地下污染检测和分析系统、方法和计算机程序产品
阅读：208发布：2020-10-24
专利汇可以提供地下污染检测和分析系统、方法和计算机程序产品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于源区污染(300)数据获取(806)、分析和处理的系统(804)、方法和 计算机程序 产品(204、208、816)。本 发明 利用并扩展了直接传感技术、知识和经验，以提供地下条件的详细、实时图像。将 传感器 、数字处理、计算和3D 可视化 的最新技术用于使客户端(202、204、206C)能够与单一的合约方一起工作，所述单一的合约方能够每日进行产生定量的、用户友好的3D地图所需的数据获取、处理和分析，可以将所述地图通过因特网传递到移动设备。这允许所有者和现场项目管理者在其指导调查、补救和监视工作时，及时进行决策。，下面是地下污染检测和分析系统、方法和计算机程序产品专利的具体信息内容。
1、一种端到端环境数据获取和传递方法，包括以下步骤：
a)通过直接读取传感器，获取环境地下数据；
b)对所述数据进行地理标注；
c)向数据分析应用服务器传输所述数据；以及
d)分析所述数据以获得关于所述数据的信息。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)的所 述数据可以包括：一个或多个数据参数。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境地下数 据涉及地下的化学和地质学属性。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)的所 述直接读取传感器包括以下至少之一：
直接传感技术；
光学传感器；
化学传感器；
机电传感器；
膜界面探头(MIP)传感器；
高级MIP传感器；
激光诱导荧光(LIF)传感器；
紫外诱导荧光(UVF)传感器；
聚合物传感器；和
光晕传感器。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b) 的所述地理标注包括以下至少之一：
在至少两个维度中进行地理标注；以及
针对地球表面上的特定点，对所述数据进行地理标注。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少两个维 度包括以下至少之一：
纬度、经度、海拔高度和时间。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b) 的所述地理标注包括：
在至少三个维度中进行地理标注。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少三个维 度包括以下至少之一：
纬度、经度、海拔高度和时间。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c) 的所述传输包括以下至少之一：
通过因特网进行传输；以及
通过无线通信链路进行传输。
10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)的所 述应用服务器包括：
应用服务提供商(ASP)。
11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d) 包括以下至少之一：
将所述数据存储在数据库中；
挖掘所述数据；
利用算法，计算来自所述数据的所述信息；
在至少两个维度中进行可视化处理；
显示所述数据的图形可视化；
形成所述数据的地图；以及
以二维和三维格式中的至少一种格式来显示所述数据。
12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d) 包括以下至少之一：
将原始数据精炼为已处理数据；
针对所述数据的获取中的变化，对所述数据进行归一化；
对膜界面探头(MIP)的膜条件进行归一化；
对包括化学浓度和土壤水矩阵中的至少一个的实际地下条件的 变化进行归一化；
确定相对质量功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流速、 检测器条件、漂移、校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统的基 线噪声；
存储所述数据；
将所述数据聚集成聚集数据；
利用所述聚集数据，确定预测建模；
利用所述聚集数据，评估风险的测量；
利用所述聚集数据，评价风险；
计算化学混合物的总质量；
计算受影响的土壤和地下水的体积；
计算化合物标识；
计算清除成本；
执行敏感度分析；以及
比较多个场所的数据。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述执行敏感 度分析的步骤包括以下至少之一：
利用“仪表盘”型显示器进行显示；以及
向办公室设备和现场设备中的至少一个提供结果。
14、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括：
e)将所述信息张贴在网站上，以便由被授权用户进行访问。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述网站包括：
安全因特网网站。
16、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括：
e)在网络上向移动设备传输所述信息。
17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述网络包括：
无线网络。
18、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下至少 之一：
e)将所述数据聚集成聚集数据；
f)挖掘所述数据；
g)利用所述聚集数据，确定预测建模；
h)利用所述聚集数据，评估风险的测量；
i)利用所述聚集数据，评价风险；
j)基于以下至少之一向用户提供多个场所的相对分析：地质信 息和污染条件；以及
k)将所述数据存储在数据库中；
l)梳理数据；
m)将数据与以下至少之一进行比较：历史数据和来自其他场所 的数据；
n)执行数据挖掘；以及
o)对场所进行排序。
19、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括：
e)传输所述信息，包括：
i.通过因特网将包括已完成的数据分析的所述信息传输回源地 点，用于决策和处理改变；以及
ii.将所述信息无线地传输给移动设备，以便于通过因特网协议 对根据所述传感器输出分析得到的所述信息的访问。
20、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下至少之 一：
f)针对以下至少之一的变化，对所述数据进行归一化：所述数 据的获取、膜界面探头(MIP)的膜条件、包括化学浓度和土壤水矩阵 中的至少一个的地下条件；以及g)确定相对质量功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流 速、检测器条件、漂移、校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统 的基线噪声。
21、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，具有比传统MIP传感器大的直径。
22、根据权利要求21所述的MIP设备，其特征在于所述大直径 MIP传感器适合于直接与大直径杆系统相连。
23、根据权利要求21所述的MIP设备，其特征在于所述大直径 MIP传感器允许所述MIP传感器与大容量挤压和锤击系统一起使用。
24、根据权利要求21所述的MIP设备，其特征在于所述大直径 MIP传感器允许在存在驱动杆柱的低侧壁支撑的情况下使用。
25、根据权利要求21所述的MIP设备，其特征在于所述大直径 MIP传感器适合于包括两个或多个渗透膜。
26、一种膜界面探头设备，包括：
具有两个或多个渗透膜的膜界面探头(MIP)传感器。
27、根据权利要求26所述的MIP设备，其特征在于所述两个或 多个渗透膜关于所述MIP传感器的外周等距排列。
28、根据权利要求27所述的MIP设备，其特征在于所述MIP传 感器操作用于改善所述MIP传感器对易挥发有机物质的外周传感并增 加对其的收集可能性。
29、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，适合于通过包括水下电缆电连接和O 形环机械连接来提高水密封完整性。
30、一种模块化膜界面探头(MIP)设备，包括：
模块化膜界面探头(MIP)传感器，由多个模块化组件构成，实 现了所述多个模块化组件中任何故障组件的现场可服务更换。
31、根据权利要求30所述的模块化MIP设备，其特征在于，它 包括至少以下之一：
外圆筒，具有空腔；以及
内芯圆筒组件，可现场插入到所述空腔中，并具有加热器腔，其 中所述加热器腔适合于容纳可现场插入的可拆除筒形加热元件。
32、根据权利要求30所述的模块化MIP，其特征在于，所述模 块化MIP设备包括可拆除导电前端组件。
33、根据权利要求30所述的模块化MIP，其特征在于，所述模 块化MIP设备包括可现场插入的可拆除筒形加热元件。
34、根据权利要求30所述的模块化MIP，其特征在于，所述模 块化MIP设备包括防水电连接器和O形环密封件中的至少一个。
35、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，包括直接位于探头内的可拆除收集 器，用于易挥发有机化合物的收集和集中。
36、根据权利要求35所述的MIP设备，其特征在于，所述可拆 除收集器实现了所述易挥发有机化合物浓度的低水平检测和通过后续 运行的色谱方法对化合物的特定识别。
37、根据权利要求35所述的MIP设备，其特征在于，它还包括： 利用色谱方法提供对所述MIP传感器的校准。
38、根据权利要求35所述的MIP设备，其特征在于，它还包括： 用于在MIP采样和记录日志事件期间同时收集和集中易挥发有机化合 物的装置。
39、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，包括从所述MIP传感器体到表面检 测器套的加热传送线，以最小化易挥发有机化合物在冷传送线中的损 耗。
40、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，包括增强扫描解决方案模块和样本 导入系统，适合于减小整体设备占地面积和成本；用于导入校准气体， 并允许同时采样易挥发有机气体流，以便立即进行色谱分析。
41、一种膜界面探头设备，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统集成的全球卫 星定位(GPS)接收器，适合于允许利用样本数据同时进行采样点的地 理标注。
42、一种膜界面探头系统，包括：
膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统进行无线通信 的移动设备，实现了数据从所述MIP传感器到基站的近似实时的传送。
43、根据权利要求42所述的MIP系统，其特征在于，所述移动 设备包括图形显示和控制模块，适合于对所述数据获取系统的操作进 行操作。
44、根据权利要求42所述的MIP系统，其特征在于，所述移动 设备是便携式的。
45、根据权利要求40所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，它还包括：
流控制子系统；
与所述流控制子系统相连的检测器子系统；
与所述流控制子系统相连的干燥器/潮气分离器子系统；
与所述流控制子系统相连的采样子系统；以及
与所述流控制子系统、所述检测器子系统、所述干燥器/潮气分 离器子系统和所述采样子系统中的至少一个相连的软件控制子系统。
46、根据权利要求45所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，所述采样子系统包括以下至少之一：
样本环路；
吸收收集器；以及
气体色谱注入端口。
47、根据权利要求45所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，还包括以下至少之一：
排气器；
气动源；
电源；
旁路模块；
反馈信号；以及
压力控制子系统。
48、根据权利要求40所述的增强扫描解决方案模块，包括：
检测器子系统；
采样子系统；以及
与所述检测器子系统和所述采样子系统相连的软件控制子系统。
49、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，它还包括：
与所述软件控制子系统相连的干燥器/潮气分离器子系统。
50、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，所述采样子系统包括以下至少之一：
样本环路；
吸收收集器；以及
气体色谱注入端口。
51、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，还包括以下至少之一：
排气器；
气动源；
电源；
旁路模块；
反馈信号；以及
压力控制子系统。
52、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，增强扫描解决方案模块包括现场可重构性，并且还包括：
多个运营商可选模式。
53、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，增强扫描解决方案模块还包括：
多个预先可编程的操作模式，根据特定的条件，交互式地重新配 置，以执行多种功能中的任意功能。
54、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，增强扫描解决方案模块还包括：
所述检测器子系统与气体处理子系统之间的接口，允许插入以下 至少之一：样本、另一检测器、流动通道、流动通道速率、干燥器、 排气器、反馈和收集器。
55、根据权利要求48所述的增强扫描解决方案模块，其特征在 于，所述软件控制子系统包括以下至少之一：
数据记录器；
序列发生器；
阀控制系统；
监视器；
显示器；以及
记录功能。
技术领域
本发明大体上涉及地下区域污染分析系统，更具体地，涉及一种 用在污染区域评估和清理决策过程中的智能数据获取、处理和分析工 具。
背景技术
大的、复杂的环境破坏或污染场所对于正确的定性和清除表现出 困难而潜在昂贵的挑战。通常，广泛的评估工作留给财产所有者和工 程顾问比答案更多的问题。同样困难的一个问题是如何确定与污染场 所相关联的法律责任和财务责任的水平，这一困难导致恢复财产的经 济生存力的延迟。两个最大的问题是：“作为环境污染的结果，给财产 所有者有哪些责任？”以及“能否在预算之内现实地清理此场所？”
在今天的技术环境下，先进传感器、电信、计算能力和可视化软 件的可用性已经极大地改变了收集信息、决策和设计工程系统的方式。 例如，如与智能数据库相连的核磁共振成像(MRI)等诊断工具在有创 手术或治疗之前，向放射科医师和外科医生提供了对人体内的情况更 为详细的了解。此外，将实时传感器与高速电信相连使医学教授能够 利用机器人技术从另一大陆远程地执行外科手术。
上述示例只是今天的技术进步已经改变医学界和科学界的多个 实例中的几个。这些示例还显著地改变了诊断医学条件的商业状况， 利用少量专家的知识和才能，为世界任何地方都能提供最好的治疗。， 可以将类似的概念应用于环境污染或财产损害的评估和清理。简单地 说，同时向处理污染财产的评估、风险分析、工程设计和决策过程中 所涉及的各方提供更为完整和详细的信息能够以低风险和低成本更好 地进行决策。
传统上，大多数环境污染场所的调查涉及一个很长的过程，包括 由环境顾问准备书写工作计划、由财产所有者和管理机构同意、现场 调查、实验室分析和书写调查结果和建议。此过程极其缓慢(几个月 到几年)，并且是劳动密集的。其成果经常受到多种置疑，导致了该过 程的重复，以获得额外的信息。财产所有者和所有者的环境顾问所承 担的取证现任，加之数据获取的高成本，导致了不完整的评估，作为 不完整的信息的结果，增加了风险，以及不正确的设计和应用清理工 具。
由于数据获取的高成本和将数据关联起来的高成本，这个问题变 得更为复杂。通过利用钻孔机和直接压挤技术对土样、地下水和来自 地下的气体的侵入采样，来收集大多数数据。典型地，这些过程每天 产生5～30个样本，用于现场工具或远程固定实验室的随后分析。考 虑到动用沉重设备和人员来收集样本的高成本，预算的限制经常限制 了所获得的样本的总数和总量，从而限制了特定场所的数据集合的完 整性。
此外，通常依据环境顾问对现场地质的假定的理解水平来规定获 得样本的预定地点和预定深度。更为经常的是，没有充分考虑根据实 际观察的现场条件来修改采样计划。这些因素使得有限的数据集合更 加难以解决问题，尤其是考虑到在当前的预算或工作计划中并未包括 为了足以描绘出任何已识别的污染所需的对任何额外样本。
在利用目前的技术要充分评估或定性具有环境污染的财产的第 三困难因素是，有效获得表示污染浓度的样本的困难性。目前的土壤 取样和地下水采样设备在各种理想的地质区域中工作得相当好，但在 复杂、异质土壤条件的区域中极为无效。典型地，对于含有如沙砾等 大尺寸颗粒的饱和土壤区域和那些高渗液土壤区域，利用最好的土壤 取样工具也难以取得好的样本。在含有如粘土和泥浆材料等小尺寸颗 粒的饱和土壤区中，低渗透性使得地下水样本难以获得。不饱和土壤 条件下的问题在于，难以获取全样本，难以防止挥发性化合物的损耗。 而且，当来自预定地点和深度的样本未得到充分取样时，数据集合会 受影响，且不确定性增加。[***]
影响在污染场所评估期间所获得的信息数量和质量的其他因素 包括所人为产生的处理和运送方面的误差、传送延迟、实验室处理误 差和延迟、由实验室和多种现场评估工具所创建的多种数据格式等。 多数情况下，所获得的用于解释地质学和化学污染迁移和降解之间的 相互作用的数据是不充分的。
在获得数据以后，它们会经常按照不兼容的表格格式或二维图来 显示。这些难用的数据格式导致了报告准备、审阅和决策过程的延迟。 最终结果是缓慢的处理、难以使用且较高的不确定性。这个缓慢的过 程是定价、保险和工程设计的基础，导致了受环境破坏的财产的恢复 变得昂贵、滞后和低效。
因此，根据以上所述，需要一种智能的数据系统、工具、方法和 计算机程序产品，用于源区污染数据获取、分析和处理，允许每天收 集和分析多个样本，产生详细的垂直轮廓，能够构成地下的横断面和 3D图像。此外，所需系统、方法和计算机程序产品应当是低成本的、 健壮的和精确的，以便在由知识和技术程度不同的人进行操作时，产 生可重复的结果。所需系统应当提供近似实时的信息，以便用于决策。 所需系统应当汇集在多个场所获得的数据的综合价值，以随着时间， 逐渐降低受污染财产的恢复成本。
在今天的技术环境下，先进传感器、电信、计算能力和可视化软 件的可用性已经极大地改变了收集信息、决策和设计工程系统的方式。 例如，如与智能数据库相连的核磁共振成像(MRI)等诊断工具在有创 手术或治疗之前，向放射科医师和外科医生提供了对人体内的情况更 为详细的了解。此外，将实时传感器与高速电信相连使医学教授能够 利用机器人技术从另一大陆远程地执行外科手术。
上述示例只是今天的技术进步已经改变医学界和科学界的多个 实例中的几个。这些示例还显著地改变了诊断医学条件的商业状况， 利用少量专家的知识和才能，为世界任何地方都能提供最好的治疗。， 可以将类似的概念应用于环境污染或财产损害的评估和清理。简单地 说，同时向处理污染财产的评估、风险分析、工程设计和决策过程中 所涉及的各方提供更为完整和详细的信息能够以低风险和低成本更好 地进行决策。
传统上，大多数环境污染场所的调查涉及一个很长的过程，包括 由环境顾问准备书写工作计划、由财产所有者和管理机构同意、现场 调查、实验室分析和书写调查结果和建议。此过程极其缓慢(几个月 到几年)，并且是劳动密集的。其成果经常受到多种置疑，导致了该过 程的重复，以获得额外的信息。财产所有者和所有者的环境顾问所承 担的取证现任，加之数据获取的高成本，导致了不完整的评估，作为 不完整的信息的结果，增加了风险，以及不正确的设计和应用清理工 具。
由于数据获取的高成本和将数据关联起来的高成本，这个问题变 得更为复杂。通过利用钻孔机和直接压挤技术对土样、地下水和来自 地下的气体的侵入采样，来收集大多数数据。典型地，这些过程每天 产生5～30个样本，用于现场工具或远程固定实验室的随后分析。考 虑到动用沉重设备和人员来收集样本的高成本，预算的限制经常限制 了所获得的样本的总数和总量，从而限制了特定场所的数据集合的完 整性。
此外，通常依据环境顾问对现场地质的假定的理解水平来规定获 得样本的预定地点和预定深度。更为经常的是，没有充分考虑根据实 际观察的现场条件来修改采样计划。这些因素使得有限的数据集合更 加难以解决问题，尤其是考虑到在当前的预算或工作计划中并未包括 为了足以描绘出任何已识别的污染所需的对任何额外样本。
在利用目前的技术要充分评估或定性具有环境污染的财产的第 三困难因素是，有效获得表示污染浓度的样本的困难性。目前的土壤 取样和地下水采样设备在各种理想的地质区域中工作得相当好，但在 复杂、异质土壤条件的区域中极为无效。典型地，对于含有如沙砾等 大尺寸颗粒的饱和土壤区域和那些高渗液土壤区域，利用最好的土壤 取样工具也难以取得好的样本。在含有如粘土和泥浆材料等小尺寸颗 粒的饱和土壤区中，低渗透性使得地下水样本难以获得。不饱和土壤 条件下的问题在于，难以获取全样本，难以防止挥发性化合物的损耗。 而且，当来自预定地点和深度的样本未得到充分取样时，数据集合会 受影响，且不确定性增加。[***]
影响在污染场所评估期间所获得的信息数量和质量的其他因素 包括所人为产生的处理和运送方面的误差、传送延迟、实验室处理误 差和延迟、由实验室和多种现场评估工具所创建的多种数据格式等。 多数情况下，所获得的用于解释地质学和化学污染迁移和降解之间的 相互作用的数据是不充分的。
在获得数据以后，它们会经常按照不兼容的表格格式或二维图来 显示。这些难用的数据格式导致了报告准备、审阅和决策过程的延迟。 最终结果是缓慢的处理、难以使用且较高的不确定性。这个缓慢的过 程是定价、保险和工程设计的基础，导致了受环境破坏的财产的恢复 变得昂贵、滞后和低效。
因此，根据以上所述，需要一种智能的数据系统、工具、方法和 计算机程序产品，用于源区污染数据获取、分析和处理，允许每天收 集和分析多个样本，产生详细的垂直轮廓，能够构成地下的横断面和 3D图像。此外，所需系统、方法和计算机程序产品应当是低成本的、 健壮的和精确的，以便在由知识和技术程度不同的人进行操作时，产 生可重复的结果。所需系统应当提供近似实时的信息，以便用于决策。 所需系统应当汇集在多个场所获得的数据的综合价值，以随着时间， 逐渐降低受污染财产的恢复成本。
发明内容
用于端到端数据获取和传递的系统、方法和计算机程序产品的典 型实施例包括以下步骤：a)通过直接读取传感器，获取环境地下数据； b)对所述数据进行地理标注；c)向数据分析应用服务器传输所述数 据；以及d)分析所述的数据以获得关于所述数据的信息。
在典型方法中，步骤(a)的所述数据可以包括：一个或多个数 据参数。
在典型方法中，所述环境地下数据涉及地下的化学和地质学属 性。
在典型方法中，步骤(a)的所述直接读取传感器可以包括：直 接传感技术；光学传感器；化学传感器；机电传感器；膜界面探头(MIP) 传感器；高级MIP传感器；激光诱导荧光(LIF)传感器；紫外诱导荧 光(UVF)传感器；聚合物传感器；或光晕传感器。
在典型方法中，所述步骤(b)的所述地理标注可以包括：在至 少两个维度中进行地理标注；或针对地球表面上的特定点，对所述数 据进行地理标注。
在典型方法中，所述至少两个维度可以包括：纬度、经度、海拔 高度和时间。
在典型方法中，所述步骤(b)的所述地理标注包括：在至少三 个维度中进行地理标注。
在典型方法中，所述至少三个维度可以包括：纬度、经度、海拔 高度和时间。在典型方法中，所述步骤(c)的所述传输可以包括：通 过因特网进行传输；或通过无线通信链路进行传输。
在典型方法中，步骤(c)的所述应用服务器包括：应用服务提 供商(ASP)。
在典型方法中，所述步骤(d)可以包括：将所述数据存储在数 据库中；挖掘所述数据；利用算法，计算来自所述数据的所述信息； 在至少两个维度中进行可视化处理；显示所述数据的图形可视化；形 成所述数据的地图；或以二维和三维格式中的至少一种格式来显示所 述数据。
在典型方法中，所述步骤(d)可以包括：将原始数据精炼为已 处理数据；针对所述数据的获取中的变化，对所述数据进行归一化； 对膜界面探头(MIP)的膜条件进行归一化；对包括化学浓度和土壤水 矩阵中的至少一个的实际地下条件的变化进行归一化；确定相对质量 功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流速、检测器条件、漂移、 校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统的基线噪声；存储所述数 据；将所述数据聚集成聚集数据；利用所述聚集数据，确定预测建模； 利用所述聚集数据，评估风险的测量；利用所述聚集数据，评价风险； 计算化学混合物的总质量；计算受影响的土壤和地下水的体积；计算 化合物标识；计算清除成本；执行敏感度分析；比较多个场所的数据。
在典型方法中，所述执行敏感度分析的步骤可以包括：利用“仪 表盘”型显示器进行显示；以及向办公室设备或现场设备中的至少一 个提供结果。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)将所述信息张贴在网 站行，以便由授权用户进行访问。
在典型方法中，所述网站可以包括：安全因特网网站。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)在网络上向移动设备 传输所述信息。在典型方法中，所述网络可以包括：无线网络。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)将所述数据聚集成聚 集数据；f)挖掘所述数据；g)利用所述聚集数据，确定预测建模；h) 利用所述聚集数据，评估风险的测量；i)利用所述聚集数据，评价风 险；j)基于以下至少之一向用户提供多个场所的相对分析：地质信息 和污染条件；以及k)将所述数据存储在数据库中；l)梳理数据；m) 将数据与以下至少之一进行比较：历史数据和来自其他场所的数据；n) 执行数据挖掘；或o)对场所进行排序。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)传输所述信息，包括： i.通过因特网将包括已完成的数据分析的所述信息传输回源地点，用 于决策和处理改变；或ii.将所述信息无线地传输给移动设备，以便 于通过因特网协议对根据所述传感器输出分析得到的所述信息的访 问。
在典型方法中，所述方法还可以包括：f)针对以下至少之一的 变化，对所述数据进行归一化：所述数据的获取、膜界面探头(MIP) 的膜条件、包括化学浓度和土壤水矩阵中的至少一个的地下条件；或 g)确定相对质量功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流速、检 测器条件、漂移、校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统的基线 噪声。
在另一典型实施例中，阐述了一种系统、方法和计算机程序产品， 其中利用智能数据系统配备和训练被许可运营商进行远程地点的传感 器数据获取的方法可以包括以下步骤：a)向被许可运营商收取一次性 配置费用，以获得提供传感器数据获取服务的许可和训练；b)向被许 可运营商收取日常运行订阅费用，以访问和使用智能数据分析系统， 以进行数据传输和数据仓储服务；或c)向被许可运营商收取独立项 目费用，其中独立项目费用根据所需的分析、显示或定制传递结果的 量而改变。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的数据传输，可以 包括：通过软件链路将数据传输到网站。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的智能数据分析， 可以包括：应用计算软件，包括：对地理标注直接读取传感器数据的 2D可视化或3D可视化。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的智能数据分析， 包括：将数据聚集到比较数据库中；根据地质和污染条件，向用户提 供多个场所的相对分析。
在典型方法中，步骤(b)的数据仓储服务可以包括：向网站张 贴和传递交互式二维可视化、交互式三维可视化和工程设计数据。
在典型方法中，步骤(c)可以包括：向被许可运营商或被许可 访问的其他客户端中的至少一个传递软件和针对每个项目的纸张传递 结果。
在另一典型实施例中，包括了一种增强膜界面探头。在典型实施 例中，一种膜界面探头设备可以包括：膜界面探头(MIP)传感器，具 有比传统MIP传感器大的直径。
在典型系统中，增强MIP可以适合于直接与大直径杆系统相连。
在典型系统中，增强MIP可以允许所述MIP传感器与大容量挤压 和锤击系统一起使用。
在典型系统中，增强MIP可以允许在存在驱动杆柱的低侧壁支撑 的情况下使用。
在典型系统中，增强MIP可以适合于包括两个或多个渗透膜。
在典型系统中，增强MIP可以包括：具有两个或多个渗透膜的膜 界面探头(MIP)传感器。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述两个或多个渗透膜在 所述MIP传感器的外周等距排列。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述MIP传感器操作用于 改善外周传感并增加对所述MIP传感器收集易挥发有机物质的可能 性。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备包括膜界 面探头(MIP)传感器，适合于通过包括水下电缆电连接和0形环机械 连接来提高水密封完整性。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP是一种模块化膜界面 探头(MIP)设备，包括：模块化膜界面探头(MIP)传感器，由多个 模块化组件构成，实现了所述多个模块化组件中任何故障组件的现场 可服务更换。
在典型系统中，公开了模块化MIP设备，包括：外圆筒，具有空 腔；或(或贯穿装置和/或，即逻辑或操作)内芯圆筒组件，可现场插 入到所述空腔中，并具有加热器腔，其中所述加热器腔适合于容纳可 现场插入的可拆除筒形加热元件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括可拆除导电前端组件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括可现场插入的可拆除筒形加热元件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括防水电连接器和/或O形环密封件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括直接位于探头内的可拆除收集器，用 于易挥发有机化合物的收集和集中。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述可拆除收集器实现了 所述易挥发有机化合物浓度的低水平检测和通过后续运行的色谱方法 对化合物的特定识别。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP还可以包括：利用色 谱方法提供对所述MIP传感器的校准。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP还可以包括用于在MIP 采样和记录日志事件期间同时收集和集中易挥发有机化合物的装置。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括从所述MIP传感器体到表面检测器套 的加热传送线，以最小化易挥发有机化合物在冷传送线中的损耗。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括增强扫描解决方案模块和样本导入系 统，适合于减小整体设备占地面积和成本，用于导入校准气体，并允 许同时采样易挥发有机气体流，以便立即进行色谱分析。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统集成的全球卫星定位 (GPS)接收器，适合于允许利用样本数据同时进行采样点的地理标注。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头系统可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统进行无线通信的移动 设备，实现了数据从所述MIP传感器到基站的近似实时的传送。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述移动设备可以包括图 形显示和控制模块，适合于对所述数据获取系统的操作进行操作。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述移动设备是便携式的。
在典型系统中，公开了一种增强扫描解决方案模块，包括：流控 制子系统；与所述流控制子系统相连的检测器子系统；与所述流控制 子系统相连的干燥器/潮气分离器子系统；与所述流控制子系统相连的 采样子系统；与所述流控制子系统、所述检测器子系统、所述干燥器/ 潮气分离器子系统和所述采样子系统中的至少一个相连的软件控制子 系统。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中所述采样子 系统可以包括：样本环路；吸收收集器；以及气体色谱注入端口。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中所述模块还 包括：排气器；气动源；电源；旁路模块；反馈信号；或压力控制子 系统。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中增强扫描解 决方案模块可以包括：检测器子系统；采样子系统；与所述检测器子 系统和所述采样子系统相连的软件控制子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还包括与所述软件控制子 系统相连的干燥器/潮气分离器子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块可以包括：样本环路；吸 收收集器；气体色谱注入端口。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还包括：排气器；气动源； 电源；旁路模块；反馈信号；或压力控制子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块可以包括现场可重构性， 并且还可以包括：多个运营商可选模式。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还可以包括：多个预先可 编程的操作模式，根据特定的条件，交互式地重新配置，以执行多种 功能中的任意功能。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还可以包括：所述检测器 子系统与气体处理子系统之间的接口，允许插入：样本、另一检测器、 流动通道、流动通道速率、干燥器、排气器、反馈或收集器。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块，所述软件控制子系统可 以包括：数据记录器；序列发生器；阀控制系统；监视器；显示器； 或记录功能。
以下将参照附图详细描述本发明的其他特征和优点以及本发明 多个实施例的结构和操作。
在典型方法中，步骤(a)的所述数据可以包括：一个或多个数 据参数。
在典型方法中，所述环境地下数据涉及地下的化学和地质学属 性。
在典型方法中，步骤(a)的所述直接读取传感器可以包括：直 接传感技术；光学传感器；化学传感器；机电传感器；膜界面探头(MIP) 传感器；高级MIP传感器；激光诱导荧光(LIF)传感器；紫外诱导荧 光(UVF)传感器；聚合物传感器；或光晕传感器。
在典型方法中，所述步骤(b)的所述地理标注可以包括：在至 少两个维度中进行地理标注；或针对地球表面上的特定点，对所述数 据进行地理标注。
在典型方法中，所述至少两个维度可以包括：纬度、经度、海拔 高度和时间。
在典型方法中，所述步骤(b)的所述地理标注包括：在至少三 个维度中进行地理标注。
在典型方法中，所述至少三个维度可以包括：纬度、经度、海拔 高度和时间。在典型方法中，所述步骤(c)的所述传输可以包括：通 过因特网进行传输；或通过无线通信链路进行传输。
在典型方法中，步骤(c)的所述应用服务器包括：应用服务提 供商(ASP)。
在典型方法中，所述步骤(d)可以包括：将所述数据存储在数 据库中；挖掘所述数据；利用算法，计算来自所述数据的所述信息； 在至少两个维度中进行可视化处理；显示所述数据的图形可视化；形 成所述数据的地图；或以二维和三维格式中的至少一种格式来显示所 述数据。
在典型方法中，所述步骤(d)可以包括：将原始数据精炼为已 处理数据；针对所述数据的获取中的变化，对所述数据进行归一化； 对膜界面探头(MIP)的膜条件进行归一化；对包括化学浓度和土壤水 矩阵中的至少一个的实际地下条件的变化进行归一化；确定相对质量 功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流速、检测器条件、漂移、 校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统的基线噪声；存储所述数 据；将所述数据聚集成聚集数据；利用所述聚集数据，确定预测建模； 利用所述聚集数据，评估风险的测量；利用所述聚集数据，评价风险； 计算化学混合物的总质量；计算受影响的土壤和地下水的体积；计算 化合物标识；计算清除成本；执行敏感度分析；比较多个场所的数据。
在典型方法中，所述执行敏感度分析的步骤可以包括：利用“仪 表盘”型显示器进行显示；以及向办公室设备或现场设备中的至少一 个提供结果。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)将所述信息张贴在网 站行，以便由授权用户进行访问。
在典型方法中，所述网站可以包括：安全因特网网站。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)在网络上向移动设备 传输所述信息。在典型方法中，所述网络可以包括：无线网络。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)将所述数据聚集成聚 集数据；f)挖掘所述数据；g)利用所述聚集数据，确定预测建模；h) 利用所述聚集数据，评估风险的测量；i)利用所述聚集数据，评价风 险；j)基于以下至少之一向用户提供多个场所的相对分析：地质信息 和污染条件；以及k)将所述数据存储在数据库中；l)梳理数据；m) 将数据与以下至少之一进行比较：历史数据和来自其他场所的数据；n) 执行数据挖掘；或o)对场所进行排序。
在典型方法中，所述方法还可以包括：e)传输所述信息，包括： i.通过因特网将包括已完成的数据分析的所述信息传输回源地点，用 于决策和处理改变；或ii.将所述信息无线地传输给移动设备，以便 于通过因特网协议对根据所述传感器输出分析得到的所述信息的访 问。
在典型方法中，所述方法还可以包括：f)针对以下至少之一的 变化，对所述数据进行归一化：所述数据的获取、膜界面探头(MIP) 的膜条件、包括化学浓度和土壤水矩阵中的至少一个的地下条件；或 g)确定相对质量功效数据，包括确定以下至少之一：压力、流速、检 测器条件、漂移、校准、探头深度、流体静力学和分析/电系统的基线 噪声。
在另一典型实施例中，阐述了一种系统、方法和计算机程序产品， 其中利用智能数据系统配备和训练被许可运营商进行远程地点的传感 器数据获取的方法可以包括以下步骤：a)向被许可运营商收取一次性 配置费用，以获得提供传感器数据获取服务的许可和训练；b)向被许 可运营商收取日常运行订阅费用，以访问和使用智能数据分析系统， 以进行数据传输和数据仓储服务；或c)向被许可运营商收取独立项 目费用，其中独立项目费用根据所需的分析、显示或定制传递结果的 量而改变。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的数据传输，可以 包括：通过软件链路将数据传输到网站。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的智能数据分析， 可以包括：应用计算软件，包括：对地理标注直接读取传感器数据的 2D可视化或3D可视化。
在典型方法中，所述方法可以包括步骤(b)的智能数据分析， 包括：将数据聚集到比较数据库中；根据地质和污染条件，向用户提 供多个场所的相对分析。
在典型方法中，步骤(b)的数据仓储服务可以包括：向网站张 贴和传递交互式二维可视化、交互式三维可视化和工程设计数据。
在典型方法中，步骤(c)可以包括：向被许可运营商或被许可 访问的其他客户端中的至少一个传递软件和针对每个项目的纸张传递 结果。
在另一典型实施例中，包括了一种增强膜界面探头。在典型实施 例中，一种膜界面探头设备可以包括：膜界面探头(MIP)传感器，具 有比传统MIP传感器大的直径。
在典型系统中，增强MIP可以适合于直接与大直径杆系统相连。
在典型系统中，增强MIP可以允许所述MIP传感器与大容量挤压 和锤击系统一起使用。
在典型系统中，增强MIP可以允许在存在驱动杆柱的低侧壁支撑 的情况下使用。
在典型系统中，增强MIP可以适合于包括两个或多个渗透膜。
在典型系统中，增强MIP可以包括：具有两个或多个渗透膜的膜 界面探头(MIP)传感器。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述两个或多个渗透膜在 所述MIP传感器的外周等距排列。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述MIP传感器操作用于 改善外周传感并增加对所述MIP传感器收集易挥发有机物质的可能 性。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备包括膜界 面探头(MIP)传感器，适合于通过包括水下电缆电连接和0形环机械 连接来提高水密封完整性。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP是一种模块化膜界面 探头(MIP)设备，包括：模块化膜界面探头(MIP)传感器，由多个 模块化组件构成，实现了所述多个模块化组件中任何故障组件的现场 可服务更换。
在典型系统中，公开了模块化MIP设备，包括：外圆筒，具有空 腔；或(或贯穿装置和/或，即逻辑或操作)内芯圆筒组件，可现场插 入到所述空腔中，并具有加热器腔，其中所述加热器腔适合于容纳可 现场插入的可拆除筒形加热元件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括可拆除导电前端组件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括可现场插入的可拆除筒形加热元件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述模块化MIP设备可以 包括防水电连接器和/或O形环密封件。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括直接位于探头内的可拆除收集器，用 于易挥发有机化合物的收集和集中。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述可拆除收集器实现了 所述易挥发有机化合物浓度的低水平检测和通过后续运行的色谱方法 对化合物的特定识别。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP还可以包括：利用色 谱方法提供对所述MIP传感器的校准。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中MIP还可以包括用于在MIP 采样和记录日志事件期间同时收集和集中易挥发有机化合物的装置。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括从所述MIP传感器体到表面检测器套 的加热传送线，以最小化易挥发有机化合物在冷传送线中的损耗。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括增强扫描解决方案模块和样本导入系 统，适合于减小整体设备占地面积和成本，用于导入校准气体，并允 许同时采样易挥发有机气体流，以便立即进行色谱分析。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头设备可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统集成的全球卫星定位 (GPS)接收器，适合于允许利用样本数据同时进行采样点的地理标注。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中膜界面探头系统可以包括： 膜界面探头(MIP)传感器，包括与数据获取系统进行无线通信的移动 设备，实现了数据从所述MIP传感器到基站的近似实时的传送。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述移动设备可以包括图 形显示和控制模块，适合于对所述数据获取系统的操作进行操作。
在典型系统中，公开了增强MIP，其中所述移动设备是便携式的。
在典型系统中，公开了一种增强扫描解决方案模块，包括：流控 制子系统；与所述流控制子系统相连的检测器子系统；与所述流控制 子系统相连的干燥器/潮气分离器子系统；与所述流控制子系统相连的 采样子系统；与所述流控制子系统、所述检测器子系统、所述干燥器/ 潮气分离器子系统和所述采样子系统中的至少一个相连的软件控制子 系统。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中所述采样子 系统可以包括：样本环路；吸收收集器；以及气体色谱注入端口。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中所述模块还 包括：排气器；气动源；电源；旁路模块；反馈信号；或压力控制子 系统。
在典型系统中，公开了增强扫描解决方案模块，其中增强扫描解 决方案模块可以包括：检测器子系统；采样子系统；与所述检测器子 系统和所述采样子系统相连的软件控制子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还包括与所述软件控制子 系统相连的干燥器/潮气分离器子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块可以包括：样本环路；吸 收收集器；气体色谱注入端口。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还包括：排气器；气动源； 电源；旁路模块；反馈信号；或压力控制子系统。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块可以包括现场可重构性， 并且还可以包括：多个运营商可选模式。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还可以包括：多个预先可 编程的操作模式，根据特定的条件，交互式地重新配置，以执行多种 功能中的任意功能。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块还可以包括：所述检测器 子系统与气体处理子系统之间的接口，允许插入：样本、另一检测器、 流动通道、流动通道速率、干燥器、排气器、反馈或收集器。
在典型系统中，增强扫描解决方案模块，所述软件控制子系统可 以包括：数据记录器；序列发生器；阀控制系统；监视器；显示器； 或记录功能。
以下将参照附图详细描述本发明的其他特征和优点以及本发明 多个实施例的结构和操作。
附图说明
根据以下对如附图所示的本发明典型实施例的更为详尽的描述， 本发明的多个典型特征和优点将显而易见，在附图中，相似的参考数 字通常表示相同、功能类似和/或结构类似的元件。相应参考数字中最 左侧的数字表示该元素第一次出现的附图。
图1是示出了根据本发明典型实施例的环境数据获取和传递处理 的方框图的典型实施例；
图2是示出了根据本发明典型实施例的商业处理的方框图的典型 实施例；
图3是示出了由本发明的图形用户接口(GUI)产生的典型窗口 或屏幕截影的典型实施例，示出了场所的补救印记；
图4A是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的高度示意图的典型实施例；
图4B是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的详细示意图的典型实施例，具有典型模块化MIP 的截面图，包括两个横截面和扇形截面；
图4C是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的详细示意图的典型实施例，示出了具有O形环槽的 内芯圆筒组件；
图4D是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的增 强膜界面探头(MIP)的典型外圆筒组件的详细示意图的典型实施例；
图5示出了用于实现本发明的典型计算机系统的方框图的典型实 施例；
图6示出了根据本发明典型实施例的工作流进程的典型实施例；
图7示出了根据本发明的整体智能数据系统进程的典型实施例；
图8A示出了根据本发明的、包括MIP探头、控制器、检测器和 数据获取模块的MIP系统的典型实施例；
图8B示出了根据本发明的、包括MIP探头、控制器、增强扫描 解决方案模块检测器系统、数据获取模块和增强智能数据系统的MIP 系统的典型实施例；
图9A是示出了根据本发明的传统检测系统的典型实施例的示意 图；
图9B是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块的典型实施 例的高度示意图；
图9C示出了根据本发明的典型增强扫描解决方案功能性的典型 实施例的更为详细的版本；
图10A示出了提供根据本发明的典型增强智能数据分析客户端- 服务器系统的系统硬件结构的典型实施例；
图10B示出了包括根据本发明的、包括典型子系统模块的增强智 能数据分析系统的典实施例的应用服务提供商(ASP)实施例的典型实 施例：
图11示出了根据本发明的典型自持便携式传感器系统的典型实 施例；
图12A是示出了根据本发明的智能数据库系统的典型实施例的示 意图；
图12B是示出了根据本发明的智能数据库系统的输出的典型实施 例的示意图；
图12C是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的网络登录窗口的典型实施例的浏览器的图形用户接口；
图12D是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的制造设备的网络窗口示出典型结果文件的典型实施例的浏览 器的图形用户接口；以及
图12E是示出了根据本发明的浏览器窗口示出典型可选结果文件 的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
图1是示出了根据本发明典型实施例的环境数据获取和传递处理 的方框图的典型实施例；
图2是示出了根据本发明典型实施例的商业处理的方框图的典型 实施例；
图3是示出了由本发明的图形用户接口(GUI)产生的典型窗口 或屏幕截影的典型实施例，示出了场所的补救印记；
图4A是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的高度示意图的典型实施例；
图4B是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的详细示意图的典型实施例，具有典型模块化MIP 的截面图，包括两个横截面和扇形截面；
图4C是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的膜 界面探头(MIP)的详细示意图的典型实施例，示出了具有O形环槽的 内芯圆筒组件；
图4D是示出了根据本发明的典型实施例进行了显著再设计的增 强膜界面探头(MIP)的典型外圆筒组件的详细示意图的典型实施例；
图5示出了用于实现本发明的典型计算机系统的方框图的典型实 施例；
图6示出了根据本发明典型实施例的工作流进程的典型实施例；
图7示出了根据本发明的整体智能数据系统进程的典型实施例；
图8A示出了根据本发明的、包括MIP探头、控制器、检测器和 数据获取模块的MIP系统的典型实施例；
图8B示出了根据本发明的、包括MIP探头、控制器、增强扫描 解决方案模块检测器系统、数据获取模块和增强智能数据系统的MIP 系统的典型实施例；
图9A是示出了根据本发明的传统检测系统的典型实施例的示意 图；
图9B是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块的典型实施 例的高度示意图；
图9C示出了根据本发明的典型增强扫描解决方案功能性的典型 实施例的更为详细的版本；
图10A示出了提供根据本发明的典型增强智能数据分析客户端- 服务器系统的系统硬件结构的典型实施例；
图10B示出了包括根据本发明的、包括典型子系统模块的增强智 能数据分析系统的典实施例的应用服务提供商(ASP)实施例的典型实 施例：
图11示出了根据本发明的典型自持便携式传感器系统的典型实 施例；
图12A是示出了根据本发明的智能数据库系统的典型实施例的示 意图；
图12B是示出了根据本发明的智能数据库系统的输出的典型实施 例的示意图；
图12C是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的网络登录窗口的典型实施例的浏览器的图形用户接口；
图12D是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的制造设备的网络窗口示出典型结果文件的典型实施例的浏览 器的图形用户接口；以及
图12E是示出了根据本发明的浏览器窗口示出典型可选结果文件 的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
具体实施方式
下面，详细讨论本发明的优选典型实施例。尽管对特定的典型实 施例进行讨论，但应当理解的是这只是为了示例的目的。本领域的普 通技术人员将意识到也可以使用其他的组件和结构，而并不偏离本发 明的精神和范围。本发明通过提供一种用于源区污染数据获取、分析 和处理的系统、方法和计算机程序产品来满足上述需要。
本发明的方法和计算机程序产品允许客户端获得更为快速和可 靠的传感器技术、快速计算分析和无线数据传输的最新进步的有益效 果，在比传统方式可能更短的时间内，创建场所下方的水文地质学和 污染的诊断图像；评估财产的事务处理和健康风险；避免下游成本； 并完成事务处理，或结案。智能数据处理能够每天收集比传统方法多 得多的数据，以近似实时的方式提供数据以便及时进行决策，并按照 容易使用的格式提供数据。
在典型实施例中，利用智能数据系统来迅速处理对地下的可靠定 性。可以更为有效地实现场所评估，因为本发明所产生的智能数据具 有更高的分辨率，所以将做出更少的解译错误，并立即可用，并能够 以每日为基础来进行处理和绘制数据地图。因此，可以将结果用于直 到下一天的活动。根据本发明典型实施例的智能数据系统还能极大地 降低补救成本，因为本系统提供了与场所水文地质学有关的化学事件 的更为集中的图像。
在典型实施例中，智能数据系统包括用于存储从多个场所收集到 的聚集数据的数据库。在典型实施例中，智能数据系统获取原始数据， 聚集来自MIP系统、来自气体色谱分析、来自地理位置、来自其他传 感器的数据和其他数据集合。智能数据系统可以处理原始数据以精炼 所述数据，能够对获取过程中的变化进行归一化，并能够对数据进行 质量保证分析。
例如，对变化的归一化处理可以补偿膜性能或条件的漂移、补偿 实际地下条件的变化，如化学浓度和土壤水矩阵等。处理可以包括分 析数据的相对质量和功效。处理系统可以分析并说明压力、流速、检 测器条件(可以说明漂移，并可以利用示踪气体等进行校准)、探头深 度(流体静力学)和由于分析/电学系统所引起的基线噪声的变化。
可以挖掘和处理数据，例如包括利用3D可视化技术，并可以近 似实时地传递到现场，以便由现场人员通过应用服务提供商(ASP)、 基于网络的接口和无线设备接入等进行访问。可以将视频用于表示随 时间的变化。
可以从多个场所聚集数据，并将其用作风险和性能的预测手段。
I.概述
本发明提供了一种用于源区污染数据获取、分析和处理的系统、 方法和计算机程序。
包括财产所有者、贷款机构、承保人和顾问工程师的组织看重更 低的成本、更短的项目周期和管理及金融承保人批准的迅速。
如上所述，传统的环境调查和清理经济由数据获取的高成本和延 迟所左右。这导致了设计较差且昂贵的工程解决方案和无效的清理。 本发明的智能数据工具以部分时间和成本提供了几十到一百倍的数 据。更为准确地说，智能数据分析、显示和报告服务将此数据变为高 效率的、面向决策的信息，对于财产所有者具有降低30～50％成本的 净收益和更好质量和更快速的产出。
本发明提供了多级数值产生：
·财产所有者-调查和清理的低成本、更快的循环时间和更低 的保险成本；
·顾问工程师-多10到100倍的数据，导致了低成本的更为 有效的清理；
·承保人-更为详细的信息，导致了较少的不确定性和风险；
·服务伙伴-销售上显著的增长，更高的利润空间；以及
·策略出资人-能够以边缘技术(cutting-edge technology) 使用大量高质量的服务提供商。
此外，本发明的方案实质上降低了与财产的环境特性相关联的不 确定性。这反过来加速了财产事务处理，并降低了环境保险的保险费。 对此市场的研究表明环境保险保险费和担保需求的40到60％来源于环 境评估的不确定性。智能数据提供了全面量化和环境条件的易于理解 的3D显示(参见图3)，其实质上提高了潜在问题的清晰度和可视性， 改进了决策，并降低了风险。
现在，将根据上述示例，对本发明进行更为详细的描述。这只是 为了方便起见，而并非限制本发明的应用。实际上，在阅读了以下描 述之后，本领域的技术人员将清楚如何在替代实施例中实现以下发明。 例如，通过与原地传感器、地理标注定位、向基站无线传送数据、通 过因特网传送数据、计算软件以及交互式网站上的显示相结合，本发 明可以用于对易挥发有机化合物的补救的现场性能监视。
本发明还可以用于获取与内陆水体的化学和物理参数有关的大 量地理标注数据。反过来，此数据可用于监视生态系统、环境污染和 船只和车辆的排放是否符合要求。
II.系统操作
A.过程
本发明的方法和计算机程序产品采用环境数据获取和传递的惟 一端到端处理，如图1所示。图1示出了典型实施例中，可以执行以 下一个或多个步骤的典型过程：
1、利用原地直接读取传感器来获取数据参数；
2、对地球表面指定点的每个数据参数进行地理标注，从而产生 地理参考传感器阵列，如步骤102中所示；
3、通过如步骤104所示的无线通信链路等一个或多个通信网络 链路传输数据参数，以及通过如步骤106所示的因特网等网络传输至 位于如应用服务提供商(ASP)处的数据库，以便进行分析和显示，利 用通信链路，并通过如步骤108所示的数据库接口，将稍后的访问和 查询存储在数据库中；
数据分析和处理的执行包括计算、图形格式的可视化、形成地图 和以二维和三维格式进行显示，利用步骤110所示的分析/计算软件， 并创建交互式2D、3D和nD(如时延视频)可视输出，如步骤112所 示。额外的计算可以包括如化学混合物的总质量、受影响的土壤和地 下水的体积、化合物识别、移动成本、和/或利用“仪表盘”型显示器 的敏感度分析。在典型实施例中，智能数据系统可以包括用于存储原 始数据、分析数据和从多个场所收集到的聚集数据的数据库。读者可 以参考图1、8B、10B和12A，给出了与根据本发明的智能数据系统有 关的更为详细的讨论。在典型实施例中，智能数据系统可以获取原始 数据，如聚集来自MIP系统、来自气体色谱分析、来自地理位置、来 自其他传感器和来自其他数据集合的数据。智能数据系统可以处理原 始数据以精炼数据，可以对获取中的变化进行归一化，并可以对数据 执行质量确保分析。例如，对变化进行归一化的处理可以补偿膜性能 或条件的漂移，以及补偿实际地下条件的变化，如化学浓度和土壤水 矩阵。处理可以包括分析数据的相对质量和功效。处理系统可以分析 并统计压力、流速、检测器条件(可以说明漂移，并可以利用示踪气 体等进行校准)、探头深度(流体静力学)和由于分析/电学系统所引 起的基线噪声的变化。可以挖掘和处理数据，例如包括利用3D可视化 技术(步骤112)，并可以近似实时地传递到现场，以便由现场人员通 过应用服务提供商(ASP)、基于网络的接口和无线设备接入等进行访 问(步骤114、116、118)。可以将视频用于表示随时间的变化。
4、将数据聚集到比较数据库中，利用如步骤118所示的数据库 接口，并基于地质和污染条件向用户提供对多个场所的相对分析，包 括如步骤114所示的交互式显示。可以从多个场所聚集数据，并可以 用作风险和性能的预测手段。
5、通过如安全因特网网站来张贴完整的数据分析，用于交互式 访问，并用于由获准的个人进行查看，可以如步骤114所示。
6、通过如因特网等将完成的数据分析传输回源区，以便进行决 策和处理变化，可以如步骤116所示。
7、利用无线通信设备有利于传感器输出与因特网的连接，可以 在典型实施例中提供，如步骤104、118所示。当然，也可以使用有线 通信链路，在该链路可用的范围内。
B.商业过程
在典型实施例中，实体可以利用商业过程来实现和提供利用本发 明的智能数据系统、方法和计算机程序产品的销售服务。此商业过程 的典型实施例如图2所示，包括执行以下一个或多个步骤：
1、配备和训练被许可运营商(“用户”)202，利用智能数据系统 来执行远程地点的传感器数据获取。在典型实施例中，这些运营商可 以通过支付一次性配置费用来获得许可和训练；通过支付日常运行订 阅费来访问本发明的分析软件和数据仓储服务；和/或通过支付单独项 目费用，该费用可能根据分析、显示和顾客所需的输送能力的数量而 变化。被许可运营商202可以按收费方式或收入分成方式来提供数据 获取和传输服务。
2、可以提供通过软件链路向由该实体运行的网站传输数据，如 典型实施例所示，利用私有软件链路208。
3、如图所示，许可人204可以允许实体利用根据本发明的方法 的计算软了来进行数据分析。在典型实施例中，可以采用应用服务提 供商(ASP)模型，如参照图10B所示，以下将进一步讨论。在典型实 施例中，可以通过购买ASP的服务来顶替应当支付给ASP的费用。这 种费用可以是一次性费用、周期性费用、捆绑费用和/或订阅费用。
4、许可人204可以执行将数据聚集到比较数据库中，如可以从 美国马里兰州黑尔索普(Halethorpe)的哥伦比亚技术公司得到的哥 伦比亚技术环境比较知识库(ECK)，向用户提供了基于地质和污染条 件对多个场所的相对分析。
5、向交互式网站206张贴和传递交互式二维和三维可视化(如 图3所示，可视化300具有以x轴308表示的x方向上的一个维度、 以y轴314表示的y方向上的另一维度、以z轴306表示的z方向上 的另一维度)和关键工程设计数据，可以由实体来运行，并可以由许 可人204来操作。可以利用如因特网浏览器等浏览器和/或超文本标识 语言(HTML)链路来访问可视化和数据。例如，如图3所示，可视化 可以包括表示从何处获得MIP探头样本的3D空间地图上的地理标注地 点。可以采用彩色编码，如颜色带指示符310所示。可以采用地理信 息系统作为显示数据的方法，再现、截面转换、360度电影、体积计 算、形成3D表面区域轮廓地图、污染羽状空间对地下水(ground water， GW)井的3D视频、连续传感器轮廓的GW样本的图形比较。
6、向许可客户端206和/或被许可访问的其他客户端传递每个项 目的软件、可视显示、工程数据和纸件结果报告。
C.增强膜界面探头(MIP)
在本发明的典型实施例中，可以利用从美国堪萨斯州萨莱纳 (Salina)的GEOPROBE SYSTEMS，INC.得到的、且如美国专利No. 5,639,956(‘956专利)所述的膜界面探头(MIP)，作为智能数据系 统的一部分，以便将易挥发的有机化合物从地下传送到表面，利用化 学传感器进行测量。这里将‘956专利的全部一并作为参考。下面， 参照图4A～4D对改进MIP 402的典型实施例进行描述。‘956专利中 所描述的MIP可以包括双极导电性传感器410，用于现场测量导电性， 作为土壤颗粒尺寸的指示。可以利用水压或气压反作用重力或锤子， 将探头击打或锤击到地下。
图4A示出了在本发明的典型实施例中、对其进行增强以包括多 个有用特征的MIP 400。当然，在本发明的替代典型实施例中，可以 修改MIP 400以包括下述多个有用特征的任意组合。例如，在本发明 的典型实施例中，可以重新设计和增强MIP 400，以包含以下一个或 多个有利特征，如图4A所示。
1、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括外圆筒组件402，其 可以包括比传统可用探头更大直径的探头(2.125英寸)，如图4的示 意图400所示，以便直接与较大直径的杆403相连。大直径杆403可 以显著增加驱动杆柱的屈服强度，从而允许杆与更腔的挤压/锤击系统 一起使用，以及用在驱动杆柱具有较低侧壁支撑的情况下。
2、在典型实施例中，可以按照可拆卸、多子系统、现场可更换 的模块化方式重新设计增强MIP探头400，如图4A～4D所示。如图所 示，MIP 400包括外圆筒组件402，如图4D详细所示，包括其中能够 与内芯圆筒组件404紧密相连的空腔，内芯圆筒组件404如图4C详细 所示。可以形成内芯圆筒组件404以容纳现场可更换筒形加热器元件 406。加热器406用于加热膜408周围的区域，以下将详细描述。还增 强MIP 400以包括多个外部水密连接412。水密连接412包括多个得 自于水下电缆应用的组件。水密连接412包括隔板电连接器410、线 内电连接器414和接头416。隔板电连接器410可以是SEA CON LSG-6-BC-HP，以及线内电连接器414可以是SEA CON RMG-6-FS线内 连接器，可以从美国加利福尼亚州圣地亚哥的SEA CON Brantner & Associates公司得到。还示出了外部气体连接，包括气体子组件422 以及入口和出口气体套圈连接424。增强MIP 400以包括可拆卸导电 性探头前端组件418，具有双极426和线428以及帽螺钉430，在与外 圆筒组件402相连时，将前端组件418保持在适当的位置。图4D的示 意图460包括示出了典型的三渗透膜实施例的增强MIP 400的典型外 圆筒组件的纵向截面(上部)、侧向截面A-A(中间偏左)、典型渗透 膜处的O形环部分的扇形截面(细节A)和典型渗透膜的外视图(底 部中间)和细节B。
3、在典型实施例中，与如‘956专利中所示的单一渗透膜408等 传统MIP探头相比，增强MIP 400可以包括增加数量(两个或更多) 的渗透膜408。如图4A的典型实施例所示，两个或更多渗透膜408， 如三个(图4A和4B所示的408a、408b、408c)用于提供更多的周围 传感和在每个给定的时间段内，由探头402收集两倍、三倍或更多倍 易挥发有机物质的可能性。在如图4B所示的典型实施例中，渗透膜 408a、408b和408c可以提供比MIP探头400的传统版本改进的周围 环境覆盖率。图4B所示的示意图440示出了包括增强MIP探头400 的典型制造容差和横截面的典型实施例。在典型实施例中，示意图400 包括两个横截面，示出了本发明的典型气体连接端口(左侧中间)和 典型的三渗透膜实施例(细节A、右侧中间)、和示出了典型O形环端 口(细节A)和单一渗透膜的扇形横截面。与先前的探头相比，质量 流的增加可以极大地提高探头400的检测能力。例如，利用三个气体 渗透膜而不是1个可以产生三倍的物质传送到探头中。O形环端口402 可以容纳O形环，如从美国肯塔基州莱克星顿(Lexington)的PARKER HANNIFIN CORPORATION、O形环分部得到的MS16142 O形环。使如图 4C所示的内芯圆筒组件404容纳加热器元件406，允许其膨胀。图4C 示出了示意图450，在典型实施例中，分别包括侧视图(底部)和两 个截面A-A(中间)和B-B(顶部)，示出了具有用作气体通道的O形 环槽的内芯圆筒组件404，其中O形环用于密封气体通道。
4、在典型实施例中，通过对探头体和机械连接424和电连接410、 411、416的主要重新设计，增强MIP 400可以包括一体化水密集成件， 因为进水已经成为早期探头故障的主要因素。
5、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括更简单的设计以允 许单个组件(如加热器系统416等)的现场维修和更换。目前，传统 探头的任何组件的故障都需要整体更换探头，增加了操作的成本和延 时。如上所述，增强探头400的多个模块和子系统允许对故障组件的 现场更换。
6、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括将小型可拆卸收集 器直接集成到探头中，用于易挥发有机化合物的收集和集中。可拆卸 收集器特征可以允许对化合物的更低(更优)检测水平以及通过后运 行色谱分析对化合物的特定识别。
7、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括一体化加热传送线， 从探头体到表面检测器套，以最小化易挥发有机化合物在冷传送线中 的流动损耗。如图所示，探头可以具有定制加热器元件406，具有中 空导管和接地导管。可以提供加热器筒形插孔406。
8、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括检测器套和专门配 置用于MIP应用的样本导入系统。此特征可以减小整体设备面积和成 本；实现校准/示踪气体的导入；以及实现易挥发有机气体流的同时采 样，以进行即时的色谱分析。参见图9A和9B，以及参照这些附图而 给出的对增强扫描解决方案模块的讨论。
9、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括集成全球定位系统 (GPS)接收器和数据获取系统，以与易挥发有机化合物的样本数据同 时实现采样点的定位。智能集成GPS探头可以更容易地实现对所捕获 的样本数据的紧密集成地理标注。
10、在另一典型实施例中，增强MIP 400可以包括将无线数据传 送通信设备与数据获取系统进行集成，以实现向基站的近似实时的数 据传送，以便随后的分析和显示。在典型实施例中，无线数据传送通 信设备可以包括用于无线传输的收发器硬件。通信协议软件应用程序 组可以与收发器硬件特征一起提供多种功能。在典型实施例中，无线 通信设备可以兼容IEEE 802.11无线局域网。在另一典型实施例中， 可以使用其他无线硬件和软件协议，如超宽带(UWB)、蜂窝、全球移 动电话系统(GSM)、码分多址(CDMA)、正交频分多址(FDMA)、蜂窝 数字分组数据(CDPD)、或其他无线协议和技术。
11、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供移动计算/通 信设备，在典型实施例中，其可以是手持的，以及可以包括图形显示 和控制模块，用于系统操作和数据获取。移动计算/通信设备特征增强 了运营商在现场采样事件期间的移动性。在一个典型实施例中，移动 设备可以是便携式设备，例如，如图11所示的自持便携式传感器系统。
12、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供在MIP采样和 登记事件期间同时收集和集中易挥发有机化合物。同时收集和集中易 挥发化合物能够实现对所检测到的易挥发有机化合物的近似实时的特 定识别。
13、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供对探头系统的 校准，利用如内部标准等色谱方法。
D.项目管理
能力：
·网络接口
·基于用户的访问等级
·维护多个项目
·维护项目历史
·创建新的项目
·上载文件
·与现场计算机实时通信
对上述问题的解决方案是智能项目维护、数据获取和分析处理。 可以通过按照新颖的方式组合多种技术和进程来实现本发明的处理。 完整的解决方案从项目维护延伸到最终结果显示。在本发明之前，并 不存在这种解决方案。
项目维护可以通过网络接口得到。此接口允许项目管理者创建新 的任务并上载项目信息以便分配给现场计算机，利用如无线通信链路 等技术。网络接口也可以服务于项目管理者的集中项目计划(“项目中 心”)。在网络接口处，项目管理者能够最多以分钟为单位地跟踪工作 的进度，允许项目管理者在实时的环境下对项目计划进行重大改变和 调整。通过通信链路，可以将对项目计划的改变理解传往现场，传送 到如无线现场计算机等移动设备。项目管理者可以通过网络接口同时 维护无限数量的项目。
网络接口的主要特征可以包括状态“仪表盘”，可以向项目管理 者精确显示项目的进展情况。所述系统还可以包括由项目改变触发的 电子邮件通知，其中可以实施电子邮件通知，向项目管理者警告改变。 现场人员也可以通过网络接口对问题和请求更换部件进行通信，使网 络接口成为远程项目维护的完整解决方案。
E.传感器及其与现场计算机的链接
能力：
·网络接口
为了满足对采样点更为完整的信息的需要，可以在现场，在如无 线手持计算机等移动设备上对项目信息进行访问。在操作按钮，移动 设备的运营商可以得到如现场地图等信息。项目管理者也可以利用网 络接口对此信息进行远程更新。现场运营商也可以根据需要对项目进 行临时的特别修改。这些修改将被传输回项目管理地点，可以向项目 管理者发出警告。进行现场决策而又不失去项目计划紧凑性的能力是 完整解决方案的重要组件。
在数据收集处理期间，可以通过用作专家系统的现场计算机来指 导运营商，向任何运营商传递“最佳实现”，而与经验无关。运营商能 够完全地使用包括所建议的采样点的地点在内的所有场所信息。先进 的传感器设备能够在收集处理期间，与现场计算机进行接口，提供可 视反馈和数据存储/检索。
F.到全球卫星定位(GPS)接收器的链路
能力：
·米级以下的精度
·海拔高度
·通过标准个人计算机(PC)通信端口(COM(RS-232串口))、 LPT(并口)、USB(通用串行总线)进行通信
·形成地点数据流
在数据收集阶段期间，现场计算机也可以与全球卫星定位(GPS) 天线相连。GPS可以允许现场运营商精确地定位任何作为预先加载的 场所计划的一部分的预定地点。当前，也可以使用替代的地点定位系 统，应用传统的解决方案，如三角测量和卫星发射器地点系统。GPS 还可以提供由于意料之外的障碍而调整地点的能力，而不会丢失最终 输出的地点精确性。GPS能力还可以消除对由第三方测量场所的需要， 从而实现了对整体处理的时间和成本的缩减，在没有本发明时，由第 三方对场所进行测量通常是规范的作法。GPS数据可以与所有收集到 的数据作为完整的分组一起传输。然后，将分组信息并入网络接口上 的“仪表盘”，以显示进度。
通过与地理二维(2D)坐标一起提供海拔高度信息，可以将显示 样式添加为三维(3D)图像，得到了场所及其地下行为的更为“真实” 的画面。根据本发明图3所示的本发明的典型实施例，提供了典型的 3D可视化再现。
G.数据传输处理
能力：
·超文本传送协议(HTTP)POST
·HTTP GET
·传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)
·简单邮件传送协议(SMTP)
·文件传送协议(FTP)
可以通过如图10A所示的通信网络1004来传输数据。可以通过 可用的无线通信链路来传输数据。如果无线接入不可用，系统可以等 同地通过包括拨号连接等的任何传统方法或通过与协议通信软件应用 程序组一起的其他直接网络连接与主系统相连。由于多种无线通信技 术可用，并不需要一成不变的解决方案。本发明典型实施例中的解决 方案包括综合开放软件国际(OSI)层4、传送层TCP，构建在基于标 准的协议组上，利用无线设备和网络所使用的内在能力。因此，大体 上可以忽略OSI层2、链路层、如以太网等或其他媒体接入控制(MAC) 协议，从而可以使本发明的方法最大程度地不受技术改变的影响。传 送协议层基于标准因特网协议、传输控制程序(TCP)。由于这种能力 并不存在于所有数据网络中，可以采用现场计算机的轮询(polling)， 作为从主系统获取更新信息的手段。
H.数据库
能力：
·关系数据库
·支持标准结构查询语言(SQL)查询工具
·支持开放式数据库互连性(ODBC)兼容数据库
·可扩展性
当新数据被传输到主系统时，可以将数据存储在数据库中，位于 其父项目之下。可以按照父/子关系来组织所有数据(顾客→项目→数 据)。
I.分析
能力：
·模块化
·去除基线漂移
·在样本间对数据进行归一化
·输出到数据库
·用于“平滑”结果的多次分析
·模式识别
·与外部数据的交叉分析
·场所、地质和化学比较
·风险估价和评估
在已经收集到足够数据量时，进行对数据的分析。此处理可以由 项目中的用户定义设置来管理，并可以存储在数据库中。现场运营商 也可以请求立即进行渡轮(seatrain)型分析，以指导决策处理。根 据所收集的数据的类型，可以执行多个数据“归一化”处理。可以将 归一化处理设计为校正这些异常数据，如“漂移的基线”、“温度变化”、 “基线高度峰值”、“导电性”和“大气压力”等。归一化处理可以产 生更为精确的结果，并且是处理中的重要步骤。未归一化的结果可能 会导致可信度的变化，从而可能会创建引起误导的最终结果的环境。
归一化处理可以使用历史数据作为参考，因而对于大量的样本而 言变得更为精确。
3D分析可以包括如“克里格法”(kriging)和形成表面区域轮廓 的地图等体积可能性计算。将所有分析过的数据存储在数据库中，位 于父项目以下，并可以由项目管理者将其添加到“仪表盘”中，以进 行比较分析。当完成对数据的分析时，项目管理者可以通过网络接口 得到一组新的可用工具。利用这些工具，则可以回答“必须去除多少 过重的负担才能到达源区？”的问题。
分析处理考虑了项目中所提供的所有相关信息。为了获得对结果 的进一步精炼，项目管理者可以上载这些信息，作为地下水表格和地 质数据。项目管理者可以在任何时间“强制执行”新分析，以包括新 上载的信息。
J.3维可视化、显示
能力：
·以“羽状空间”的形式显示体积数据
·对象的透明度
·覆盖计算机辅助设计(CAD)制图和其他地理信息系统(GIS) 文件格式
·计算体积和质量
·下钻(drill-down)信息弹出
·凸包网格
·北方向箭头
·概况窗口(鸟瞰图)
·客户可选颜色
·基于一致性的着色
·基于对象的编辑
·如BMP、JPG、TIF等扩展图像格式的图像输出
项目管理者可以通过网络接口选择多个“预定义的”3D可视化、 图形、输出。可以在完成分析处理时，由3D建模软件自动产生这些标 准的“视图”。然后，可以通过网络接口，使项目管理者能够使用这些 视图。项目管理者可用的另一选项可以是使专家根据所收集的数据产 生定制“视图”。专家可以使用专门设计的图形用户接口(GUI)，根据 通过分析处理所产生的数据来产生3D对象。GUI可以提供其中转接能 够将可视元件拖放到“显示屏幕”上来完成任务的简易而快速的环境。 在添加到显示屏幕上之后，专家可以通过这些能力来操纵输出。
接口允许专家在任何时刻创建显示屏幕的“屏幕截影”。可以将 这些屏幕截影保存为图像(如位图)和能够3D操作的“显示对象”。 可以利用取景器旋转和缩放这些3D对象，但只能由专家进行改变。这 可以提供分发3D图像的有力工具，允许最终用户对视图进行微调，并 确保重要信息的可视性。
3D建模系统也可以产生各种主要格式(如MPEG、AVI、MOV等) 的高质量影像。可以根据用户的偏好，在网络上、或在CD只读存储器 (CD-ROM)或数字通用盘(DVD)上电子地提供输出。
K.交互式显示
能力：
·TCP/IP上的服务器/客户端通信
·实时远程控制
·将数据保存在服务器和客户端上
·基于允许的客户端控制
·通过ODBC读取数据库
·ActiveX
·支持56kps连接速度
·基于可用数据的对象库
·多个客户端与一个服务器相连
·在服务器上示出多个客户端屏幕分辨率
·服务器上的客户端连接仪表盘
3D建模处理的重要部分是最终用户的交互。通过最终用户的“客 户端软件”与专家的“服务器软件”的现场交互，最终用户可以在创 建最终产品中发挥积极作用。两个系统之间的链路可以运行在TCP/IP 连接上。最终用户可以看到与专家所观看的相同屏幕输出，并可以具 有控制屏幕上的对象以确保协作结果的能力。专家负责如网格线和污 染羽状空间等新屏幕元素的导入。可以将每个得到的“屏幕截影”保 存在顾客的收件箱中，并可以立即在用户的系统上得到。现在，此数 据可以用于由最终用户进行观看和再次分发。可以将与所产生的屏幕 截影有关的信息保存在数据库中，并成为收费的基础。
L.移动设备—手持移动计算机
移动设备，也称为现场计算机，用于多种目的。最重要的，它是 所收集的数据与主系统之间的链路，而且还是由现场运营商使用的工 具。其包括对现场运营商的指南和“最佳实现”解决方案。通过3D 反馈机制，运营商将在现场看到来自分析和3D建模的结果。分析数据 将被及时地返回，足以用于下一采样地点的选择，从而向运营商提供 了只寻址确信对结果重要的地点。
返回到现场计算机的分析包括“下一地点”建议和通过归一化处 理产生的校准信息。实时地进行现场决策的能力极大地节省了时间和 成本。
现场计算机的示例可以包括任何移动设备，如台式、笔记本、膝 上型、小笔记本、写字板式或手持式个人计算机(PC)或个人数字助 理(PDA)。典型实施例中的现场计算机500a可以与基站计算机500b (统称为计算机500)进行无线通信。在典型实施例中，移动设备500a 可以与基站计算机设备500b进行通信，可以利用任意已知的无线通信 软件协议、收发器硬件、网络和通信链路技术，如红外数据协会(IrDA) 兼容无线技术、或短距离射频(RF)技术，如蓝牙兼容无线技术、IEEE 标准802.11兼容无线局域网，如IEEE 802.11a、b或g无线LAN、共 享无线接入协议(SWAP)兼容无线技术、无线保真(Wi-Fi)兼容无线 技术或超宽带(UWB)无线技术网络等。尽管将移动设备500a和基站 计算机设备500b描述为彼此相连，设备500a、b不需要彼此直接相连， 而可以代替地通过多种传统物理网络技术中的任何技术相连，如路由 器、网桥、网关、收发器、天线和电缆等。
III.典型实现方式
可以利用硬件、软件或其组合来实现本发明(或其任何部分或功 能)，并可以在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实现。事实上， 在一个典型实施例中，本发明涉及能够执行这里所述功能的一个或多 个计算机系统。计算机系统500的示例如图5所示。图5示出了用于 实现本发明的典型计算机系统的方框图的典型实施例。具体地，图5 示出了优选实施例中的示例计算机500，是运行有如视窗98/2000/XP、 Linux、Solaris、OS/2、Mac/OS或UNIX等操作系统的个人计算机(PC) 系统。但是，本发明并不局限于这些平台。代替地，可以在运行适当 操作系统的任何适当计算机系统上实现本发明，如Solaris、Irix、 Linux、HPUX、OSF、视窗98、视窗NT、OS/2、Mac/OS和能够支持因 特网访问的其他操作系统。在一个典型实施例中，在如这里所讨论的 进行操作的计算机系统上实现本发明。典型的计算机系统，计算机500 如图5所示。移动设备500a可以是通信设备或计算设备，如写字板式 个人计算机(PC)、手持PC、运行针对便携PC(Pocket PC)的WINDOWS MOBILE操作系统的手持设备、小笔记本PC、笔记本PC、膝上型PC、 个人数字助理(PDA)、或如桌面PC或工作站等其他设备。尽管将典型 实施例中的移动设备500描述为移动的，但该设备不必是移动的，实 际上可以是固定的。基站设备500b可以是另一移动设备、桌面计算机 或能够与移动设备500a上的数据同步的一些其他数据源。
可以利用如图5所示的计算机来实现本发明的其他组件，如计算 设备、通信设备、电话机、个人数字助理(PDA)、便携个人计算机(PC)、 手持式个人计算机(PC)、客户端工作站、薄客户端、厚客户端、代理 服务器、网络通信服务器、远程接入设备、客户端计算机、服务器计 算机、路由器、网络服务器、数据、媒体、音频、视频、电话或成流 技术服务器(streaming technology server)等。
计算机系统500包括一个或多个处理器，如处理器504。处理器 504与通信基础设施506相连(如通信总线、交叉线(cross-over bar) 或网络)。在此典型计算机系统方面，描述了多种软件实施例。在阅读 此说明书之后，本领域的普通技术人员将清楚如何利用其他计算机系 统和/或体系结构来实现本发明。
计算机系统500可以包括转发来自通信基础设施506(或来自未 示出的帧缓冲器)的图形、文本和其他数据以便在显示单元530上进 行显示的显示接口502。
计算机系统500还包括主存储器508(优选地为随机存取存储器 (RAM))和辅助存储器510。例如，辅助存储器510可以包括硬盘驱 动器512和/或移动存储驱动器514，表示软盘驱动器、磁带驱动器、 光盘驱动器、CD(compact disc)驱动器CD-ROM等。移动存储驱动器 514按照公知的方式从和/或向移动存储单元518中进行读取和/或写 入。移动存储单元518，也称为程序存储设备或计算机程序产品，表 示软盘、磁带、光盘、CD盘等，由移动存储驱动器514进行读写。正 如所清楚的那样，移动存储单元518包括其中已经存储了计算机软件 和/或数据的计算机可用存储介质。
在替代典型实施例中，辅助存储器510可以包括其他类似的设备， 允许将计算机程序或其他指令加载到计算机系统500中。例如，这种 设备可以包括移动存储单元522和接口520。其示例可以包括程序盒 和盒式接口(如在视频游戏设备中能够找到的那些)、移动存储芯片(如 可擦除可编程只读存储器(EPROM)或可编程只读存储器(PROM)和关 联插槽、以及其他移动存储单元522和接口520，允许将软件和数据 从移动存储单元522传送到计算机系统500。
计算机500还可以包括输入设备，如但并不局限于鼠标或其他指 取设备(pointing device)，如数字转换器，键盘和其他数据输入设 备(未对其进行标记)。
计算机500还可以包括输出设备，如显示器530和显示接口502。 计算机500可以可以包括输入/输出(I/O)设备，如通信接口524、 电缆528和通信路径526。例如，可以包括网络接口卡和调制解调器 (未对其进行标记)。通信接口524允许在计算机系统500和外部设备 之间传送软件和数据。通信接口524的示例可以包括调制解调器、网 络接口(如以太网卡)、通信端口、个人计算机存储器卡国际联盟 (PCMCIA)或PCCard兼容插槽和卡等。通过通信接口524传送的软件 和数据是可以是电子的、电磁的、光的信号或能够由通信接口524接 收的其他信号的形式的。通过通信路径(如信道等)526将这些信号 528提供给通信接口524。此信道526承载信号528，并可以利用电线 或电缆、光纤、电话线、蜂窝链路、射频(RF)链路和其他通信信号 来实现。
在本文件中，术语“计算机程序介质”和“计算机可用介质”用 于统称如移动存储驱动器514、安装在硬盘驱动器512中的硬盘和信 号528等介质。这些计算机程序产品向计算机系统500提供软件。本 发明涉及这种计算机程序产品。
将包括面向对象的计算机程序的计算机程序(也称为计算机控制 逻辑)存储在主存储器508和/或辅助存储器510和/或移动存储单元 514中，也称为计算机程序产品。这种计算机程序，在执行时，使计 算机系统500能够执行这里所述的本发明的特征。实际上，计算机程 序，在执行时，使处理器504能够执行本发明的特征。因此，这种计 算机程序代表了计算机系统500的控制器。
在另一典型实施例中，本发明涉及包括其中存储有控制逻辑(计 算机软件)的计算机可读介质的计算机程序产品。当由处理器504执 行时，控制逻辑使处理器504执行这里所述的本发明的功能。在利用 软件实现本发明的另一典型实施例中，可以将软件存储在计算机程序 产品中，并利用移动存储驱动器514、硬盘驱动器512或通信接口524 将其加载到计算机系统500中。当由处理器504执行时，控制逻辑(软 件)使处理器504执行这里所述的本发明的功能。
在另一实施例中，主要以硬件实现本发明，例如，利用如特定用 途集成电路(ASIC)或一个或多个状态机等硬件组件。实现硬件状态 机以执行这里所描述的功能对本领域的普通技术人员而言是显而易见 的。
在另一典型实施例中，利用硬件和软件的组合来实现本发明。
图6是示出了根据本发明典型实施例的典型工作流处理的示意图 600的典型实施例。示意图600的工作流处理包括现场运营商602、智 能数据工作流管理员604、3D实验室606、网站608和定制用户610 之间的工作流。示意图600的工作流处理从现场运营商602开始，从 其向网站608上载MIP数据，如步骤612所示。由智能数据工作流管 理员604从网站608中检索数据，如步骤614所示。由智能数据工作 流管理员604产生图形MIP日志，并上载到网站608的客户端登录部 分，如步骤616所示。同时，将MIP数据添加到数据库中，以便进行 统计分析，如步骤618和步骤620所示，向3D实验室606请求开始分 析。3D实验室606在步骤622中执行统计分析。对于本领域普通技术 人员清楚的是，可以执行多种统计分析。例如，处理可以包括计算平 均值、标准偏差、克里格法(Kriging)、相关分析、差值、外推等。 然后，3D实验室606可以产生3D模型，如步骤624所示。然后，3D 实验室606可以进行网络广播，客户端定制用户610对3D模型进行微 调，如步骤626所示。然后，可以由3D实验室606创建最终传输结果， 如步骤628所示。然后，3D实验室606可以将传输结果上载到网站608 的客户端登录部分，如步骤630所示。然后，3D实验室606可以向智 能数据工作流管理员604提供完成通知，如步骤632所示。然后，智 能数据工作流管理员604可以向定制用户610提供关于完成和数据可 以在网站的客户端登录部分上得到的通知，如步骤634所示。最后， 智能数据工作流管理员604可以向定制客户610提供硬拷贝的传递(如 果可用的话)，如步骤636所示。
图7是示出了根据本发明的整体智能数据解决方案体系结构系统 处理的示意图700的典型实施例。智能解决方案工作区702包括数据 库应用程序712、数学应用程序714、3D应用程序716和可比较表718。 智能解决方案工作区702还包括网络接口710，用于通过无线接口710 与服务对方工作区704进行信息通信。服务对方工作区704包括智能 数据软件720、策略负责人设备722和商业设备724。客户工作区706 也可以与智能解决方案工作区702进行交互，如示意图700中的双向 箭头所示。客户工作区706包括风险评估726、后续项目设计728和 管理评阅730。
图8A示出了根据本发明的典型、传统MIP数据获取系统的示意 图800的典型实施例。示意图800的典型MIP系统包括MIP探头810 (如‘956专利中所公开的MIP)、MIP控制器802、检测器系统804 和与MIP控制器802和检测器系统804相连的数据获取模块806。MIP 探头810通过中继线和连接808与MIP控制器802和检测器系统804 相连。数据获取模块806以数据流的形式获取其输入和输出数据。
图8B示出了根据本发明典型实施例的改进MIP环境数据获取和 分析系统的示意图810的典型实施例。示意图810的改进MIP系统包 括通过中继线和连接808与MIP控制器802和检测器系统814相连的 增强MIP探头400。增强检测器系统814以包括以下参照图9A和9B 进一步描述的增强扫描解决方案模块检测器系统816。检测器系统814 和MIP控制器802再次与数据获取模块806相连。数据获取模块806 的输出与如示意图810所示的增强智能数据分析系统702相连。增强 智能数据分析系统702可以接收另一输入传感器818，其可以来自或 不来自集成在MIP探头812中的传感器。例如，其他传感器818的示 例包括激光诱导荧光(LIF)、紫外诱导荧光(UVF)、聚合物和光晕探 头(haloprobe)。增强智能数据分析系统702还可以接收其他输入数 据集合，如能量(爆炸)数据、计算机辅助设计(CAD)制图数据、地 下水(GW)数据(参见图12B)和地理信息系统(GIS)数据。
图9A是示出了传统检测系统的功能性的示意图900的典型实施 例。示意图900的检测系统以中继线808将MIP(未示出)与干燥器 914相连为开始。干燥器914传统上与检测器804相连。检测器依次 与排气器916相连。不幸地，与以下参照图9B和9C进一步描述的本 发明相比，传统系统在其处理上是受到限制的、不灵活的和按顺序的。
图9B是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块816的高度 示意图901的典型实施例。增强扫描解决方案模块816提供了以下特 征：使检测器处理自动化，包括软件控制、电子、流程控制和气动系 统。在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816可以提供运营商选 择、样本分析以导致化学物种形成、降低检测器电平和传统上不能提 供的针对化合物的性能。在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816 可以在输入中继线808时，从如图8B所示的MIP 400接收运载气体。 在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816可以包括几个子系统， 例如包括以下子系统中的一个或多个：干燥器输入/输出子系统902、 环路输入/输出子系统904、收集器输入/输出子系统906、流速率控制 子系统908、压力控制子系统910和检测器选择子系统912。
图9C是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块816的详细 示意图913的典型实施例。增强扫描解决方案模块816可以在流速率 控制系统908处，从MIP 400接收中继线808上的运载气体。流速率 控制系统908可以包括以下功能中的一个或多个：信号处理、电动/ 气动阀控制、开关阀、手动模式开关和软件控制。流速率控制系统908 可以通过选入或选出特定的检测子系统来实现定制工作流。例如，典 型的子系统可以包括检测器子系统912、旁路模块911、干燥器/潮气 分离器子系统902、采样子系统918、压力控制子系统910和压力源 909、气动源子系统908、排气器916、软件控制子系统905和电源915。
典型实施例中的采样子系统918可以包括以下任意部件：样本环 路920、吸收收集器922和气体色谱注入端口921。在典型实施例中， 可以对采样子系统进行软件控制。
为了校准系统，在典型实施例中，可以使入示踪气体等可选校准 材料筒系统，并测量和分析结果，并用于校准和归一化进程。
在典型实施例中，检测器子系统912可以包括多种检测器中的任 意检测器，如气体色谱、红外(IR)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱和 化学检测器。检测器子系统可以与排气器916、压力控制子系统918、 软件控制系统905和流控制系统908相连。从检测器812的输出，向 排气器916提供输入。从采样模块918提供输出，作为样本环路920 和集中收集器922的输入。
例如，旁路模块911可以进行旁路检测。
干燥器/潮气分离器子系统902可以用于通过可控软件将其送入 干燥器或从中取出，并可以在用户进行选择时，临时包括在处理中。
压力控制子系统910和压力源909可以向系统提供反压。可以将 压力添加到以下任意处理中：检测器子系统912、旁路模块911、干燥 器/潮气分离器子系统902和采样子系统918。
例如，气动源子系统908可以包括纯化He或Ni，并可以用在阀 控制中。可以对气动源子系统908进行软件控制。软件控制系统905 可以监视压力，并能够控制出口选项。
软件控制子系统905可以提供多种功能，例如，包括以下的任意 功能：定时、序列产生、阀控制、监视、显示数据、记录数据日志以 及记录数据。
电源915可以为电组件供电。在典型实施例中，可以使用12V DC 电池电源。
利用增强扫描解决方案模块816，用户可以指定用户定向检测处 理。例如，可以将集中收集器的输出发送给检测器，或第二系统上的 检测器，例如化学分析检测器等。作为另一示例，利用本发明，对干 燥器的使用是可选的。因此，如这些示例所述，用户可以临时定向定 制检测处理，允许对检测处理的交互式改变。
图10A是示出了根据本发明的硬件系统结构的典型示意图100的 典型实施例。示意图100包括位于移动设备1002a处的用户206a，在 网络1004上，通过提供典型增强智能数据分析客户端-服务器系统的 网络服务器1006a、1006b与增强智能数据分析系统应用服务器1010a、 1010b进行通信，以便在数据库1008上对数据进行存取。如果被许可， 则用户206a可以通过软件链路208和浏览器链路210实现访问。其他 用户档案存储器206b、取景器206c和收集器202。
图10B示出了根据本发明的增强智能数据分析系统702的典型实 施例。增强智能数据分析系统702包括应用服务提供商(ASP)1010， 多个用户206a可以通过其付费地共享ASP的应用服务器1010a、1010b 的使用。增强智能数据分析系统702的典型实施例可以包括多个子系 统模块，例如，包括数据库管理系统1008和存储/检索/搜索查询子系 统1012、处理子系统1014、算法模块1016、格式化模块1018、3D/2D 可视化1020、和通信协议1022、网络传递1024、网络广播1026、现 场无线传递1028和无线接收器1030。
图11示出了根据本发明的典型自持便携式传感器系统1100的典 型实施例。如图所示，典型自持便携式传感器系统1100可以包括轮子 1104、电源1102、通信接口1108、收发器1106、MIP控制器802、检 测器系统812和增强扫描解决方案模块816。典型自持便携式传感器 系统1100可以是模块化的，包括冗余和容错特征，如用于支持电源 1102的备用电池或发电机，是便携式的以便易于在现场使用，并且是 自持式的以允许容易的组装和拆卸，这是由于需要最小的组装/重新组 装。
图12A是示出了根据本发明的智能数据库系统的典型实施例的示 意图。如图所示，可以对原始数据进行分析和处理，以创建输出，如 所示示例性图形再现。数据库可以向浏览器和/或无线移动设备张贴可 访问的多种报告和传递结果。
图12B是示出了来自根据本发明的智能数据库系统的输出的典型 实施例的示意图。左上图示出了环境污染场所对地下水井数据集合的 典型3D视频，示出了外部数据与已处理数据分析可视化再现的组合。 右下图示出了地下水样本与连续传感器轮廓数据的比较，示出了外部 数据与已处理数据分析可视化再现的另一组合。
图12C是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的网络登录窗口的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
图12D是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的制造设备的网络窗口示出典型结果文件的典型实施例的浏览 器的图形用户接口。
图12E是示出了根据本发明的浏览器窗口示出典型可选结果文件 的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
本发明的典型实施例参照无线网络。现在，将对能够用于实现本 发明的典型实施例的多种典型无线网络技术进行简要的讨论。典型的 无线网络技术类型包括IrDA无线技术、城域和广域无线联网技术(如 MMDS、卫星等)以及多种无线短距离射频(RF)技术(如蓝牙、SWAP、 “无线保真”(Wi-Fi)、IEEE标准802.11b、IEEE 802.11a和802.11g 以及超宽带(UWB))。当然，也可以使用多种其他无线技术中的任意技 术，应当理解以上所列出的示例并非穷举。
IrDA是由此标准由其而得名的红外数据协会所公布的用于使设 备利用红外光脉冲来进行通信的方法。IrDA通常是电视遥控操作的手 段。由于所有遥控都利用此标准，来自一个制造商的遥控器可以控制 来自另一制造商的设备。由于IrDA设备使用红外光，其依赖于彼此间 能够直视。尽管目前基于IrDA的系统能够以4兆比特每秒(Mbps)的 速度传输数据，需要直视意味着在用户想要同步的每间办公室中需要 接入点，限制IrDA网络在一些环境中的用途。蓝牙是短距离无线射频 (RF)新兴无线技术的示例，确信能够统一几种无线技术在低功率射 频(RF)网络中的应用。蓝牙并不预计能够代替对计算机之间的高速 数据网络的需要。蓝牙在2.45吉赫兹的频率上进行通信，该频率已经 被工业、科学和医学设备(ISM)的国际协议所预留。
其他短距离无线RF技术的示例包括SWAP和Wi-Fi。SWAP和Wi-Fi 规范基于原始电气和电子工程师学会(IEEE)无线局域网(LAN)规范， 已知为IEEE标准802.11。家庭射频(RF)(HomeRF)发展了共享无线 接入协议(SWAP)无线标准。无线以太网兼容性联盟(WECA)提倡所 谓的“无线保真”(Wi-Fi)，其是IEEE标准802.11b的派生物。原始 的IEEE标准802.11指定了无线LAN设备之间的两种通信方式，并允 许最高2Mbps的速度。IEEE标准802.11通信方法、直接序列扩谱 (DSSS)和跳频扩谱(FHSS)都应用了频移键控(FSK)技术。而且， DSSS和FHSS基于2.4吉赫兹(GHz)频率范围内的扩谱无线电波。家 庭RF的SWAP组合了用于支持同步数据传递和带有冲突规避的载波侦 听多路存取(CSMA/CA)服务(得自于IEEE标准802.11)的DECT、时 分多址(TDMA)语音服务。WECA的Wi-Fi标准提供了IEEE标准802.11b 标准无线LAN兼容无线通信技术。
UWB是另一种短距离RF无线通信系统，利用时域上的小能量脉冲， 其在频域上扩展为非常宽的带宽，并以噪声幅度量级的非常低的功率 电平来进行传输。可以对脉冲进行编码以携带信息，例如通过在时域 上区分脉冲的到达定时。
IV.结论
尽管上面已经描述了本发明的多种实施例，应当理解的是只作为 示例来呈现这些实施例，并非对本发明的限制。本领域的普通技术人 员应当清楚的是，可以进行形式和细节上的多种改变，而不偏离本发 明的精神和范围。事实上，在阅读这里的描述之后，本领域的普通技 术人员将清楚如何以替代的实施例来实现本发明。
本发明的方法和计算机程序产品允许客户端获得更为快速和可 靠的传感器技术、快速计算分析和无线数据传输的最新进步的有益效 果，在比传统方式可能更短的时间内，创建场所下方的水文地质学和 污染的诊断图像；评估财产的事务处理和健康风险；避免下游成本； 并完成事务处理，或结案。智能数据处理能够每天收集比传统方法多 得多的数据，以近似实时的方式提供数据以便及时进行决策，并按照 容易使用的格式提供数据。
在典型实施例中，利用智能数据系统来迅速处理对地下的可靠定 性。可以更为有效地实现场所评估，因为本发明所产生的智能数据具 有更高的分辨率，所以将做出更少的解译错误，并立即可用，并能够 以每日为基础来进行处理和绘制数据地图。因此，可以将结果用于直 到下一天的活动。根据本发明典型实施例的智能数据系统还能极大地 降低补救成本，因为本系统提供了与场所水文地质学有关的化学事件 的更为集中的图像。
在典型实施例中，智能数据系统包括用于存储从多个场所收集到 的聚集数据的数据库。在典型实施例中，智能数据系统获取原始数据， 聚集来自MIP系统、来自气体色谱分析、来自地理位置、来自其他传 感器的数据和其他数据集合。智能数据系统可以处理原始数据以精炼 所述数据，能够对获取过程中的变化进行归一化，并能够对数据进行 质量保证分析。
例如，对变化的归一化处理可以补偿膜性能或条件的漂移、补偿 实际地下条件的变化，如化学浓度和土壤水矩阵等。处理可以包括分 析数据的相对质量和功效。处理系统可以分析并说明压力、流速、检 测器条件(可以说明漂移，并可以利用示踪气体等进行校准)、探头深 度(流体静力学)和由于分析/电学系统所引起的基线噪声的变化。
可以挖掘和处理数据，例如包括利用3D可视化技术，并可以近 似实时地传递到现场，以便由现场人员通过应用服务提供商(ASP)、 基于网络的接口和无线设备接入等进行访问。可以将视频用于表示随 时间的变化。
可以从多个场所聚集数据，并将其用作风险和性能的预测手段。
I.概述
本发明提供了一种用于源区污染数据获取、分析和处理的系统、 方法和计算机程序。
包括财产所有者、贷款机构、承保人和顾问工程师的组织看重更 低的成本、更短的项目周期和管理及金融承保人批准的迅速。
如上所述，传统的环境调查和清理经济由数据获取的高成本和延 迟所左右。这导致了设计较差且昂贵的工程解决方案和无效的清理。 本发明的智能数据工具以部分时间和成本提供了几十到一百倍的数 据。更为准确地说，智能数据分析、显示和报告服务将此数据变为高 效率的、面向决策的信息，对于财产所有者具有降低30～50％成本的 净收益和更好质量和更快速的产出。
本发明提供了多级数值产生：
·财产所有者-调查和清理的低成本、更快的循环时间和更低 的保险成本；
·顾问工程师-多10到100倍的数据，导致了低成本的更为 有效的清理；
·承保人-更为详细的信息，导致了较少的不确定性和风险；
·服务伙伴-销售上显著的增长，更高的利润空间；以及
·策略出资人-能够以边缘技术(cutting-edge technology) 使用大量高质量的服务提供商。
此外，本发明的方案实质上降低了与财产的环境特性相关联的不 确定性。这反过来加速了财产事务处理，并降低了环境保险的保险费。 对此市场的研究表明环境保险保险费和担保需求的40到60％来源于环 境评估的不确定性。智能数据提供了全面量化和环境条件的易于理解 的3D显示(参见图3)，其实质上提高了潜在问题的清晰度和可视性， 改进了决策，并降低了风险。
现在，将根据上述示例，对本发明进行更为详细的描述。这只是 为了方便起见，而并非限制本发明的应用。实际上，在阅读了以下描 述之后，本领域的技术人员将清楚如何在替代实施例中实现以下发明。 例如，通过与原地传感器、地理标注定位、向基站无线传送数据、通 过因特网传送数据、计算软件以及交互式网站上的显示相结合，本发 明可以用于对易挥发有机化合物的补救的现场性能监视。
本发明还可以用于获取与内陆水体的化学和物理参数有关的大 量地理标注数据。反过来，此数据可用于监视生态系统、环境污染和 船只和车辆的排放是否符合要求。
II.系统操作
A.过程
本发明的方法和计算机程序产品采用环境数据获取和传递的惟 一端到端处理，如图1所示。图1示出了典型实施例中，可以执行以 下一个或多个步骤的典型过程：
1、利用原地直接读取传感器来获取数据参数；
2、对地球表面指定点的每个数据参数进行地理标注，从而产生 地理参考传感器阵列，如步骤102中所示；
3、通过如步骤104所示的无线通信链路等一个或多个通信网络 链路传输数据参数，以及通过如步骤106所示的因特网等网络传输至 位于如应用服务提供商(ASP)处的数据库，以便进行分析和显示，利 用通信链路，并通过如步骤108所示的数据库接口，将稍后的访问和 查询存储在数据库中；
数据分析和处理的执行包括计算、图形格式的可视化、形成地图 和以二维和三维格式进行显示，利用步骤110所示的分析/计算软件， 并创建交互式2D、3D和nD(如时延视频)可视输出，如步骤112所 示。额外的计算可以包括如化学混合物的总质量、受影响的土壤和地 下水的体积、化合物识别、移动成本、和/或利用“仪表盘”型显示器 的敏感度分析。在典型实施例中，智能数据系统可以包括用于存储原 始数据、分析数据和从多个场所收集到的聚集数据的数据库。读者可 以参考图1、8B、10B和12A，给出了与根据本发明的智能数据系统有 关的更为详细的讨论。在典型实施例中，智能数据系统可以获取原始 数据，如聚集来自MIP系统、来自气体色谱分析、来自地理位置、来 自其他传感器和来自其他数据集合的数据。智能数据系统可以处理原 始数据以精炼数据，可以对获取中的变化进行归一化，并可以对数据 执行质量确保分析。例如，对变化进行归一化的处理可以补偿膜性能 或条件的漂移，以及补偿实际地下条件的变化，如化学浓度和土壤水 矩阵。处理可以包括分析数据的相对质量和功效。处理系统可以分析 并统计压力、流速、检测器条件(可以说明漂移，并可以利用示踪气 体等进行校准)、探头深度(流体静力学)和由于分析/电学系统所引 起的基线噪声的变化。可以挖掘和处理数据，例如包括利用3D可视化 技术(步骤112)，并可以近似实时地传递到现场，以便由现场人员通 过应用服务提供商(ASP)、基于网络的接口和无线设备接入等进行访 问(步骤114、116、118)。可以将视频用于表示随时间的变化。
4、将数据聚集到比较数据库中，利用如步骤118所示的数据库 接口，并基于地质和污染条件向用户提供对多个场所的相对分析，包 括如步骤114所示的交互式显示。可以从多个场所聚集数据，并可以 用作风险和性能的预测手段。
5、通过如安全因特网网站来张贴完整的数据分析，用于交互式 访问，并用于由获准的个人进行查看，可以如步骤114所示。
6、通过如因特网等将完成的数据分析传输回源区，以便进行决 策和处理变化，可以如步骤116所示。
7、利用无线通信设备有利于传感器输出与因特网的连接，可以 在典型实施例中提供，如步骤104、118所示。当然，也可以使用有线 通信链路，在该链路可用的范围内。
B.商业过程
在典型实施例中，实体可以利用商业过程来实现和提供利用本发 明的智能数据系统、方法和计算机程序产品的销售服务。此商业过程 的典型实施例如图2所示，包括执行以下一个或多个步骤：
1、配备和训练被许可运营商(“用户”)202，利用智能数据系统 来执行远程地点的传感器数据获取。在典型实施例中，这些运营商可 以通过支付一次性配置费用来获得许可和训练；通过支付日常运行订 阅费来访问本发明的分析软件和数据仓储服务；和/或通过支付单独项 目费用，该费用可能根据分析、显示和顾客所需的输送能力的数量而 变化。被许可运营商202可以按收费方式或收入分成方式来提供数据 获取和传输服务。
2、可以提供通过软件链路向由该实体运行的网站传输数据，如 典型实施例所示，利用私有软件链路208。
3、如图所示，许可人204可以允许实体利用根据本发明的方法 的计算软了来进行数据分析。在典型实施例中，可以采用应用服务提 供商(ASP)模型，如参照图10B所示，以下将进一步讨论。在典型实 施例中，可以通过购买ASP的服务来顶替应当支付给ASP的费用。这 种费用可以是一次性费用、周期性费用、捆绑费用和/或订阅费用。
4、许可人204可以执行将数据聚集到比较数据库中，如可以从 美国马里兰州黑尔索普(Halethorpe)的哥伦比亚技术公司得到的哥 伦比亚技术环境比较知识库(ECK)，向用户提供了基于地质和污染条 件对多个场所的相对分析。
5、向交互式网站206张贴和传递交互式二维和三维可视化(如 图3所示，可视化300具有以x轴308表示的x方向上的一个维度、 以y轴314表示的y方向上的另一维度、以z轴306表示的z方向上 的另一维度)和关键工程设计数据，可以由实体来运行，并可以由许 可人204来操作。可以利用如因特网浏览器等浏览器和/或超文本标识 语言(HTML)链路来访问可视化和数据。例如，如图3所示，可视化 可以包括表示从何处获得MIP探头样本的3D空间地图上的地理标注地 点。可以采用彩色编码，如颜色带指示符310所示。可以采用地理信 息系统作为显示数据的方法，再现、截面转换、360度电影、体积计 算、形成3D表面区域轮廓地图、污染羽状空间对地下水(ground water， GW)井的3D视频、连续传感器轮廓的GW样本的图形比较。
6、向许可客户端206和/或被许可访问的其他客户端传递每个项 目的软件、可视显示、工程数据和纸件结果报告。
C.增强膜界面探头(MIP)
在本发明的典型实施例中，可以利用从美国堪萨斯州萨莱纳 (Salina)的GEOPROBE SYSTEMS，INC.得到的、且如美国专利No. 5,639,956(‘956专利)所述的膜界面探头(MIP)，作为智能数据系 统的一部分，以便将易挥发的有机化合物从地下传送到表面，利用化 学传感器进行测量。这里将‘956专利的全部一并作为参考。下面， 参照图4A～4D对改进MIP 402的典型实施例进行描述。‘956专利中 所描述的MIP可以包括双极导电性传感器410，用于现场测量导电性， 作为土壤颗粒尺寸的指示。可以利用水压或气压反作用重力或锤子， 将探头击打或锤击到地下。
图4A示出了在本发明的典型实施例中、对其进行增强以包括多 个有用特征的MIP 400。当然，在本发明的替代典型实施例中，可以 修改MIP 400以包括下述多个有用特征的任意组合。例如，在本发明 的典型实施例中，可以重新设计和增强MIP 400，以包含以下一个或 多个有利特征，如图4A所示。
1、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括外圆筒组件402，其 可以包括比传统可用探头更大直径的探头(2.125英寸)，如图4的示 意图400所示，以便直接与较大直径的杆403相连。大直径杆403可 以显著增加驱动杆柱的屈服强度，从而允许杆与更腔的挤压/锤击系统 一起使用，以及用在驱动杆柱具有较低侧壁支撑的情况下。
2、在典型实施例中，可以按照可拆卸、多子系统、现场可更换 的模块化方式重新设计增强MIP探头400，如图4A～4D所示。如图所 示，MIP 400包括外圆筒组件402，如图4D详细所示，包括其中能够 与内芯圆筒组件404紧密相连的空腔，内芯圆筒组件404如图4C详细 所示。可以形成内芯圆筒组件404以容纳现场可更换筒形加热器元件 406。加热器406用于加热膜408周围的区域，以下将详细描述。还增 强MIP 400以包括多个外部水密连接412。水密连接412包括多个得 自于水下电缆应用的组件。水密连接412包括隔板电连接器410、线 内电连接器414和接头416。隔板电连接器410可以是SEA CON LSG-6-BC-HP，以及线内电连接器414可以是SEA CON RMG-6-FS线内 连接器，可以从美国加利福尼亚州圣地亚哥的SEA CON Brantner & Associates公司得到。还示出了外部气体连接，包括气体子组件422 以及入口和出口气体套圈连接424。增强MIP 400以包括可拆卸导电 性探头前端组件418，具有双极426和线428以及帽螺钉430，在与外 圆筒组件402相连时，将前端组件418保持在适当的位置。图4D的示 意图460包括示出了典型的三渗透膜实施例的增强MIP 400的典型外 圆筒组件的纵向截面(上部)、侧向截面A-A(中间偏左)、典型渗透 膜处的O形环部分的扇形截面(细节A)和典型渗透膜的外视图(底 部中间)和细节B。
3、在典型实施例中，与如‘956专利中所示的单一渗透膜408等 传统MIP探头相比，增强MIP 400可以包括增加数量(两个或更多) 的渗透膜408。如图4A的典型实施例所示，两个或更多渗透膜408， 如三个(图4A和4B所示的408a、408b、408c)用于提供更多的周围 传感和在每个给定的时间段内，由探头402收集两倍、三倍或更多倍 易挥发有机物质的可能性。在如图4B所示的典型实施例中，渗透膜 408a、408b和408c可以提供比MIP探头400的传统版本改进的周围 环境覆盖率。图4B所示的示意图440示出了包括增强MIP探头400 的典型制造容差和横截面的典型实施例。在典型实施例中，示意图400 包括两个横截面，示出了本发明的典型气体连接端口(左侧中间)和 典型的三渗透膜实施例(细节A、右侧中间)、和示出了典型O形环端 口(细节A)和单一渗透膜的扇形横截面。与先前的探头相比，质量 流的增加可以极大地提高探头400的检测能力。例如，利用三个气体 渗透膜而不是1个可以产生三倍的物质传送到探头中。O形环端口402 可以容纳O形环，如从美国肯塔基州莱克星顿(Lexington)的PARKER HANNIFIN CORPORATION、O形环分部得到的MS16142 O形环。使如图 4C所示的内芯圆筒组件404容纳加热器元件406，允许其膨胀。图4C 示出了示意图450，在典型实施例中，分别包括侧视图(底部)和两 个截面A-A(中间)和B-B(顶部)，示出了具有用作气体通道的O形 环槽的内芯圆筒组件404，其中O形环用于密封气体通道。
4、在典型实施例中，通过对探头体和机械连接424和电连接410、 411、416的主要重新设计，增强MIP 400可以包括一体化水密集成件， 因为进水已经成为早期探头故障的主要因素。
5、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括更简单的设计以允 许单个组件(如加热器系统416等)的现场维修和更换。目前，传统 探头的任何组件的故障都需要整体更换探头，增加了操作的成本和延 时。如上所述，增强探头400的多个模块和子系统允许对故障组件的 现场更换。
6、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括将小型可拆卸收集 器直接集成到探头中，用于易挥发有机化合物的收集和集中。可拆卸 收集器特征可以允许对化合物的更低(更优)检测水平以及通过后运 行色谱分析对化合物的特定识别。
7、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括一体化加热传送线， 从探头体到表面检测器套，以最小化易挥发有机化合物在冷传送线中 的流动损耗。如图所示，探头可以具有定制加热器元件406，具有中 空导管和接地导管。可以提供加热器筒形插孔406。
8、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括检测器套和专门配 置用于MIP应用的样本导入系统。此特征可以减小整体设备面积和成 本；实现校准/示踪气体的导入；以及实现易挥发有机气体流的同时采 样，以进行即时的色谱分析。参见图9A和9B，以及参照这些附图而 给出的对增强扫描解决方案模块的讨论。
9、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括集成全球定位系统 (GPS)接收器和数据获取系统，以与易挥发有机化合物的样本数据同 时实现采样点的定位。智能集成GPS探头可以更容易地实现对所捕获 的样本数据的紧密集成地理标注。
10、在另一典型实施例中，增强MIP 400可以包括将无线数据传 送通信设备与数据获取系统进行集成，以实现向基站的近似实时的数 据传送，以便随后的分析和显示。在典型实施例中，无线数据传送通 信设备可以包括用于无线传输的收发器硬件。通信协议软件应用程序 组可以与收发器硬件特征一起提供多种功能。在典型实施例中，无线 通信设备可以兼容IEEE 802.11无线局域网。在另一典型实施例中， 可以使用其他无线硬件和软件协议，如超宽带(UWB)、蜂窝、全球移 动电话系统(GSM)、码分多址(CDMA)、正交频分多址(FDMA)、蜂窝 数字分组数据(CDPD)、或其他无线协议和技术。
11、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供移动计算/通 信设备，在典型实施例中，其可以是手持的，以及可以包括图形显示 和控制模块，用于系统操作和数据获取。移动计算/通信设备特征增强 了运营商在现场采样事件期间的移动性。在一个典型实施例中，移动 设备可以是便携式设备，例如，如图11所示的自持便携式传感器系统。
12、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供在MIP采样和 登记事件期间同时收集和集中易挥发有机化合物。同时收集和集中易 挥发化合物能够实现对所检测到的易挥发有机化合物的近似实时的特 定识别。
13、在典型实施例中，增强MIP 400可以包括提供对探头系统的 校准，利用如内部标准等色谱方法。
D.项目管理
能力：
·网络接口
·基于用户的访问等级
·维护多个项目
·维护项目历史
·创建新的项目
·上载文件
·与现场计算机实时通信
对上述问题的解决方案是智能项目维护、数据获取和分析处理。 可以通过按照新颖的方式组合多种技术和进程来实现本发明的处理。 完整的解决方案从项目维护延伸到最终结果显示。在本发明之前，并 不存在这种解决方案。
项目维护可以通过网络接口得到。此接口允许项目管理者创建新 的任务并上载项目信息以便分配给现场计算机，利用如无线通信链路 等技术。网络接口也可以服务于项目管理者的集中项目计划(“项目中 心”)。在网络接口处，项目管理者能够最多以分钟为单位地跟踪工作 的进度，允许项目管理者在实时的环境下对项目计划进行重大改变和 调整。通过通信链路，可以将对项目计划的改变理解传往现场，传送 到如无线现场计算机等移动设备。项目管理者可以通过网络接口同时 维护无限数量的项目。
网络接口的主要特征可以包括状态“仪表盘”，可以向项目管理 者精确显示项目的进展情况。所述系统还可以包括由项目改变触发的 电子邮件通知，其中可以实施电子邮件通知，向项目管理者警告改变。 现场人员也可以通过网络接口对问题和请求更换部件进行通信，使网 络接口成为远程项目维护的完整解决方案。
E.传感器及其与现场计算机的链接
能力：
·网络接口
为了满足对采样点更为完整的信息的需要，可以在现场，在如无 线手持计算机等移动设备上对项目信息进行访问。在操作按钮，移动 设备的运营商可以得到如现场地图等信息。项目管理者也可以利用网 络接口对此信息进行远程更新。现场运营商也可以根据需要对项目进 行临时的特别修改。这些修改将被传输回项目管理地点，可以向项目 管理者发出警告。进行现场决策而又不失去项目计划紧凑性的能力是 完整解决方案的重要组件。
在数据收集处理期间，可以通过用作专家系统的现场计算机来指 导运营商，向任何运营商传递“最佳实现”，而与经验无关。运营商能 够完全地使用包括所建议的采样点的地点在内的所有场所信息。先进 的传感器设备能够在收集处理期间，与现场计算机进行接口，提供可 视反馈和数据存储/检索。
F.到全球卫星定位(GPS)接收器的链路
能力：
·米级以下的精度
·海拔高度
·通过标准个人计算机(PC)通信端口(COM(RS-232串口))、 LPT(并口)、USB(通用串行总线)进行通信
·形成地点数据流
在数据收集阶段期间，现场计算机也可以与全球卫星定位(GPS) 天线相连。GPS可以允许现场运营商精确地定位任何作为预先加载的 场所计划的一部分的预定地点。当前，也可以使用替代的地点定位系 统，应用传统的解决方案，如三角测量和卫星发射器地点系统。GPS 还可以提供由于意料之外的障碍而调整地点的能力，而不会丢失最终 输出的地点精确性。GPS能力还可以消除对由第三方测量场所的需要， 从而实现了对整体处理的时间和成本的缩减，在没有本发明时，由第 三方对场所进行测量通常是规范的作法。GPS数据可以与所有收集到 的数据作为完整的分组一起传输。然后，将分组信息并入网络接口上 的“仪表盘”，以显示进度。
通过与地理二维(2D)坐标一起提供海拔高度信息，可以将显示 样式添加为三维(3D)图像，得到了场所及其地下行为的更为“真实” 的画面。根据本发明图3所示的本发明的典型实施例，提供了典型的 3D可视化再现。
G.数据传输处理
能力：
·超文本传送协议(HTTP)POST
·HTTP GET
·传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)
·简单邮件传送协议(SMTP)
·文件传送协议(FTP)
可以通过如图10A所示的通信网络1004来传输数据。可以通过 可用的无线通信链路来传输数据。如果无线接入不可用，系统可以等 同地通过包括拨号连接等的任何传统方法或通过与协议通信软件应用 程序组一起的其他直接网络连接与主系统相连。由于多种无线通信技 术可用，并不需要一成不变的解决方案。本发明典型实施例中的解决 方案包括综合开放软件国际(OSI)层4、传送层TCP，构建在基于标 准的协议组上，利用无线设备和网络所使用的内在能力。因此，大体 上可以忽略OSI层2、链路层、如以太网等或其他媒体接入控制(MAC) 协议，从而可以使本发明的方法最大程度地不受技术改变的影响。传 送协议层基于标准因特网协议、传输控制程序(TCP)。由于这种能力 并不存在于所有数据网络中，可以采用现场计算机的轮询(polling)， 作为从主系统获取更新信息的手段。
H.数据库
能力：
·关系数据库
·支持标准结构查询语言(SQL)查询工具
·支持开放式数据库互连性(ODBC)兼容数据库
·可扩展性
当新数据被传输到主系统时，可以将数据存储在数据库中，位于 其父项目之下。可以按照父/子关系来组织所有数据(顾客→项目→数 据)。
I.分析
能力：
·模块化
·去除基线漂移
·在样本间对数据进行归一化
·输出到数据库
·用于“平滑”结果的多次分析
·模式识别
·与外部数据的交叉分析
·场所、地质和化学比较
·风险估价和评估
在已经收集到足够数据量时，进行对数据的分析。此处理可以由 项目中的用户定义设置来管理，并可以存储在数据库中。现场运营商 也可以请求立即进行渡轮(seatrain)型分析，以指导决策处理。根 据所收集的数据的类型，可以执行多个数据“归一化”处理。可以将 归一化处理设计为校正这些异常数据，如“漂移的基线”、“温度变化”、 “基线高度峰值”、“导电性”和“大气压力”等。归一化处理可以产 生更为精确的结果，并且是处理中的重要步骤。未归一化的结果可能 会导致可信度的变化，从而可能会创建引起误导的最终结果的环境。
归一化处理可以使用历史数据作为参考，因而对于大量的样本而 言变得更为精确。
3D分析可以包括如“克里格法”(kriging)和形成表面区域轮廓 的地图等体积可能性计算。将所有分析过的数据存储在数据库中，位 于父项目以下，并可以由项目管理者将其添加到“仪表盘”中，以进 行比较分析。当完成对数据的分析时，项目管理者可以通过网络接口 得到一组新的可用工具。利用这些工具，则可以回答“必须去除多少 过重的负担才能到达源区？”的问题。
分析处理考虑了项目中所提供的所有相关信息。为了获得对结果 的进一步精炼，项目管理者可以上载这些信息，作为地下水表格和地 质数据。项目管理者可以在任何时间“强制执行”新分析，以包括新 上载的信息。
J.3维可视化、显示
能力：
·以“羽状空间”的形式显示体积数据
·对象的透明度
·覆盖计算机辅助设计(CAD)制图和其他地理信息系统(GIS) 文件格式
·计算体积和质量
·下钻(drill-down)信息弹出
·凸包网格
·北方向箭头
·概况窗口(鸟瞰图)
·客户可选颜色
·基于一致性的着色
·基于对象的编辑
·如BMP、JPG、TIF等扩展图像格式的图像输出
项目管理者可以通过网络接口选择多个“预定义的”3D可视化、 图形、输出。可以在完成分析处理时，由3D建模软件自动产生这些标 准的“视图”。然后，可以通过网络接口，使项目管理者能够使用这些 视图。项目管理者可用的另一选项可以是使专家根据所收集的数据产 生定制“视图”。专家可以使用专门设计的图形用户接口(GUI)，根据 通过分析处理所产生的数据来产生3D对象。GUI可以提供其中转接能 够将可视元件拖放到“显示屏幕”上来完成任务的简易而快速的环境。 在添加到显示屏幕上之后，专家可以通过这些能力来操纵输出。
接口允许专家在任何时刻创建显示屏幕的“屏幕截影”。可以将 这些屏幕截影保存为图像(如位图)和能够3D操作的“显示对象”。 可以利用取景器旋转和缩放这些3D对象，但只能由专家进行改变。这 可以提供分发3D图像的有力工具，允许最终用户对视图进行微调，并 确保重要信息的可视性。
3D建模系统也可以产生各种主要格式(如MPEG、AVI、MOV等) 的高质量影像。可以根据用户的偏好，在网络上、或在CD只读存储器 (CD-ROM)或数字通用盘(DVD)上电子地提供输出。
K.交互式显示
能力：
·TCP/IP上的服务器/客户端通信
·实时远程控制
·将数据保存在服务器和客户端上
·基于允许的客户端控制
·通过ODBC读取数据库
·ActiveX
·支持56kps连接速度
·基于可用数据的对象库
·多个客户端与一个服务器相连
·在服务器上示出多个客户端屏幕分辨率
·服务器上的客户端连接仪表盘
3D建模处理的重要部分是最终用户的交互。通过最终用户的“客 户端软件”与专家的“服务器软件”的现场交互，最终用户可以在创 建最终产品中发挥积极作用。两个系统之间的链路可以运行在TCP/IP 连接上。最终用户可以看到与专家所观看的相同屏幕输出，并可以具 有控制屏幕上的对象以确保协作结果的能力。专家负责如网格线和污 染羽状空间等新屏幕元素的导入。可以将每个得到的“屏幕截影”保 存在顾客的收件箱中，并可以立即在用户的系统上得到。现在，此数 据可以用于由最终用户进行观看和再次分发。可以将与所产生的屏幕 截影有关的信息保存在数据库中，并成为收费的基础。
L.移动设备—手持移动计算机
移动设备，也称为现场计算机，用于多种目的。最重要的，它是 所收集的数据与主系统之间的链路，而且还是由现场运营商使用的工 具。其包括对现场运营商的指南和“最佳实现”解决方案。通过3D 反馈机制，运营商将在现场看到来自分析和3D建模的结果。分析数据 将被及时地返回，足以用于下一采样地点的选择，从而向运营商提供 了只寻址确信对结果重要的地点。
返回到现场计算机的分析包括“下一地点”建议和通过归一化处 理产生的校准信息。实时地进行现场决策的能力极大地节省了时间和 成本。
现场计算机的示例可以包括任何移动设备，如台式、笔记本、膝 上型、小笔记本、写字板式或手持式个人计算机(PC)或个人数字助 理(PDA)。典型实施例中的现场计算机500a可以与基站计算机500b (统称为计算机500)进行无线通信。在典型实施例中，移动设备500a 可以与基站计算机设备500b进行通信，可以利用任意已知的无线通信 软件协议、收发器硬件、网络和通信链路技术，如红外数据协会(IrDA) 兼容无线技术、或短距离射频(RF)技术，如蓝牙兼容无线技术、IEEE 标准802.11兼容无线局域网，如IEEE 802.11a、b或g无线LAN、共 享无线接入协议(SWAP)兼容无线技术、无线保真(Wi-Fi)兼容无线 技术或超宽带(UWB)无线技术网络等。尽管将移动设备500a和基站 计算机设备500b描述为彼此相连，设备500a、b不需要彼此直接相连， 而可以代替地通过多种传统物理网络技术中的任何技术相连，如路由 器、网桥、网关、收发器、天线和电缆等。
III.典型实现方式
可以利用硬件、软件或其组合来实现本发明(或其任何部分或功 能)，并可以在一个或多个计算机系统或其他处理系统中实现。事实上， 在一个典型实施例中，本发明涉及能够执行这里所述功能的一个或多 个计算机系统。计算机系统500的示例如图5所示。图5示出了用于 实现本发明的典型计算机系统的方框图的典型实施例。具体地，图5 示出了优选实施例中的示例计算机500，是运行有如视窗98/2000/XP、 Linux、Solaris、OS/2、Mac/OS或UNIX等操作系统的个人计算机(PC) 系统。但是，本发明并不局限于这些平台。代替地，可以在运行适当 操作系统的任何适当计算机系统上实现本发明，如Solaris、Irix、 Linux、HPUX、OSF、视窗98、视窗NT、OS/2、Mac/OS和能够支持因 特网访问的其他操作系统。在一个典型实施例中，在如这里所讨论的 进行操作的计算机系统上实现本发明。典型的计算机系统，计算机500 如图5所示。移动设备500a可以是通信设备或计算设备，如写字板式 个人计算机(PC)、手持PC、运行针对便携PC(Pocket PC)的WINDOWS MOBILE操作系统的手持设备、小笔记本PC、笔记本PC、膝上型PC、 个人数字助理(PDA)、或如桌面PC或工作站等其他设备。尽管将典型 实施例中的移动设备500描述为移动的，但该设备不必是移动的，实 际上可以是固定的。基站设备500b可以是另一移动设备、桌面计算机 或能够与移动设备500a上的数据同步的一些其他数据源。
可以利用如图5所示的计算机来实现本发明的其他组件，如计算 设备、通信设备、电话机、个人数字助理(PDA)、便携个人计算机(PC)、 手持式个人计算机(PC)、客户端工作站、薄客户端、厚客户端、代理 服务器、网络通信服务器、远程接入设备、客户端计算机、服务器计 算机、路由器、网络服务器、数据、媒体、音频、视频、电话或成流 技术服务器(streaming technology server)等。
计算机系统500包括一个或多个处理器，如处理器504。处理器 504与通信基础设施506相连(如通信总线、交叉线(cross-over bar) 或网络)。在此典型计算机系统方面，描述了多种软件实施例。在阅读 此说明书之后，本领域的普通技术人员将清楚如何利用其他计算机系 统和/或体系结构来实现本发明。
计算机系统500可以包括转发来自通信基础设施506(或来自未 示出的帧缓冲器)的图形、文本和其他数据以便在显示单元530上进 行显示的显示接口502。
计算机系统500还包括主存储器508(优选地为随机存取存储器 (RAM))和辅助存储器510。例如，辅助存储器510可以包括硬盘驱 动器512和/或移动存储驱动器514，表示软盘驱动器、磁带驱动器、 光盘驱动器、CD(compact disc)驱动器CD-ROM等。移动存储驱动器 514按照公知的方式从和/或向移动存储单元518中进行读取和/或写 入。移动存储单元518，也称为程序存储设备或计算机程序产品，表 示软盘、磁带、光盘、CD盘等，由移动存储驱动器514进行读写。正 如所清楚的那样，移动存储单元518包括其中已经存储了计算机软件 和/或数据的计算机可用存储介质。
在替代典型实施例中，辅助存储器510可以包括其他类似的设备， 允许将计算机程序或其他指令加载到计算机系统500中。例如，这种 设备可以包括移动存储单元522和接口520。其示例可以包括程序盒 和盒式接口(如在视频游戏设备中能够找到的那些)、移动存储芯片(如 可擦除可编程只读存储器(EPROM)或可编程只读存储器(PROM)和关 联插槽、以及其他移动存储单元522和接口520，允许将软件和数据 从移动存储单元522传送到计算机系统500。
计算机500还可以包括输入设备，如但并不局限于鼠标或其他指 取设备(pointing device)，如数字转换器，键盘和其他数据输入设 备(未对其进行标记)。
计算机500还可以包括输出设备，如显示器530和显示接口502。 计算机500可以可以包括输入/输出(I/O)设备，如通信接口524、 电缆528和通信路径526。例如，可以包括网络接口卡和调制解调器 (未对其进行标记)。通信接口524允许在计算机系统500和外部设备 之间传送软件和数据。通信接口524的示例可以包括调制解调器、网 络接口(如以太网卡)、通信端口、个人计算机存储器卡国际联盟 (PCMCIA)或PCCard兼容插槽和卡等。通过通信接口524传送的软件 和数据是可以是电子的、电磁的、光的信号或能够由通信接口524接 收的其他信号的形式的。通过通信路径(如信道等)526将这些信号 528提供给通信接口524。此信道526承载信号528，并可以利用电线 或电缆、光纤、电话线、蜂窝链路、射频(RF)链路和其他通信信号 来实现。
在本文件中，术语“计算机程序介质”和“计算机可用介质”用 于统称如移动存储驱动器514、安装在硬盘驱动器512中的硬盘和信 号528等介质。这些计算机程序产品向计算机系统500提供软件。本 发明涉及这种计算机程序产品。
将包括面向对象的计算机程序的计算机程序(也称为计算机控制 逻辑)存储在主存储器508和/或辅助存储器510和/或移动存储单元 514中，也称为计算机程序产品。这种计算机程序，在执行时，使计 算机系统500能够执行这里所述的本发明的特征。实际上，计算机程 序，在执行时，使处理器504能够执行本发明的特征。因此，这种计 算机程序代表了计算机系统500的控制器。
在另一典型实施例中，本发明涉及包括其中存储有控制逻辑(计 算机软件)的计算机可读介质的计算机程序产品。当由处理器504执 行时，控制逻辑使处理器504执行这里所述的本发明的功能。在利用 软件实现本发明的另一典型实施例中，可以将软件存储在计算机程序 产品中，并利用移动存储驱动器514、硬盘驱动器512或通信接口524 将其加载到计算机系统500中。当由处理器504执行时，控制逻辑(软 件)使处理器504执行这里所述的本发明的功能。
在另一实施例中，主要以硬件实现本发明，例如，利用如特定用 途集成电路(ASIC)或一个或多个状态机等硬件组件。实现硬件状态 机以执行这里所描述的功能对本领域的普通技术人员而言是显而易见 的。
在另一典型实施例中，利用硬件和软件的组合来实现本发明。
图6是示出了根据本发明典型实施例的典型工作流处理的示意图 600的典型实施例。示意图600的工作流处理包括现场运营商602、智 能数据工作流管理员604、3D实验室606、网站608和定制用户610 之间的工作流。示意图600的工作流处理从现场运营商602开始，从 其向网站608上载MIP数据，如步骤612所示。由智能数据工作流管 理员604从网站608中检索数据，如步骤614所示。由智能数据工作 流管理员604产生图形MIP日志，并上载到网站608的客户端登录部 分，如步骤616所示。同时，将MIP数据添加到数据库中，以便进行 统计分析，如步骤618和步骤620所示，向3D实验室606请求开始分 析。3D实验室606在步骤622中执行统计分析。对于本领域普通技术 人员清楚的是，可以执行多种统计分析。例如，处理可以包括计算平 均值、标准偏差、克里格法(Kriging)、相关分析、差值、外推等。 然后，3D实验室606可以产生3D模型，如步骤624所示。然后，3D 实验室606可以进行网络广播，客户端定制用户610对3D模型进行微 调，如步骤626所示。然后，可以由3D实验室606创建最终传输结果， 如步骤628所示。然后，3D实验室606可以将传输结果上载到网站608 的客户端登录部分，如步骤630所示。然后，3D实验室606可以向智 能数据工作流管理员604提供完成通知，如步骤632所示。然后，智 能数据工作流管理员604可以向定制用户610提供关于完成和数据可 以在网站的客户端登录部分上得到的通知，如步骤634所示。最后， 智能数据工作流管理员604可以向定制客户610提供硬拷贝的传递(如 果可用的话)，如步骤636所示。
图7是示出了根据本发明的整体智能数据解决方案体系结构系统 处理的示意图700的典型实施例。智能解决方案工作区702包括数据 库应用程序712、数学应用程序714、3D应用程序716和可比较表718。 智能解决方案工作区702还包括网络接口710，用于通过无线接口710 与服务对方工作区704进行信息通信。服务对方工作区704包括智能 数据软件720、策略负责人设备722和商业设备724。客户工作区706 也可以与智能解决方案工作区702进行交互，如示意图700中的双向 箭头所示。客户工作区706包括风险评估726、后续项目设计728和 管理评阅730。
图8A示出了根据本发明的典型、传统MIP数据获取系统的示意 图800的典型实施例。示意图800的典型MIP系统包括MIP探头810 (如‘956专利中所公开的MIP)、MIP控制器802、检测器系统804 和与MIP控制器802和检测器系统804相连的数据获取模块806。MIP 探头810通过中继线和连接808与MIP控制器802和检测器系统804 相连。数据获取模块806以数据流的形式获取其输入和输出数据。
图8B示出了根据本发明典型实施例的改进MIP环境数据获取和 分析系统的示意图810的典型实施例。示意图810的改进MIP系统包 括通过中继线和连接808与MIP控制器802和检测器系统814相连的 增强MIP探头400。增强检测器系统814以包括以下参照图9A和9B 进一步描述的增强扫描解决方案模块检测器系统816。检测器系统814 和MIP控制器802再次与数据获取模块806相连。数据获取模块806 的输出与如示意图810所示的增强智能数据分析系统702相连。增强 智能数据分析系统702可以接收另一输入传感器818，其可以来自或 不来自集成在MIP探头812中的传感器。例如，其他传感器818的示 例包括激光诱导荧光(LIF)、紫外诱导荧光(UVF)、聚合物和光晕探 头(haloprobe)。增强智能数据分析系统702还可以接收其他输入数 据集合，如能量(爆炸)数据、计算机辅助设计(CAD)制图数据、地 下水(GW)数据(参见图12B)和地理信息系统(GIS)数据。
图9A是示出了传统检测系统的功能性的示意图900的典型实施 例。示意图900的检测系统以中继线808将MIP(未示出)与干燥器 914相连为开始。干燥器914传统上与检测器804相连。检测器依次 与排气器916相连。不幸地，与以下参照图9B和9C进一步描述的本 发明相比，传统系统在其处理上是受到限制的、不灵活的和按顺序的。
图9B是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块816的高度 示意图901的典型实施例。增强扫描解决方案模块816提供了以下特 征：使检测器处理自动化，包括软件控制、电子、流程控制和气动系 统。在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816可以提供运营商选 择、样本分析以导致化学物种形成、降低检测器电平和传统上不能提 供的针对化合物的性能。在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816 可以在输入中继线808时，从如图8B所示的MIP 400接收运载气体。 在典型实施例中，增强扫描解决方案模块816可以包括几个子系统， 例如包括以下子系统中的一个或多个：干燥器输入/输出子系统902、 环路输入/输出子系统904、收集器输入/输出子系统906、流速率控制 子系统908、压力控制子系统910和检测器选择子系统912。
图9C是示出了根据本发明的增强扫描解决方案模块816的详细 示意图913的典型实施例。增强扫描解决方案模块816可以在流速率 控制系统908处，从MIP 400接收中继线808上的运载气体。流速率 控制系统908可以包括以下功能中的一个或多个：信号处理、电动/ 气动阀控制、开关阀、手动模式开关和软件控制。流速率控制系统908 可以通过选入或选出特定的检测子系统来实现定制工作流。例如，典 型的子系统可以包括检测器子系统912、旁路模块911、干燥器/潮气 分离器子系统902、采样子系统918、压力控制子系统910和压力源 909、气动源子系统908、排气器916、软件控制子系统905和电源915。
典型实施例中的采样子系统918可以包括以下任意部件：样本环 路920、吸收收集器922和气体色谱注入端口921。在典型实施例中， 可以对采样子系统进行软件控制。
为了校准系统，在典型实施例中，可以使入示踪气体等可选校准 材料筒系统，并测量和分析结果，并用于校准和归一化进程。
在典型实施例中，检测器子系统912可以包括多种检测器中的任 意检测器，如气体色谱、红外(IR)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱和 化学检测器。检测器子系统可以与排气器916、压力控制子系统918、 软件控制系统905和流控制系统908相连。从检测器812的输出，向 排气器916提供输入。从采样模块918提供输出，作为样本环路920 和集中收集器922的输入。
例如，旁路模块911可以进行旁路检测。
干燥器/潮气分离器子系统902可以用于通过可控软件将其送入 干燥器或从中取出，并可以在用户进行选择时，临时包括在处理中。
压力控制子系统910和压力源909可以向系统提供反压。可以将 压力添加到以下任意处理中：检测器子系统912、旁路模块911、干燥 器/潮气分离器子系统902和采样子系统918。
例如，气动源子系统908可以包括纯化He或Ni，并可以用在阀 控制中。可以对气动源子系统908进行软件控制。软件控制系统905 可以监视压力，并能够控制出口选项。
软件控制子系统905可以提供多种功能，例如，包括以下的任意 功能：定时、序列产生、阀控制、监视、显示数据、记录数据日志以 及记录数据。
电源915可以为电组件供电。在典型实施例中，可以使用12V DC 电池电源。
利用增强扫描解决方案模块816，用户可以指定用户定向检测处 理。例如，可以将集中收集器的输出发送给检测器，或第二系统上的 检测器，例如化学分析检测器等。作为另一示例，利用本发明，对干 燥器的使用是可选的。因此，如这些示例所述，用户可以临时定向定 制检测处理，允许对检测处理的交互式改变。
图10A是示出了根据本发明的硬件系统结构的典型示意图100的 典型实施例。示意图100包括位于移动设备1002a处的用户206a，在 网络1004上，通过提供典型增强智能数据分析客户端-服务器系统的 网络服务器1006a、1006b与增强智能数据分析系统应用服务器1010a、 1010b进行通信，以便在数据库1008上对数据进行存取。如果被许可， 则用户206a可以通过软件链路208和浏览器链路210实现访问。其他 用户档案存储器206b、取景器206c和收集器202。
图10B示出了根据本发明的增强智能数据分析系统702的典型实 施例。增强智能数据分析系统702包括应用服务提供商(ASP)1010， 多个用户206a可以通过其付费地共享ASP的应用服务器1010a、1010b 的使用。增强智能数据分析系统702的典型实施例可以包括多个子系 统模块，例如，包括数据库管理系统1008和存储/检索/搜索查询子系 统1012、处理子系统1014、算法模块1016、格式化模块1018、3D/2D 可视化1020、和通信协议1022、网络传递1024、网络广播1026、现 场无线传递1028和无线接收器1030。
图11示出了根据本发明的典型自持便携式传感器系统1100的典 型实施例。如图所示，典型自持便携式传感器系统1100可以包括轮子 1104、电源1102、通信接口1108、收发器1106、MIP控制器802、检 测器系统812和增强扫描解决方案模块816。典型自持便携式传感器 系统1100可以是模块化的，包括冗余和容错特征，如用于支持电源 1102的备用电池或发电机，是便携式的以便易于在现场使用，并且是 自持式的以允许容易的组装和拆卸，这是由于需要最小的组装/重新组 装。
图12A是示出了根据本发明的智能数据库系统的典型实施例的示 意图。如图所示，可以对原始数据进行分析和处理，以创建输出，如 所示示例性图形再现。数据库可以向浏览器和/或无线移动设备张贴可 访问的多种报告和传递结果。
图12B是示出了来自根据本发明的智能数据库系统的输出的典型 实施例的示意图。左上图示出了环境污染场所对地下水井数据集合的 典型3D视频，示出了外部数据与已处理数据分析可视化再现的组合。 右下图示出了地下水样本与连续传感器轮廓数据的比较，示出了外部 数据与已处理数据分析可视化再现的另一组合。
图12C是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的网络登录窗口的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
图12D是示出了提供对根据本发明的智能数据库系统的访问的演 示公司的制造设备的网络窗口示出典型结果文件的典型实施例的浏览 器的图形用户接口。
图12E是示出了根据本发明的浏览器窗口示出典型可选结果文件 的典型实施例的浏览器的图形用户接口。
本发明的典型实施例参照无线网络。现在，将对能够用于实现本 发明的典型实施例的多种典型无线网络技术进行简要的讨论。典型的 无线网络技术类型包括IrDA无线技术、城域和广域无线联网技术(如 MMDS、卫星等)以及多种无线短距离射频(RF)技术(如蓝牙、SWAP、 “无线保真”(Wi-Fi)、IEEE标准802.11b、IEEE 802.11a和802.11g 以及超宽带(UWB))。当然，也可以使用多种其他无线技术中的任意技 术，应当理解以上所列出的示例并非穷举。
IrDA是由此标准由其而得名的红外数据协会所公布的用于使设 备利用红外光脉冲来进行通信的方法。IrDA通常是电视遥控操作的手 段。由于所有遥控都利用此标准，来自一个制造商的遥控器可以控制 来自另一制造商的设备。由于IrDA设备使用红外光，其依赖于彼此间 能够直视。尽管目前基于IrDA的系统能够以4兆比特每秒(Mbps)的 速度传输数据，需要直视意味着在用户想要同步的每间办公室中需要 接入点，限制IrDA网络在一些环境中的用途。蓝牙是短距离无线射频 (RF)新兴无线技术的示例，确信能够统一几种无线技术在低功率射 频(RF)网络中的应用。蓝牙并不预计能够代替对计算机之间的高速 数据网络的需要。蓝牙在2.45吉赫兹的频率上进行通信，该频率已经 被工业、科学和医学设备(ISM)的国际协议所预留。
其他短距离无线RF技术的示例包括SWAP和Wi-Fi。SWAP和Wi-Fi 规范基于原始电气和电子工程师学会(IEEE)无线局域网(LAN)规范， 已知为IEEE标准802.11。家庭射频(RF)(HomeRF)发展了共享无线 接入协议(SWAP)无线标准。无线以太网兼容性联盟(WECA)提倡所 谓的“无线保真”(Wi-Fi)，其是IEEE标准802.11b的派生物。原始 的IEEE标准802.11指定了无线LAN设备之间的两种通信方式，并允 许最高2Mbps的速度。IEEE标准802.11通信方法、直接序列扩谱 (DSSS)和跳频扩谱(FHSS)都应用了频移键控(FSK)技术。而且， DSSS和FHSS基于2.4吉赫兹(GHz)频率范围内的扩谱无线电波。家 庭RF的SWAP组合了用于支持同步数据传递和带有冲突规避的载波侦 听多路存取(CSMA/CA)服务(得自于IEEE标准802.11)的DECT、时 分多址(TDMA)语音服务。WECA的Wi-Fi标准提供了IEEE标准802.11b 标准无线LAN兼容无线通信技术。
UWB是另一种短距离RF无线通信系统，利用时域上的小能量脉冲， 其在频域上扩展为非常宽的带宽，并以噪声幅度量级的非常低的功率 电平来进行传输。可以对脉冲进行编码以携带信息，例如通过在时域 上区分脉冲的到达定时。
IV.结论
尽管上面已经描述了本发明的多种实施例，应当理解的是只作为 示例来呈现这些实施例，并非对本发明的限制。本领域的普通技术人 员应当清楚的是，可以进行形式和细节上的多种改变，而不偏离本发 明的精神和范围。事实上，在阅读这里的描述之后，本领域的普通技 术人员将清楚如何以替代的实施例来实现本发明。
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