氣候變化是否是最近發(fā)生的極端天氣的原因存在很多爭(zhēng)論，但無(wú)論使用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)來(lái)更好地為洪水和其他天氣災(zāi)害做好準(zhǔn)備，人們都在努力。

Sridhar Katragadda 是弗吉尼亞州弗吉尼亞海灘市的首席數(shù)據(jù)科學(xué)家，他從事一個(gè)水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用數(shù)據(jù)分析公司HEAVY.ai的分析平臺(tái)。傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后，可以告知當(dāng)?shù)厝说缆泛樗?，預(yù)測(cè)未來(lái)可能發(fā)生洪水的地點(diǎn)，并告知城市未來(lái)的城市發(fā)展和洪水與安全規(guī)劃。

Katragadda 在過(guò)去看到了毀滅性颶風(fēng)的影響，他說(shuō)需要了解的重要事情是環(huán)境和地表水流。大約 10 年前，很少有傳感器可以提供這種洞察力。“這促使我認(rèn)為我們需要將弗吉尼亞海灘作為一個(gè)城市來(lái)應(yīng)對(duì)颶風(fēng)和洪水，”他說(shuō)。

Katragadda 表示，在建立其傳感器網(wǎng)絡(luò)之前，弗吉尼亞海灘考察了愛荷華大學(xué)愛荷華州洪水中心建立的傳感器網(wǎng)絡(luò)，以尋求一些靈感。

他說(shuō)，弗吉尼亞海灘的傳感工作最終將包括弗吉尼亞州紐波特紐斯等地區(qū)，以提供更廣泛的數(shù)據(jù)。“每六分鐘提供一次水位，它們是自主傳感器，”他說(shuō)。“它們可以在橋梁、池塘或水庫(kù)中。”這些傳感器可以查看可能容易發(fā)生洪水的十字路口等區(qū)域。

該市還與美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 (USGS) 合作，在兩座橋梁上安裝了攝像頭。Katragadda 說(shuō)：“攝像機(jī)指向一個(gè)工作人員儀表，這是在水體中設(shè)定的一個(gè)規(guī)則，用于確定水面水位。每隔六分鐘，就會(huì)拍攝一張標(biāo)尺的照片。“我們?cè)谠撓鄼C(jī)上編寫了機(jī)器學(xué)習(xí)模型，因此它可以自動(dòng)判斷水位是多少，”他說(shuō)。

環(huán)境和天氣分析

Katragadda 說(shuō)，考慮到市民已經(jīng)可以在他們的房屋上使用天氣傳感器，因此有興趣擴(kuò)大用于環(huán)境和天氣分析的傳感器使用和數(shù)據(jù)收集。“我們希望在未來(lái)將所有傳感器聚集在一起，”他說(shuō)，“來(lái)自公民科學(xué)家和城市。”

Katragadda 說(shuō)，傳感器分析項(xiàng)目完全在 AWS 上的云中運(yùn)行。數(shù)據(jù)來(lái)自包括 USGS 和國(guó)家海洋和大氣管理局在內(nèi)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。一些私營(yíng)公司還維護(hù)著弗吉尼亞海灘的傳感器網(wǎng)絡(luò)。他說(shuō)：“我們將所有這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)導(dǎo)入城市的云中，然后使用我們的應(yīng)用程序通過(guò)城市的應(yīng)用程序廣播該數(shù)據(jù)。”

到 2019 年，Katragadda 正在使用 HEAVY.ai 幫助分析數(shù)十年來(lái)惡劣天氣事件的數(shù)據(jù)，以了解水位的變化?，F(xiàn)在有了幾年的水位數(shù)據(jù)，他說(shuō)注意力轉(zhuǎn)向讓機(jī)器從模式中學(xué)習(xí)。“我們正處于為這些中心開發(fā)預(yù)測(cè)模型的后期階段，”Katragadda 說(shuō)，這些模型可用于提前 10 天進(jìn)行預(yù)測(cè)。

例如，根據(jù)對(duì)水位的預(yù)測(cè)分析，當(dāng)?shù)毓补こ虉F(tuán)隊(duì)可能會(huì)收到暴風(fēng)雨期間可能發(fā)生洪水的地區(qū)的警報(bào)。

Katragadda 說(shuō)，未來(lái)可能會(huì)添加衛(wèi)星圖像，例如 12 月發(fā)射的地表水和海洋地形衛(wèi)星。“這將在 2023 年秋末提供一些數(shù)據(jù)，”他說(shuō)，其中應(yīng)該包括海洋和湖泊水位。Katragadda 表示，弗吉尼亞海灘希望利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步推進(jìn)自己的項(xiàng)目。“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，未來(lái)看起來(lái)像是將這些不同的數(shù)據(jù)集放在一起，然后使用數(shù)據(jù)科學(xué)自動(dòng)對(duì)這些模型的實(shí)時(shí)行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)總結(jié)，這樣我們就可以展望未來(lái)。”