小化易揮發有機化合物在冷傳送線中的損耗。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭設備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括增強掃描解決方案模塊和樣本導入系統，適合於減小整體設備佔地面積和成本，用於導入校準氣體，並允許同時採樣易揮發有機氣體流，以便立即進行色譜分析。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭設備可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數據獲取系統集成的全球衛星定位(GPS)接收器，適合於允許利用樣本數據同時進行採樣點的地理標註。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中膜界面探頭系統可以包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數據獲取系統進行無線通信的行動裝置，實現了數據從所述MIP傳感器到基站的近似實時的傳送。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述行動裝置可以包括圖形顯示和控制模塊，適合於對所述數據獲取系統的操作進行操作。
在典型系統中，公開了增強MIP，其中所述行動裝置是可攜式的。
在典型系統中，公開了一種增強掃描解決方案模塊，包括流控制子系統；與所述流控制子系統相連的檢測器子系統；與所述流控制子系統相連的乾燥器/潮氣分離器子系統；與所述流控制子系統相連的採樣子系統；與所述流控制子系統、所述檢測器子系統、所述乾燥器/潮氣分離器子系統和所述採樣子系統中的至少一個相連的軟體控制子系統。
在典型系統中，公開了增強掃描解決方案模塊，其中所述採樣子系統可以包括樣本環路；吸收收集器；以及氣體色譜注入埠。
在典型系統中，公開了增強掃描解決方案模塊，其中所述模塊還包括排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；或壓力控制子系統。
在典型系統中，公開了增強掃描解決方案模塊，其中增強掃描解決方案模塊可以包括檢測器子系統；採樣子系統；與所述檢測器子系統和所述採樣子系統相連的軟體控制子系統。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊還包括與所述軟體控制子系統相連的乾燥器/潮氣分離器子系統。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊可以包括樣本環路；吸收收集器；氣體色譜注入埠。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊還包括排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；或壓力控制子系統。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊可以包括現場可重構性，並且還可以包括多個運營商可選模式。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊還可以包括多個預先可編程的操作模式，根據特定的條件，交互式地重新配置，以執行多種功能中的任意功能。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊還可以包括所述檢測器子系統與氣體處理子系統之間的接口，允許插入樣本、另一檢測器、流動通道、流動通道速率、乾燥器、排氣器、反饋或收集器。
在典型系統中，增強掃描解決方案模塊，所述軟體控制子系統可以包括數據記錄器；序列發生器；閥控制系統；監視器；顯示器；或記錄功能。
以下將參照附圖詳細描述本發明的其他特徵和優點以及本發明多個實施例的結構和操作。
根據以下對如附圖所示的本發明典型實施例的更為詳盡的描述，本發明的多個典型特徵和優點將顯而易見，在附圖中，相似的參考數字通常表示相同、功能類似和/或結構類似的元件。相應參考數字中最左側的數字表示該元素第一次出現的附圖。
圖1是示出了根據本發明典型實施例的環境數據獲取和傳遞處理的方框圖的典型實施例；圖2是示出了根據本發明典型實施例的商業處理的方框圖的典型實施例；圖3是示出了由本發明的圖形用戶接口(GUI)產生的典型窗口或屏幕截影的典型實施例，示出了場所的補救印記；
圖4A是示出了根據本發明的典型實施例進行了顯著再設計的膜界面探頭(MIP)的高度示意圖的典型實施例；圖4B是示出了根據本發明的典型實施例進行了顯著再設計的膜界面探頭(MIP)的詳細示意圖的典型實施例，具有典型模塊化MIP的截面圖，包括兩個橫截面和扇形截面；圖4C是示出了根據本發明的典型實施例進行了顯著再設計的膜界面探頭(MIP)的詳細示意圖的典型實施例，示出了具有O形環槽的內芯圓筒組件；圖4D是示出了根據本發明的典型實施例進行了顯著再設計的增強膜界面探頭(MIP)的典型外圓筒組件的詳細示意圖的典型實施例；圖5示出了用於實現本發明的典型計算機系統的方框圖的典型實施例；圖6示出了根據本發明典型實施例的工作流進程的典型實施例；圖7示出了根據本發明的整體智能數據系統進程的典型實施例；圖8A示出了根據本發明的、包括MIP探頭、控制器、檢測器和數據獲取模塊的MIP系統的典型實施例；圖8B示出了根據本發明的、包括MIP探頭、控制器、增強掃描解決方案模塊檢測器系統、數據獲取模塊和增強智能數據系統的MIP系統的典型實施例；圖9A是示出了根據本發明的傳統檢測系統的典型實施例的示意圖；圖9B是示出了根據本發明的增強掃描解決方案模塊的典型實施例的高度示意圖；圖9C示出了根據本發明的典型增強掃描解決方案功能性的典型實施例的更為詳細的版本；圖10A示出了提供根據本發明的典型增強智能數據分析客戶端-伺服器系統的系統硬體結構的典型實施例；圖10B示出了包括根據本發明的、包括典型子系統模塊的增強智能數據分析系統的典實施例的應用服務提供商(ASP)實施例的典型實施例
圖11示出了根據本發明的典型自持可攜式傳感器系統的典型實施例；圖12A是示出了根據本發明的智能資料庫系統的典型實施例的示意圖；圖12B是示出了根據本發明的智能資料庫系統的輸出的典型實施例的示意圖；圖12C是示出了提供對根據本發明的智能資料庫系統的訪問的演示公司的網絡登錄窗口的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口；圖12D是示出了提供對根據本發明的智能資料庫系統的訪問的演示公司的製造設備的網絡窗口示出典型結果文件的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口；以及圖12E是示出了根據本發明的瀏覽器窗口示出典型可選結果文件的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
具體實施例方式
下面，詳細討論本發明的優選典型實施例。儘管對特定的典型實施例進行討論，但應當理解的是這只是為了示例的目的。本領域的普通技術人員將意識到也可以使用其他的組件和結構，而並不偏離本發明的精神和範圍。本發明通過提供一種用於源區汙染數據獲取、分析和處理的系統、方法和電腦程式產品來滿足上述需要。
本發明的方法和電腦程式產品允許客戶端獲得更為快速和可靠的傳感器技術、快速計算分析和無線數據傳輸的最新進步的有益效果，在比傳統方式可能更短的時間內，創建場所下方的水文地質學和汙染的診斷圖像；評估財產的事務處理和健康風險；避免下遊成本；並完成事務處理，或結案。智能數據處理能夠每天收集比傳統方法多得多的數據，以近似實時的方式提供數據以便及時進行決策，並按照容易使用的格式提供數據。
在典型實施例中，利用智能數據系統來迅速處理對地下的可靠定性。可以更為有效地實現場所評估，因為本發明所產生的智能數據具有更高的解析度，所以將做出更少的解譯錯誤，並立即可用，並能夠以每日為基礎來進行處理和繪製數據地圖。因此，可以將結果用於直到下一天的活動。根據本發明典型實施例的智能數據系統還能極大地降低補救成本，因為本系統提供了與場所水文地質學有關的化學事件的更為集中的圖像。
在典型實施例中，智能數據系統包括用於存儲從多個場所收集到的聚集數據的資料庫。在典型實施例中，智能數據系統獲取原始數據，聚集來自MIP系統、來自氣體色譜分析、來自地理位置、來自其他傳感器的數據和其他數據集合。智能數據系統可以處理原始數據以精煉所述數據，能夠對獲取過程中的變化進行歸一化，並能夠對數據進行質量保證分析。
例如，對變化的歸一化處理可以補償膜性能或條件的漂移、補償實際地下條件的變化，如化學濃度和土壤水矩陣等。處理可以包括分析數據的相對質量和功效。處理系統可以分析並說明壓力、流速、檢測器條件(可以說明漂移，並可以利用示蹤氣體等進行校準)、探頭深度(流體靜力學)和由於分析/電學系統所引起的基線噪聲的變化。
可以挖掘和處理數據，例如包括利用3D可視化技術，並可以近似實時地傳遞到現場，以便由現場人員通過應用服務提供商(ASP)、基於網絡的接口和無線設備接入等進行訪問。可以將視頻用於表示隨時間的變化。
可以從多個場所聚集數據，並將其用作風險和性能的預測手段。
I.概述本發明提供了一種用於源區汙染數據獲取、分析和處理的系統、方法和電腦程式。
包括財產所有者、貸款機構、承保人和顧問工程師的組織看重更低的成本、更短的項目周期和管理及金融承保人批准的迅速。
如上所述，傳統的環境調查和清理經濟由數據獲取的高成本和延遲所左右。這導致了設計較差且昂貴的工程解決方案和無效的清理。本發明的智能數據工具以部分時間和成本提供了幾十到一百倍的數據。更為準確地說，智能數據分析、顯示和報告服務將此數據變為高效率的、面向決策的信息，對於財產所有者具有降低30～50％成本的淨收益和更好質量和更快速的產出。
本發明提供了多級數值產生·財產所有者-調查和清理的低成本、更快的循環時間和更低的保險成本；·顧問工程師-多10到100倍的數據，導致了低成本的更為有效的清理；·承保人-更為詳細的信息，導致了較少的不確定性和風險；·服務夥伴-銷售上顯著的增長，更高的利潤空間；以及·策略出資人-能夠以邊緣技術(cutting-edge technology)使用大量高質量的服務提供商。
此外，本發明的方案實質上降低了與財產的環境特性相關聯的不確定性。這反過來加速了財產事務處理，並降低了環境保險的保險費。對此市場的研究表明環境保險保險費和擔保需求的40到60％來源於環境評估的不確定性。智能數據提供了全面量化和環境條件的易於理解的3D顯示(參見圖3)，其實質上提高了潛在問題的清晰度和可視性，改進了決策，並降低了風險。
現在，將根據上述示例，對本發明進行更為詳細的描述。這只是為了方便起見，而並非限制本發明的應用。實際上，在閱讀了以下描述之後，本領域的技術人員將清楚如何在替代實施例中實現以下發明。例如，通過與原地傳感器、地理標註定位、向基站無線傳送數據、通過網際網路傳送數據、計算軟體以及交互式網站上的顯示相結合，本發明可以用於對易揮發有機化合物的補救的現場性能監視。
本發明還可以用於獲取與內陸水體的化學和物理參數有關的大量地理標註數據。反過來，此數據可用於監視生態系統、環境汙染和船隻和車輛的排放是否符合要求。
II.系統操作A.過程本發明的方法和電腦程式產品採用環境數據獲取和傳遞的惟一端到端處理，如圖1所示。圖1示出了典型實施例中，可以執行以下一個或多個步驟的典型過程1、利用原地直接讀取傳感器來獲取數據參數；2、對地球表面指定點的每個數據參數進行地理標註，從而產生地理參考傳感器陣列，如步驟102中所示；3、通過如步驟104所示的無線通信鏈路等一個或多個通信網絡鏈路傳輸數據參數，以及通過如步驟106所示的網際網路等網絡傳輸至位於如應用服務提供商(ASP)處的資料庫，以便進行分析和顯示，利用通信鏈路，並通過如步驟108所示的資料庫接口，將稍後的訪問和查詢存儲在資料庫中；數據分析和處理的執行包括計算、圖形格式的可視化、形成地圖和以二維和三維格式進行顯示，利用步驟110所示的分析/計算軟體，並創建交互式2D、3D和nD(如時延視頻)可視輸出，如步驟112所示。額外的計算可以包括如化學混合物的總質量、受影響的土壤和地下水的體積、化合物識別、移動成本、和/或利用「儀錶盤」型顯示器的敏感度分析。在典型實施例中，智能數據系統可以包括用於存儲原始數據、分析數據和從多個場所收集到的聚集數據的資料庫。讀者可以參考圖1、8B、10B和12A，給出了與根據本發明的智能數據系統有關的更為詳細的討論。在典型實施例中，智能數據系統可以獲取原始數據，如聚集來自MIP系統、來自氣體色譜分析、來自地理位置、來自其他傳感器和來自其他數據集合的數據。智能數據系統可以處理原始數據以精煉數據，可以對獲取中的變化進行歸一化，並可以對數據執行質量確保分析。例如，對變化進行歸一化的處理可以補償膜性能或條件的漂移，以及補償實際地下條件的變化，如化學濃度和土壤水矩陣。處理可以包括分析數據的相對質量和功效。處理系統可以分析並統計壓力、流速、檢測器條件(可以說明漂移，並可以利用示蹤氣體等進行校準)、探頭深度(流體靜力學)和由於分析/電學系統所引起的基線噪聲的變化。可以挖掘和處理數據，例如包括利用3D可視化技術(步驟112)，並可以近似實時地傳遞到現場，以便由現場人員通過應用服務提供商(ASP)、基於網絡的接口和無線設備接入等進行訪問(步驟114、116、118)。可以將視頻用於表示隨時間的變化。
4、將數據聚集到比較資料庫中，利用如步驟118所示的資料庫接口，並基於地質和汙染條件向用戶提供對多個場所的相對分析，包括如步驟114所示的交互式顯示。可以從多個場所聚集數據，並可以用作風險和性能的預測手段。
5、通過如安全網際網路網站來張貼完整的數據分析，用於交互式訪問，並用於由獲準的個人進行查看，可以如步驟114所示。
6、通過如網際網路等將完成的數據分析傳輸回源區，以便進行決策和處理變化，可以如步驟116所示。
7、利用無線通信設備有利於傳感器輸出與網際網路的連接，可以在典型實施例中提供，如步驟104、118所示。當然，也可以使用有線通信鏈路，在該鏈路可用的範圍內。
B.商業過程在典型實施例中，實體可以利用商業過程來實現和提供利用本發明的智能數據系統、方法和電腦程式產品的銷售服務。此商業過程的典型實施例如圖2所示，包括執行以下一個或多個步驟1、配備和訓練被許可運營商(「用戶」)202，利用智能數據系統來執行遠程地點的傳感器數據獲取。在典型實施例中，這些運營商可以通過支付一次性配置費用來獲得許可和訓練；通過支付日常運行訂閱費來訪問本發明的分析軟體和數據倉儲服務；和/或通過支付單獨項目費用，該費用可能根據分析、顯示和顧客所需的輸送能力的數量而變化。被許可運營商202可以按收費方式或收入分成方式來提供數據獲取和傳輸服務。
2、可以提供通過軟體鏈路向由該實體運行的網站傳輸數據，如典型實施例所示，利用私有軟體鏈路208。
3、如圖所示，許可人204可以允許實體利用根據本發明的方法的計算軟了來進行數據分析。在典型實施例中，可以採用應用服務提供商(ASP)模型，如參照圖10B所示，以下將進一步討論。在典型實施例中，可以通過購買ASP的服務來頂替應當支付給ASP的費用。這種費用可以是一次性費用、周期性費用、捆綁費用和/或訂閱費用。
4、許可人204可以執行將數據聚集到比較資料庫中，如可以從美國馬裡蘭州黑爾索普(Halethorpe)的哥倫比亞技術公司得到的哥倫比亞技術環境比較知識庫(ECK)，向用戶提供了基於地質和汙染條件對多個場所的相對分析。
5、向交互式網站206張貼和傳遞交互式二維和三維可視化(如圖3所示，可視化300具有以x軸308表示的x方向上的一個維度、以y軸314表示的y方向上的另一維度、以z軸306表示的z方向上的另一維度)和關鍵工程設計數據，可以由實體來運行，並可以由許可人204來操作。可以利用如網際網路瀏覽器等瀏覽器和/或超文本標識語言(HTML)鏈路來訪問可視化和數據。例如，如圖3所示，可視化可以包括表示從何處獲得MIP探頭樣本的3D空間地圖上的地理標註地點。可以採用彩色編碼，如顏色帶指示符310所示。可以採用地理信息系統作為顯示數據的方法，再現、截面轉換、360度電影、體積計算、形成3D表面區域輪廓地圖、汙染羽狀空間對地下水(ground water，GW)井的3D視頻、連續傳感器輪廓的GW樣本的圖形比較。
6、向許可客戶端206和/或被許可訪問的其他客戶端傳遞每個項目的軟體、可視顯示、工程數據和紙件結果報告。
C.增強膜界面探頭(MIP)在本發明的典型實施例中，可以利用從美國堪薩斯州薩萊納(Salina)的GEOPROBE SYSTEMS，INC.得到的、且如美國專利No.5,639,956(『956專利)所述的膜界面探頭(MIP)，作為智能數據系統的一部分，以便將易揮發的有機化合物從地下傳送到表面，利用化學傳感器進行測量。這裡將『956專利的全部一併作為參考。下面，參照圖4A～4D對改進MIP 402的典型實施例進行描述。『956專利中所描述的MIP可以包括雙極導電性傳感器410，用於現場測量導電性，作為土壤顆粒尺寸的指示。可以利用水壓或氣壓反作用重力或錘子，將探頭擊打或錘擊到地下。
圖4A示出了在本發明的典型實施例中、對其進行增強以包括多個有用特徵的MIP 400。當然，在本發明的替代典型實施例中，可以修改MIP 400以包括下述多個有用特徵的任意組合。例如，在本發明的典型實施例中，可以重新設計和增強MIP 400，以包含以下一個或多個有利特徵，如圖4A所示。
1、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括外圓筒組件402，其可以包括比傳統可用探頭更大直徑的探頭(2.125英寸)，如圖4的示意圖400所示，以便直接與較大直徑的杆403相連。大直徑杆403可以顯著增加驅動杆柱的屈服強度，從而允許杆與更腔的擠壓/錘擊系統一起使用，以及用在驅動杆柱具有較低側壁支撐的情況下。
2、在典型實施例中，可以按照可拆卸、多子系統、現場可更換的模塊化方式重新設計增強MIP探頭400，如圖4A～4D所示。如圖所示，MIP 400包括外圓筒組件402，如圖4D詳細所示，包括其中能夠與內芯圓筒組件404緊密相連的空腔，內芯圓筒組件404如圖4C詳細所示。可以形成內芯圓筒組件404以容納現場可更換筒形加熱器元件406。加熱器406用於加熱膜408周圍的區域，以下將詳細描述。還增強MIP 400以包括多個外部水密連接412。水密連接412包括多個得自於水下電纜應用的組件。水密連接412包括隔板電連接器410、線內電連接器414和接頭416。隔板電連接器410可以是SEA CONLSG-6-BC-HP，以及線內電連接器414可以是SEA CON RMG-6-FS線內連接器，可以從美國加利福尼亞州聖地牙哥的SEA CON Brantner Associates公司得到。還示出了外部氣體連接，包括氣體子組件422以及入口和出口氣體套圈連接424。增強MIP 400以包括可拆卸導電性探頭前端組件418，具有雙極426和線428以及帽螺釘430，在與外圓筒組件402相連時，將前端組件418保持在適當的位置。圖4D的示意圖460包括示出了典型的三滲透膜實施例的增強MIP 400的典型外圓筒組件的縱向截面(上部)、側向截面A-A(中間偏左)、典型滲透膜處的O形環部分的扇形截面(細節A)和典型滲透膜的外視圖(底部中間)和細節B。
3、在典型實施例中，與如『956專利中所示的單一滲透膜408等傳統MIP探頭相比，增強MIP 400可以包括增加數量(兩個或更多)的滲透膜408。如圖4A的典型實施例所示，兩個或更多滲透膜408，如三個(圖4A和4B所示的408a、408b、408c)用於提供更多的周圍傳感和在每個給定的時間段內，由探頭402收集兩倍、三倍或更多倍易揮發有機物質的可能性。在如圖4B所示的典型實施例中，滲透膜408a、408b和408c可以提供比MIP探頭400的傳統版本改進的周圍環境覆蓋率。圖4B所示的示意圖440示出了包括增強MIP探頭400的典型製造容差和橫截面的典型實施例。在典型實施例中，示意圖400包括兩個橫截面，示出了本發明的典型氣體連接埠(左側中間)和典型的三滲透膜實施例(細節A、右側中間)、和示出了典型O形環埠(細節A)和單一滲透膜的扇形橫截面。與先前的探頭相比，質量流的增加可以極大地提高探頭400的檢測能力。例如，利用三個氣體滲透膜而不是1個可以產生三倍的物質傳送到探頭中。O形環埠402可以容納O形環，如從美國肯塔基州萊剋星頓(Lexington)的PARKERHANNIFIN CORPORATION、O形環分部得到的MS16142 O形環。使如圖4C所示的內芯圓筒組件404容納加熱器元件406，允許其膨脹。圖4C示出了示意圖450，在典型實施例中，分別包括側視圖(底部)和兩個截面A-A(中間)和B-B(頂部)，示出了具有用作氣體通道的O形環槽的內芯圓筒組件404，其中O形環用於密封氣體通道。
4、在典型實施例中，通過對探頭體和機械連接424和電連接410、411、416的主要重新設計，增強MIP 400可以包括一體化水密集成件，因為進水已經成為早期探頭故障的主要因素。
5、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括更簡單的設計以允許單個組件(如加熱器系統416等)的現場維修和更換。目前，傳統探頭的任何組件的故障都需要整體更換探頭，增加了操作的成本和延時。如上所述，增強探頭400的多個模塊和子系統允許對故障組件的現場更換。
6、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括將小型可拆卸收集器直接集成到探頭中，用於易揮發有機化合物的收集和集中。可拆卸收集器特徵可以允許對化合物的更低(更優)檢測水平以及通過後運行色譜分析對化合物的特定識別。
7、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括一體化加熱傳送線，從探頭體到表面檢測器套，以最小化易揮發有機化合物在冷傳送線中的流動損耗。如圖所示，探頭可以具有定製加熱器元件406，具有中空導管和接地導管。可以提供加熱器筒形插孔406。
8、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括檢測器套和專門配置用於MIP應用的樣本導入系統。此特徵可以減小整體設備面積和成本；實現校準/示蹤氣體的導入；以及實現易揮發有機氣體流的同時採樣，以進行即時的色譜分析。參見圖9A和9B，以及參照這些附圖而給出的對增強掃描解決方案模塊的討論。
9、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括集成全球定位系統(GPS)接收器和數據獲取系統，以與易揮發有機化合物的樣本數據同時實現採樣點的定位。智能集成GPS探頭可以更容易地實現對所捕獲的樣本數據的緊密集成地理標註。
10、在另一典型實施例中，增強MIP 400可以包括將無線數據傳送通信設備與數據獲取系統進行集成，以實現向基站的近似實時的數據傳送，以便隨後的分析和顯示。在典型實施例中，無線數據傳送通信設備可以包括用於無線傳輸的收發器硬體。通信協議軟體應用程式組可以與收發器硬體特徵一起提供多種功能。在典型實施例中，無線通信設備可以兼容IEEE 802.11無線區域網。在另一典型實施例中，可以使用其他無線硬體和軟體協議，如超寬帶(UWB)、蜂窩、全球行動電話系統(GSM)、碼分多址(CDMA)、正交頻分多址(FDMA)、蜂窩數字分組數據(CDPD)、或其他無線協議和技術。
11、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括提供移動計算/通信設備，在典型實施例中，其可以是手持的，以及可以包括圖形顯示和控制模塊，用於系統操作和數據獲取。移動計算/通信設備特徵增強了運營商在現場採樣事件期間的移動性。在一個典型實施例中，行動裝置可以是可攜式設備，例如，如圖11所示的自持可攜式傳感器系統。
12、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括提供在MIP採樣和登記事件期間同時收集和集中易揮發有機化合物。同時收集和集中易揮發化合物能夠實現對所檢測到的易揮發有機化合物的近似實時的特定識別。
13、在典型實施例中，增強MIP 400可以包括提供對探頭系統的校準，利用如內部標準等色譜方法。
D.項目管理能力·網絡接口·基於用戶的訪問等級·維護多個項目·維護項目歷史·創建新的項目·上載文件·與現場計算機實時通信對上述問題的解決方案是智能項目維護、數據獲取和分析處理。可以通過按照新穎的方式組合多種技術和進程來實現本發明的處理。完整的解決方案從項目維護延伸到最終結果顯示。在本發明之前，並不存在這種解決方案。
項目維護可以通過網絡接口得到。此接口允許項目管理者創建新的任務並上載項目信息以便分配給現場計算機，利用如無線通信鏈路等技術。網絡接口也可以服務於項目管理者的集中項目計劃(「項目中心」)。在網絡接口處，項目管理者能夠最多以分鐘為單位地跟蹤工作的進度，允許項目管理者在實時的環境下對項目計劃進行重大改變和調整。通過通信鏈路，可以將對項目計劃的改變理解傳往現場，傳送到如無線現場計算機等行動裝置。項目管理者可以通過網絡接口同時維護無限數量的項目。
網絡接口的主要特徵可以包括狀態「儀錶盤」，可以向項目管理者精確顯示項目的進展情況。所述系統還可以包括由項目改變觸發的電子郵件通知，其中可以實施電子郵件通知，向項目管理者警告改變。現場人員也可以通過網絡接口對問題和請求更換部件進行通信，使網絡接口成為遠程項目維護的完整解決方案。
E.傳感器及其與現場計算機的連結能力·網絡接口為了滿足對採樣點更為完整的信息的需要，可以在現場，在如無線手持計算機等行動裝置上對項目信息進行訪問。在操作按鈕，行動裝置的運營商可以得到如現場地圖等信息。項目管理者也可以利用網絡接口對此信息進行遠程更新。現場運營商也可以根據需要對項目進行臨時的特別修改。這些修改將被傳輸回項目管理地點，可以向項目管理者發出警告。進行現場決策而又不失去項目計劃緊湊性的能力是完整解決方案的重要組件。
在數據收集處理期間，可以通過用作專家系統的現場計算機來指導運營商，向任何運營商傳遞「最佳實現」，而與經驗無關。運營商能夠完全地使用包括所建議的採樣點的地點在內的所有場所信息。先進的傳感器設備能夠在收集處理期間，與現場計算機進行接口，提供可視反饋和數據存儲/檢索。
F.到全球衛星定位(GPS)接收器的鏈路能力·米級以下的精度·海拔高度·通過標準個人計算機(PC)通信埠(COM(RS-232串口))、LPT(並口)、USB(通用串行總線)進行通信·形成地點數據流在數據收集階段期間，現場計算機也可以與全球衛星定位(GPS)天線相連。GPS可以允許現場運營商精確地定位任何作為預先加載的場所計劃的一部分的預定地點。當前，也可以使用替代的地點定位系統，應用傳統的解決方案，如三角測量和衛星發射器地點系統。GPS還可以提供由於意料之外的障礙而調整地點的能力，而不會丟失最終輸出的地點精確性。GPS能力還可以消除對由第三方測量場所的需要，從而實現了對整體處理的時間和成本的縮減，在沒有本發明時，由第三方對場所進行測量通常是規範的作法。GPS數據可以與所有收集到的數據作為完整的分組一起傳輸。然後，將分組信息併入網絡接口上的「儀錶盤」，以顯示進度。
通過與地理二維(2D)坐標一起提供海拔高度信息，可以將顯示樣式添加為三維(3D)圖像，得到了場所及其地下行為的更為「真實」的畫面。根據本發明圖3所示的本發明的典型實施例，提供了典型的3D可視化再現。
G.數據傳輸處理能力·超文本傳送協議(HTTP)POST·HTTP GET·傳輸控制協議/網際網路協議(TCP/IP)·簡單郵件傳送協議(SMTP)·文件傳送協議(FTP)可以通過如圖10A所示的通信網絡1004來傳輸數據。可以通過可用的無線通信鏈路來傳輸數據。如果無線接入不可用，系統可以等同地通過包括撥號連接等的任何傳統方法或通過與協議通信軟體應用程式組一起的其他直接網絡連接與主系統相連。由於多種無線通信技術可用，並不需要一成不變的解決方案。本發明典型實施例中的解決方案包括綜合開放軟體國際(OSI)層4、傳送層TCP，構建在基於標準的協議組上，利用無線設備和網絡所使用的內在能力。因此，大體上可以忽略OSI層2、鏈路層、如乙太網等或其他媒體接入控制(MAC)協議，從而可以使本發明的方法最大程度地不受技術改變的影響。傳送協議層基於標準網際網路協議、傳輸控制程序(TCP)。由於這種能力並不存在於所有數據網絡中，可以採用現場計算機的輪詢(polling)，作為從主系統獲取更新信息的手段。
H.資料庫能力·關係資料庫·支持標準結構查詢語言(SQL)查詢工具·支持開放式資料庫互連性(ODBC)兼容資料庫·可擴展性當新數據被傳輸到主系統時，可以將數據存儲在資料庫中，位於其父項目之下。可以按照父/子關係來組織所有數據(顧客→項目→數據)。
I.分析能力·模塊化·去除基線漂移·在樣本間對數據進行歸一化·輸出到資料庫·用於「平滑」結果的多次分析·模式識別·與外部數據的交叉分析·場所、地質和化學比較·風險估價和評估在已經收集到足夠數據量時，進行對數據的分析。此處理可以由項目中的用戶定義設置來管理，並可以存儲在資料庫中。現場運營商也可以請求立即進行渡輪(seatrain)型分析，以指導決策處理。根據所收集的數據的類型，可以執行多個數據「歸一化」處理。可以將歸一化處理設計為校正這些異常數據，如「漂移的基線」、「溫度變化」、「基線高度峰值」、「導電性」和「大氣壓力」等。歸一化處理可以產生更為精確的結果，並且是處理中的重要步驟。未歸一化的結果可能會導致可信度的變化，從而可能會創建引起誤導的最終結果的環境。
歸一化處理可以使用歷史數據作為參考，因而對於大量的樣本而言變得更為精確。
3D分析可以包括如「克裡格法」(kriging)和形成表面區域輪廓的地圖等體積可能性計算。將所有分析過的數據存儲在資料庫中，位於父項目以下，並可以由項目管理者將其添加到「儀錶盤」中，以進行比較分析。當完成對數據的分析時，項目管理者可以通過網絡接口得到一組新的可用工具。利用這些工具，則可以回答「必須去除多少過重的負擔才能到達源區？」的問題。
分析處理考慮了項目中所提供的所有相關信息。為了獲得對結果的進一步精煉，項目管理者可以上載這些信息，作為地下水錶格和地質數據。項目管理者可以在任何時間「強制執行」新分析，以包括新上載的信息。
J.3維可視化、顯示能力·以「羽狀空間」的形式顯示體積數據·對象的透明度·覆蓋計算機輔助設計(CAD)製圖和其他地理信息系統(GIS)文件格式·計算體積和質量·下鑽(drill-down)信息彈出·凸包網格·北方向箭頭·概況窗口(鳥瞰圖)·客戶可選顏色·基於一致性的著色·基於對象的編輯·如BMP、JPG、TIF等擴展圖像格式的圖像輸出項目管理者可以通過網絡接口選擇多個「預定義的」3D可視化、圖形、輸出。可以在完成分析處理時，由3D建模軟體自動產生這些標準的「視圖」。然後，可以通過網絡接口，使項目管理者能夠使用這些視圖。項目管理者可用的另一選項可以是使專家根據所收集的數據產生定製「視圖」。專家可以使用專門設計的圖形用戶接口(GUI)，根據通過分析處理所產生的數據來產生3D對象。GUI可以提供其中轉接能夠將可視元件拖放到「顯示屏幕」上來完成任務的簡易而快速的環境。在添加到顯示屏幕上之後，專家可以通過這些能力來操縱輸出。
接口允許專家在任何時刻創建顯示屏幕的「屏幕截影」。可以將這些屏幕截影保存為圖像(如位圖)和能夠3D操作的「顯示對象」。可以利用取景器旋轉和縮放這些3D對象，但只能由專家進行改變。這可以提供分發3D圖像的有力工具，允許最終用戶對視圖進行微調，並確保重要信息的可視性。
3D建模系統也可以產生各種主要格式(如MPEG、AVI、MOV等)的高質量影像。可以根據用戶的偏好，在網絡上、或在CD只讀存儲器(CD-ROM)或數字通用盤(DVD)上電子地提供輸出。
K.交互式顯示能力·TCP/IP上的伺服器/客戶端通信·實時遠程控制·將數據保存在伺服器和客戶端上·基於允許的客戶端控制·通過ODBC讀取資料庫·ActiveX·支持56kps連接速度·基於可用數據的對象庫·多個客戶端與一個伺服器相連·在伺服器上示出多個客戶端屏幕解析度·伺服器上的客戶端連接儀錶盤3D建模處理的重要部分是最終用戶的交互。通過最終用戶的「客戶端軟體」與專家的「伺服器軟體」的現場交互，最終用戶可以在創建最終產品中發揮積極作用。兩個系統之間的鏈路可以運行在TCP/IP連接上。最終用戶可以看到與專家所觀看的相同屏幕輸出，並可以具有控制屏幕上的對象以確保協作結果的能力。專家負責如網格線和汙染羽狀空間等新屏幕元素的導入。可以將每個得到的「屏幕截影」保存在顧客的收件箱中，並可以立即在用戶的系統上得到。現在，此數據可以用於由最終用戶進行觀看和再次分發。可以將與所產生的屏幕截影有關的信息保存在資料庫中，並成為收費的基礎。
L.行動裝置—手持移動計算機行動裝置，也稱為現場計算機，用於多種目的。最重要的，它是所收集的數據與主系統之間的鏈路，而且還是由現場運營商使用的工具。其包括對現場運營商的指南和「最佳實現」解決方案。通過3D反饋機制，運營商將在現場看到來自分析和3D建模的結果。分析數據將被及時地返回，足以用於下一採樣地點的選擇，從而向運營商提供了只尋址確信對結果重要的地點。
返回到現場計算機的分析包括「下一地點」建議和通過歸一化處理產生的校準信息。實時地進行現場決策的能力極大地節省了時間和成本。
現場計算機的示例可以包括任何行動裝置，如臺式、筆記本、膝上型、小筆記本、寫字板式或手持式個人計算機(PC)或個人數字助理(PDA)。典型實施例中的現場計算機500a可以與基站計算機500b(統稱為計算機500)進行無線通信。在典型實施例中，行動裝置500a可以與基站計算機設備500b進行通信，可以利用任意已知的無線通信軟體協議、收發器硬體、網絡和通信鏈路技術，如紅外數據協會(IrDA)兼容無線技術、或短距離射頻(RF)技術，如藍牙兼容無線技術、IEEE標準802.11兼容無線區域網，如IEEE 802.11a、b或g無線LAN、共享無線接入協議(SWAP)兼容無線技術、無線保真(Wi-Fi)兼容無線技術或超寬帶(UWB)無線技術網絡等。儘管將行動裝置500a和基站計算機設備500b描述為彼此相連，設備500a、b不需要彼此直接相連，而可以代替地通過多種傳統物理網絡技術中的任何技術相連，如路由器、網橋、網關、收發器、天線和電纜等。
III.典型實現方式可以利用硬體、軟體或其組合來實現本發明(或其任何部分或功能)，並可以在一個或多個計算機系統或其他處理系統中實現。事實上，在一個典型實施例中，本發明涉及能夠執行這裡所述功能的一個或多個計算機系統。計算機系統500的示例如圖5所示。圖5示出了用於實現本發明的典型計算機系統的方框圖的典型實施例。具體地，圖5示出了優選實施例中的示例計算機500，是運行有如視窗98/2000/XP、Linux、Solaris、OS/2、Mac/OS或UNIX等作業系統的個人計算機(PC)系統。但是，本發明並不局限於這些平臺。代替地，可以在運行適當作業系統的任何適當計算機系統上實現本發明，如Solaris、Irix、Linux、HPUX、OSF、視窗98、視窗NT、OS/2、Mac/OS和能夠支持網際網路訪問的其他作業系統。在一個典型實施例中，在如這裡所討論的進行操作的計算機系統上實現本發明。典型的計算機系統，計算機500如圖5所示。行動裝置500a可以是通信設備或計算設備，如寫字板式個人計算機(PC)、手持PC、運行針對便攜PC(Pocket PC)的WINDOWSMOBILE作業系統的手持設備、小筆記本PC、筆記本PC、膝上型PC、個人數字助理(PDA)、或如桌面PC或工作站等其他設備。儘管將典型實施例中的行動裝置500描述為移動的，但該設備不必是移動的，實際上可以是固定的。基站設備500b可以是另一行動裝置、桌面計算機或能夠與行動裝置500a上的數據同步的一些其他數據源。
可以利用如圖5所示的計算機來實現本發明的其他組件，如計算設備、通信設備、電話機、個人數字助理(PDA)、便攜個人計算機(PC)、手持式個人計算機(PC)、客戶端工作站、薄客戶端、厚客戶端、代理伺服器、網絡通信伺服器、遠程接入設備、客戶端計算機、伺服器計算機、路由器、網絡伺服器、數據、媒體、音頻、視頻、電話或成流技術伺服器(streaming technology server)等。
計算機系統500包括一個或多個處理器，如處理器504。處理器504與通信基礎設施506相連(如通信總線、交叉線(cross-over bar)或網絡)。在此典型計算機系統方面，描述了多種軟體實施例。在閱讀此說明書之後，本領域的普通技術人員將清楚如何利用其他計算機系統和/或體系結構來實現本發明。
計算機系統500可以包括轉發來自通信基礎設施506(或來自未示出的幀緩衝器)的圖形、文本和其他數據以便在顯示單元530上進行顯示的顯示接口502。
計算機系統500還包括主存儲器508(優選地為隨機存取存儲器(RAM))和輔助存儲器510。例如，輔助存儲器510可以包括硬碟驅動器512和/或移動存儲驅動器514，表示軟盤驅動器、磁帶驅動器、光碟驅動器、CD(compact disc)驅動器CD-ROM等。移動存儲驅動器514按照公知的方式從和/或向移動存儲單元518中進行讀取和/或寫入。移動存儲單元518，也稱為程序存儲設備或電腦程式產品，表示軟盤、磁帶、光碟、CD盤等，由移動存儲驅動器514進行讀寫。正如所清楚的那樣，移動存儲單元518包括其中已經存儲了計算機軟體和/或數據的計算機可用存儲介質。
在替代典型實施例中，輔助存儲器510可以包括其他類似的設備，允許將電腦程式或其他指令加載到計算機系統500中。例如，這種設備可以包括移動存儲單元522和接口520。其示例可以包括程序盒和盒式接口(如在視頻遊戲設備中能夠找到的那些)、移動存儲晶片(如可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)或可編程只讀存儲器(PROM)和關聯插槽、以及其他移動存儲單元522和接口520，允許將軟體和數據從移動存儲單元522傳送到計算機系統500。
計算機500還可以包括輸入設備，如但並不局限於滑鼠或其他指取設備(pointing device)，如數字轉換器，鍵盤和其他數據輸入設備(未對其進行標記)。
計算機500還可以包括輸出設備，如顯示器530和顯示接口502。計算機500可以可以包括輸入/輸出(I/O)設備，如通信接口524、電纜528和通信路徑526。例如，可以包括網絡接口卡和數據機(未對其進行標記)。通信接口524允許在計算機系統500和外部設備之間傳送軟體和數據。通信接口524的示例可以包括數據機、網絡接口(如乙太網卡)、通信埠、個人計算機存儲器卡國際聯盟(PCMCIA)或PCCard兼容插槽和卡等。通過通信接口524傳送的軟體和數據是可以是電子的、電磁的、光的信號或能夠由通信接口524接收的其他信號的形式的。通過通信路徑(如信道等)526將這些信號528提供給通信接口524。此信道526承載信號528，並可以利用電線或電纜、光纖、電話線、蜂窩鏈路、射頻(RF)鏈路和其他通信信號來實現。
在本文件中，術語「電腦程式介質」和「計算機可用介質」用於統稱如移動存儲驅動器514、安裝在硬碟驅動器512中的硬碟和信號528等介質。這些電腦程式產品向計算機系統500提供軟體。本發明涉及這種電腦程式產品。
將包括面向對象的電腦程式的電腦程式(也稱為計算機控制邏輯)存儲在主存儲器508和/或輔助存儲器510和/或移動存儲單元514中，也稱為電腦程式產品。這種電腦程式，在執行時，使計算機系統500能夠執行這裡所述的本發明的特徵。實際上，電腦程式，在執行時，使處理器504能夠執行本發明的特徵。因此，這種電腦程式代表了計算機系統500的控制器。
在另一典型實施例中，本發明涉及包括其中存儲有控制邏輯(計算機軟體)的計算機可讀介質的電腦程式產品。當由處理器504執行時，控制邏輯使處理器504執行這裡所述的本發明的功能。在利用軟體實現本發明的另一典型實施例中，可以將軟體存儲在電腦程式產品中，並利用移動存儲驅動器514、硬碟驅動器512或通信接口524將其加載到計算機系統500中。當由處理器504執行時，控制邏輯(軟體)使處理器504執行這裡所述的本發明的功能。
在另一實施例中，主要以硬體實現本發明，例如，利用如特定用途集成電路(ASIC)或一個或多個狀態機等硬體組件。實現硬體狀態機以執行這裡所描述的功能對本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。
在另一典型實施例中，利用硬體和軟體的組合來實現本發明。
圖6是示出了根據本發明典型實施例的典型工作流處理的示意圖600的典型實施例。示意圖600的工作流處理包括現場運營商602、智能數據工作流管理員604、3D實驗室606、網站608和定製用戶610之間的工作流。示意圖600的工作流處理從現場運營商602開始，從其向網站608上載MIP數據，如步驟612所示。由智能數據工作流管理員604從網站608中檢索數據，如步驟614所示。由智能數據工作流管理員604產生圖形MIP日誌，並上載到網站608的客戶端登錄部分，如步驟616所示。同時，將MIP數據添加到資料庫中，以便進行統計分析，如步驟618和步驟620所示，向3D實驗室606請求開始分析。3D實驗室606在步驟622中執行統計分析。對於本領域普通技術人員清楚的是，可以執行多種統計分析。例如，處理可以包括計算平均值、標準偏差、克裡格法(Kriging)、相關分析、差值、外推等。然後，3D實驗室606可以產生3D模型，如步驟624所示。然後，3D實驗室606可以進行網絡廣播，客戶端定製用戶610對3D模型進行微調，如步驟626所示。然後，可以由3D實驗室606創建最終傳輸結果，如步驟628所示。然後，3D實驗室606可以將傳輸結果上載到網站608的客戶端登錄部分，如步驟630所示。然後，3D實驗室606可以向智能數據工作流管理員604提供完成通知，如步驟632所示。然後，智能數據工作流管理員604可以向定製用戶610提供關於完成和數據可以在網站的客戶端登錄部分上得到的通知，如步驟634所示。最後，智能數據工作流管理員604可以向定製客戶610提供硬拷貝的傳遞(如果可用的話)，如步驟636所示。
圖7是示出了根據本發明的整體智能數據解決方案體系結構系統處理的示意圖700的典型實施例。智能解決方案工作區702包括資料庫應用程式712、數學應用程式714、3D應用程式716和可比較表718。智能解決方案工作區702還包括網絡接口710，用於通過無線接口710與服務對方工作區704進行信息通信。服務對方工作區704包括智能數據軟體720、策略負責人設備722和商業設備724。客戶工作區706也可以與智能解決方案工作區702進行交互，如示意圖700中的雙向箭頭所示。客戶工作區706包括風險評估726、後續項目設計728和管理評閱730。
圖8A示出了根據本發明的典型、傳統MIP數據獲取系統的示意圖800的典型實施例。示意圖800的典型MIP系統包括MIP探頭810(如『956專利中所公開的MIP)、MIP控制器802、檢測器系統804和與MIP控制器802和檢測器系統804相連的數據獲取模塊806。MIP探頭810通過中繼線和連接808與MIP控制器802和檢測器系統804相連。數據獲取模塊806以數據流的形式獲取其輸入和輸出數據。
圖8B示出了根據本發明典型實施例的改進MIP環境數據獲取和分析系統的示意圖810的典型實施例。示意圖810的改進MIP系統包括通過中繼線和連接808與MIP控制器802和檢測器系統814相連的增強MIP探頭400。增強檢測器系統814以包括以下參照圖9A和9B進一步描述的增強掃描解決方案模塊檢測器系統816。檢測器系統814和MIP控制器802再次與數據獲取模塊806相連。數據獲取模塊806的輸出與如示意圖810所示的增強智能數據分析系統702相連。增強智能數據分析系統702可以接收另一輸入傳感器818，其可以來自或不來自集成在MIP探頭812中的傳感器。例如，其他傳感器818的示例包括雷射誘導螢光(LIF)、紫外誘導螢光(UVF)、聚合物和光暈探頭(haloprobe)。增強智能數據分析系統702還可以接收其他輸入數據集合，如能量(爆炸)數據、計算機輔助設計(CAD)製圖數據、地下水(GW)數據(參見圖12B)和地理信息系統(GIS)數據。
圖9A是示出了傳統檢測系統的功能性的示意圖900的典型實施例。示意圖900的檢測系統以中繼線808將MIP(未示出)與乾燥器914相連為開始。乾燥器914傳統上與檢測器804相連。檢測器依次與排氣器916相連。不幸地，與以下參照圖9B和9C進一步描述的本發明相比，傳統系統在其處理上是受到限制的、不靈活的和按順序的。
圖9B是示出了根據本發明的增強掃描解決方案模塊816的高度示意圖901的典型實施例。增強掃描解決方案模塊816提供了以下特徵使檢測器處理自動化，包括軟體控制、電子、流程控制和氣動系統。在典型實施例中，增強掃描解決方案模塊816可以提供運營商選擇、樣本分析以導致化學物種形成、降低檢測器電平和傳統上不能提供的針對化合物的性能。在典型實施例中，增強掃描解決方案模塊816可以在輸入中繼線808時，從如圖8B所示的MIP 400接收運載氣體。在典型實施例中，增強掃描解決方案模塊816可以包括幾個子系統，例如包括以下子系統中的一個或多個乾燥器輸入/輸出子系統902、環路輸入/輸出子系統904、收集器輸入/輸出子系統906、流速率控制子系統908、壓力控制子系統910和檢測器選擇子系統912。
圖9C是示出了根據本發明的增強掃描解決方案模塊816的詳細示意圖913的典型實施例。增強掃描解決方案模塊816可以在流速率控制系統908處，從MIP 400接收中繼線808上的運載氣體。流速率控制系統908可以包括以下功能中的一個或多個信號處理、電動/氣動閥控制、開關閥、手動模式開關和軟體控制。流速率控制系統908可以通過選入或選出特定的檢測子系統來實現定製工作流。例如，典型的子系統可以包括檢測器子系統912、旁路模塊911、乾燥器/潮氣分離器子系統902、採樣子系統918、壓力控制子系統910和壓力源909、氣動源子系統908、排氣器916、軟體控制子系統905和電源915。
典型實施例中的採樣子系統918可以包括以下任意部件樣本環路920、吸收收集器922和氣體色譜注入埠921。在典型實施例中，可以對採樣子系統進行軟體控制。
為了校準系統，在典型實施例中，可以使入示蹤氣體等可選校準材料筒系統，並測量和分析結果，並用於校準和歸一化進程。
在典型實施例中，檢測器子系統912可以包括多種檢測器中的任意檢測器，如氣體色譜、紅外(IR)、傅立葉變換紅外(FTIR)光譜和化學檢測器。檢測器子系統可以與排氣器916、壓力控制子系統918、軟體控制系統905和流控制系統908相連。從檢測器812的輸出，向排氣器916提供輸入。從採樣模塊918提供輸出，作為樣本環路920和集中收集器922的輸入。
例如，旁路模塊911可以進行旁路檢測。
乾燥器/潮氣分離器子系統902可以用於通過可控軟體將其送入乾燥器或從中取出，並可以在用戶進行選擇時，臨時包括在處理中。
壓力控制子系統910和壓力源909可以向系統提供反壓。可以將壓力添加到以下任意處理中檢測器子系統912、旁路模塊911、乾燥器/潮氣分離器子系統902和採樣子系統918。
例如，氣動源子系統908可以包括純化He或Ni，並可以用在閥控制中。可以對氣動源子系統908進行軟體控制。軟體控制系統905可以監視壓力，並能夠控制出口選項。
軟體控制子系統905可以提供多種功能，例如，包括以下的任意功能定時、序列產生、閥控制、監視、顯示數據、記錄數據日誌以及記錄數據。
電源915可以為電組件供電。在典型實施例中，可以使用12V DC電池電源。
利用增強掃描解決方案模塊816，用戶可以指定用戶定向檢測處理。例如，可以將集中收集器的輸出發送給檢測器，或第二系統上的檢測器，例如化學分析檢測器等。作為另一示例，利用本發明，對乾燥器的使用是可選的。因此，如這些示例所述，用戶可以臨時定向定製檢測處理，允許對檢測處理的交互式改變。
圖10A是示出了根據本發明的硬體系統結構的典型示意圖100的典型實施例。示意圖100包括位於行動裝置1002a處的用戶206a，在網絡1004上，通過提供典型增強智能數據分析客戶端-伺服器系統的網絡伺服器1006a、1006b與增強智能數據分析系統應用伺服器1010a、1010b進行通信，以便在資料庫1008上對數據進行存取。如果被許可，則用戶206a可以通過軟體鏈路208和瀏覽器鏈路210實現訪問。其他用戶檔案存儲器206b、取景器206c和收集器202。
圖10B示出了根據本發明的增強智能數據分析系統702的典型實施例。增強智能數據分析系統702包括應用服務提供商(ASP)1010，多個用戶206a可以通過其付費地共享ASP的應用伺服器1010a、1010b的使用。增強智能數據分析系統702的典型實施例可以包括多個子系統模塊，例如，包括資料庫管理系統1008和存儲/檢索/搜索查詢子系統1012、處理子系統1014、算法模塊1016、格式化模塊1018、3D/2D可視化1020、和通信協議1022、網絡傳遞1024、網絡廣播1026、現場無線傳遞1028和無線接收器1030。
圖11示出了根據本發明的典型自持可攜式傳感器系統1100的典型實施例。如圖所示，典型自持可攜式傳感器系統1100可以包括輪子1104、電源1102、通信接口1108、收發器1106、MIP控制器802、檢測器系統812和增強掃描解決方案模塊816。典型自持可攜式傳感器系統1100可以是模塊化的，包括冗餘和容錯特徵，如用於支持電源1102的備用電池或發電機，是可攜式的以便易於在現場使用，並且是自持式的以允許容易的組裝和拆卸，這是由於需要最小的組裝/重新組裝。
圖12A是示出了根據本發明的智能資料庫系統的典型實施例的示意圖。如圖所示，可以對原始數據進行分析和處理，以創建輸出，如所示示例性圖形再現。資料庫可以向瀏覽器和/或無線行動裝置張貼可訪問的多種報告和傳遞結果。
圖12B是示出了來自根據本發明的智能資料庫系統的輸出的典型實施例的示意圖。左上圖示出了環境汙染場所對地下水井數據集合的典型3D視頻，示出了外部數據與已處理數據分析可視化再現的組合。右下圖示出了地下水樣本與連續傳感器輪廓數據的比較，示出了外部數據與已處理數據分析可視化再現的另一組合。
圖12C是示出了提供對根據本發明的智能資料庫系統的訪問的演示公司的網絡登錄窗口的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
圖12D是示出了提供對根據本發明的智能資料庫系統的訪問的演示公司的製造設備的網絡窗口示出典型結果文件的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
圖12E是示出了根據本發明的瀏覽器窗口示出典型可選結果文件的典型實施例的瀏覽器的圖形用戶接口。
本發明的典型實施例參照無線網絡。現在，將對能夠用於實現本發明的典型實施例的多種典型無線網絡技術進行簡要的討論。典型的無線網絡技術類型包括IrDA無線技術、城域和廣域無線聯網技術(如MMDS、衛星等)以及多種無線短距離射頻(RF)技術(如藍牙、SWAP、「無線保真」(Wi-Fi)、IEEE標準802.11b、IEEE 802.11a和802.11g以及超寬帶(UWB))。當然，也可以使用多種其他無線技術中的任意技術，應當理解以上所列出的示例並非窮舉。
IrDA是由此標準由其而得名的紅外數據協會所公布的用於使設備利用紅外光脈衝來進行通信的方法。IrDA通常是電視遙控操作的手段。由於所有遙控都利用此標準，來自一個製造商的遙控器可以控制來自另一製造商的設備。由於IrDA設備使用紅外光，其依賴於彼此間能夠直視。儘管目前基於IrDA的系統能夠以4兆比特每秒(Mbps)的速度傳輸數據，需要直視意味著在用戶想要同步的每間辦公室中需要接入點，限制IrDA網絡在一些環境中的用途。藍牙是短距離無線射頻(RF)新興無線技術的示例，確信能夠統一幾種無線技術在低功率射頻(RF)網絡中的應用。藍牙並不預計能夠代替對計算機之間的高速數據網絡的需要。藍牙在2.45吉赫茲的頻率上進行通信，該頻率已經被工業、科學和醫學設備(ISM)的國際協議所預留。
其他短距離無線RF技術的示例包括SWAP和Wi-Fi。SWAP和Wi-Fi規範基於原始電氣和電子工程師學會(IEEE)無線區域網(LAN)規範，已知為IEEE標準802.11。家庭射頻(RF)(HomeRF)發展了共享無線接入協議(SWAP)無線標準。無線乙太網兼容性聯盟(WECA)提倡所謂的「無線保真」(Wi-Fi)，其是IEEE標準802.11b的派生物。原始的IEEE標準802.11指定了無線LAN設備之間的兩種通信方式，並允許最高2Mbps的速度。IEEE標準802.11通信方法、直接序列擴譜(DSSS)和跳頻擴譜(FHSS)都應用了頻移鍵控(FSK)技術。而且，DSSS和FHSS基於2.4吉赫茲(GHz)頻率範圍內的擴譜無線電波。家庭RF的SWAP組合了用於支持同步數據傳遞和帶有衝突規避的載波偵聽多路存取(CSMA/CA)服務(得自於IEEE標準802.11)的DECT、時分多址(TDMA)語音服務。WECA的Wi-Fi標準提供了IEEE標準802.11b標準無線LAN兼容無線通信技術。
UWB是另一種短距離RF無線通信系統，利用時域上的小能量脈衝，其在頻域上擴展為非常寬的帶寬，並以噪聲幅度量級的非常低的功率電平來進行傳輸。可以對脈衝進行編碼以攜帶信息，例如通過在時域上區分脈衝的到達定時。
IV.結論儘管上面已經描述了本發明的多種實施例，應當理解的是只作為示例來呈現這些實施例，並非對本發明的限制。本領域的普通技術人員應當清楚的是，可以進行形式和細節上的多種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。事實上，在閱讀這裡的描述之後，本領域的普通技術人員將清楚如何以替代的實施例來實現本發明。
權利要求
1.一種端到端環境數據獲取和傳遞方法，包括以下步驟a)通過直接讀取傳感器，獲取環境地下數據；b)對所述數據進行地理標註；c)向數據分析應用伺服器傳輸所述數據；以及d)分析所述數據以獲得關於所述數據的信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(a)的所述數據可以包括一個或多個數據參數。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述環境地下數據涉及地下的化學和地質學屬性。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(a)的所述直接讀取傳感器包括以下至少之一直接傳感技術；光學傳感器；化學傳感器；機電傳感器；膜界面探頭(MIP)傳感器；高級MIP傳感器；雷射誘導螢光(LIF)傳感器；紫外誘導螢光(UVF)傳感器；聚合物傳感器；和光暈傳感器。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(b)的所述地理標註包括以下至少之一在至少兩個維度中進行地理標註；以及針對地球表面上的特定點，對所述數據進行地理標註。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述至少兩個維度包括以下至少之一緯度、經度、海拔高度和時間。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(b)的所述地理標註包括在至少三個維度中進行地理標註。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述至少三個維度包括以下至少之一緯度、經度、海拔高度和時間。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(c)的所述傳輸包括以下至少之一通過網際網路進行傳輸；以及通過無線通信鏈路進行傳輸。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(c)的所述應用伺服器包括應用服務提供商(ASP)。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(d)包括以下至少之一將所述數據存儲在資料庫中；挖掘所述數據；利用算法，計算來自所述數據的所述信息；在至少兩個維度中進行可視化處理；顯示所述數據的圖形可視化；形成所述數據的地圖；以及以二維和三維格式中的至少一種格式來顯示所述數據。
12.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(d)包括以下至少之一將原始數據精煉為已處理數據；針對所述數據的獲取中的變化，對所述數據進行歸一化；對膜界面探頭(MIP)的膜條件進行歸一化；對包括化學濃度和土壤水矩陣中的至少一個的實際地下條件的變化進行歸一化；確定相對質量功效數據，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準、探頭深度、流體靜力學和分析/電系統的基線噪聲；存儲所述數據；將所述數據聚集成聚集數據；利用所述聚集數據，確定預測建模；利用所述聚集數據，評估風險的測量；利用所述聚集數據，評價風險；計算化學混合物的總質量；計算受影響的土壤和地下水的體積；計算化合物標識；計算清除成本；執行敏感度分析；以及比較多個場所的數據。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述執行敏感度分析的步驟包括以下至少之一利用「儀錶盤」型顯示器進行顯示；以及向辦公室設備和現場設備中的至少一個提供結果。
14.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還包括e)將所述信息張貼在網站上，以便由被授權用戶進行訪問。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述網站包括安全網際網路網站。
16.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還包括e)在網絡上向行動裝置傳輸所述信息。
17.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述網絡包括無線網絡。
18.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括以下至少之一e)將所述數據聚集成聚集數據；f)挖掘所述數據；g)利用所述聚集數據，確定預測建模；h)利用所述聚集數據，評估風險的測量；i)利用所述聚集數據，評價風險；j)基於以下至少之一向用戶提供多個場所的相對分析地質信息和汙染條件；以及k)將所述數據存儲在資料庫中；l)梳理數據；m)將數據與以下至少之一進行比較歷史數據和來自其他場所的數據；n)執行數據挖掘；以及o)對場所進行排序。
19.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，它還包括e)傳輸所述信息，包括i.通過網際網路將包括已完成的數據分析的所述信息傳輸回源地點，用於決策和處理改變；以及ii.將所述信息無線地傳輸給行動裝置，以便於通過網際網路協議對根據所述傳感器輸出分析得到的所述信息的訪問。
20.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於還包括以下至少之一f)針對以下至少之一的變化，對所述數據進行歸一化所述數據的獲取、膜界面探頭(MIP)的膜條件、包括化學濃度和土壤水矩陣中的至少一個的地下條件；以及g)確定相對質量功效數據，包括確定以下至少之一壓力、流速、檢測器條件、漂移、校準、探頭深度、流體靜力學和分析/電系統的基線噪聲。
21.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，具有比傳統MIP傳感器大的直徑。
22.根據權利要求21所述的MIP設備，其特徵在於所述大直徑MIP傳感器適合於直接與大直徑杆系統相連。
23.根據權利要求21所述的MIP設備，其特徵在於所述大直徑MIP傳感器允許所述MIP傳感器與大容量擠壓和錘擊系統一起使用。
24.根據權利要求21所述的MIP設備，其特徵在於所述大直徑MIP傳感器允許在存在驅動杆柱的低側壁支撐的情況下使用。
25.根據權利要求21所述的MIP設備，其特徵在於所述大直徑MIP傳感器適合於包括兩個或多個滲透膜。
26.一種膜界面探頭設備，包括具有兩個或多個滲透膜的膜界面探頭(MIP)傳感器。
27.根據權利要求26所述的MIP設備，其特徵在於所述兩個或多個滲透膜關於所述MIP傳感器的外周等距排列。
28.根據權利要求27所述的MIP設備，其特徵在於所述MIP傳感器操作用於改善所述MIP傳感器對易揮發有機物質的外周傳感並增加對其的收集可能性。
29.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，適合於通過包括水下電纜電連接和O形環機械連接來提高水密封完整性。
30.一種模塊化膜界面探頭(MIP)設備，包括模塊化膜界面探頭(MIP)傳感器，由多個模塊化組件構成，實現了所述多個模塊化組件中任何故障組件的現場可服務更換。
31.根據權利要求30所述的模塊化MIP設備，其特徵在於，它包括至少以下之一外圓筒，具有空腔；以及內芯圓筒組件，可現場插入到所述空腔中，並具有加熱器腔，其中所述加熱器腔適合於容納可現場插入的可拆除筒形加熱元件。
32.根據權利要求30所述的模塊化MIP，其特徵在於，所述模塊化MIP設備包括可拆除導電前端組件。
33.根據權利要求30所述的模塊化MIP，其特徵在於，所述模塊化MIP設備包括可現場插入的可拆除筒形加熱元件。
34.根據權利要求30所述的模塊化MIP，其特徵在於，所述模塊化MIP設備包括防水電連接器和O形環密封件中的至少一個。
35.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括直接位於探頭內的可拆除收集器，用於易揮發有機化合物的收集和集中。
36.根據權利要求35所述的MIP設備，其特徵在於，所述可拆除收集器實現了所述易揮發有機化合物濃度的低水平檢測和通過後續運行的色譜方法對化合物的特定識別。
37.根據權利要求35所述的MIP設備，其特徵在於，它還包括利用色譜方法提供對所述MIP傳感器的校準。
38.根據權利要求35所述的MIP設備，其特徵在於，它還包括用於在MIP採樣和記錄日誌事件期間同時收集和集中易揮發有機化合物的裝置。
39.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括從所述MIP傳感器體到表面檢測器套的加熱傳送線，以最小化易揮發有機化合物在冷傳送線中的損耗。
40.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括增強掃描解決方案模塊和樣本導入系統，適合於減小整體設備佔地面積和成本；用於導入校準氣體，並允許同時採樣易揮發有機氣體流，以便立即進行色譜分析。
41.一種膜界面探頭設備，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數據獲取系統集成的全球衛星定位(GPS)接收器，適合於允許利用樣本數據同時進行採樣點的地理標註。
42.一種膜界面探頭系統，包括膜界面探頭(MIP)傳感器，包括與數據獲取系統進行無線通信的行動裝置，實現了數據從所述MIP傳感器到基站的近似實時的傳送。
43.根據權利要求42所述的MIP系統，其特徵在於，所述行動裝置包括圖形顯示和控制模塊，適合於對所述數據獲取系統的操作進行操作。
44.根據權利要求42所述的MIP系統，其特徵在於，所述行動裝置是可攜式的。
45.根據權利要求40所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，它還包括流控制子系統；與所述流控制子系統相連的檢測器子系統；與所述流控制子系統相連的乾燥器/潮氣分離器子系統；與所述流控制子系統相連的採樣子系統；以及與所述流控制子系統、所述檢測器子系統、所述乾燥器/潮氣分離器子系統和所述採樣子系統中的至少一個相連的軟體控制子系統。
46.根據權利要求45所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，所述採樣子系統包括以下至少之一樣本環路；吸收收集器；以及氣體色譜注入埠。
47.根據權利要求45所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，還包括以下至少之一排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；以及壓力控制子系統。
48.根據權利要求40所述的增強掃描解決方案模塊，包括檢測器子系統；採樣子系統；以及與所述檢測器子系統和所述採樣子系統相連的軟體控制子系統。
49.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，它還包括與所述軟體控制子系統相連的乾燥器/潮氣分離器子系統。
50.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，所述採樣子系統包括以下至少之一樣本環路；吸收收集器；以及氣體色譜注入埠。
51.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，還包括以下至少之一排氣器；氣動源；電源；旁路模塊；反饋信號；以及壓力控制子系統。
52.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，增強掃描解決方案模塊包括現場可重構性，並且還包括多個運營商可選模式。
53.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，增強掃描解決方案模塊還包括多個預先可編程的操作模式，根據特定的條件，交互式地重新配置，以執行多種功能中的任意功能。
54.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，增強掃描解決方案模塊還包括所述檢測器子系統與氣體處理子系統之間的接口，允許插入以下至少之一樣本、另一檢測器、流動通道、流動通道速率、乾燥器、排氣器、反饋和收集器。
55.根據權利要求48所述的增強掃描解決方案模塊，其特徵在於，所述軟體控制子系統包括以下至少之一數據記錄器；序列發生器；閥控制系統；監視器；顯示器；以及記錄功能。
全文摘要
一種用於源區汙染(300)數據獲取(806)、分析和處理的系統(804)、方法和電腦程式產品(204、208、816)。本發明利用並擴展了直接傳感技術、知識和經驗，以提供地下條件的詳細、實時圖像。將傳感器、數字處理、計算和3D可視化的最新技術用於使客戶端(202、204、206C)能夠與單一的合約方一起工作，所述單一的合約方能夠每日進行產生定量的、用戶友好的3D地圖所需的數據獲取、處理和分析，可以將所述地圖通過網際網路傳遞到行動裝置。這允許所有者和現場項目管理者在其指導調查、補救和監視工作時，及時進行決策。
文檔編號G01N1/22GK1701336SQ03825353
公開日2005年11月23日 申請日期2003年9月22日 優先權日2002年9月23日
發明者約翰·H·索爾三世, 詹姆斯·E·弟爾曼 申請人:哥倫比亞技術公司