对地观测传感网信息服务的模型与方法

随着网络通信技术的发展，出现了各种网络通信技术和协议 (如微波通信、卫星通信等)，使得科学家不需要实地到传感器所在监测站点去获取数据，而是通过网络通信技术就可以实时获取部署在地球任何角落的传感器的数据。

传感器网络 (Sensor Network) 便是指这样一组通过网络基础设施相互连接的传感器，它既可指人们通常所说的无线传感器网络 (Wireless Sensor Network，WSN)，也可以是指一组网络连接的气象站点，一组网络连接的摄像头，甚至是一组小卫星等。(Akyildiz等， 2002) 曾经定义传感器网络为一组由计算机网络连接起来的用于协作监测某种现象的传感器节点。如图1-1所示，每个传感器节点的硬件构成大体包含四大组成部分: 感知、处理器、无线通信和能量单元。除了传感器节点外，传感器网络通常还包括汇聚节点和管理节点。大量的传感器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。监测数据沿传感器节点逐跳传输，在传输过程中监测的数据可能被多个节点处理，经过多条路由后到达汇聚节点，最后通过互联网或卫星通信网到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。传感器网络 (Til-ak等，2002) 具有可靠、精确、灵活性、低成本、高效率、部署方便等特点，这使得传感器网络具有广泛的应用领域，可以实现各种环境下的可靠监测、信息采集和融合处理。

图1-1 传感器网络结构(www.xing528.com)

无线传感器网络是目前发展最快的一种传感器网络，它有助于更准确、灵活地从远程位置监测和控制各种观测现象。因此，甚至有人将无线传感器网络等同于传感器网络。如今，国内外对无线传感器网络的研究已经涉及各个应用领域，并取得极大进展 (Yuen等， 2006)。基于WSN的地基观测系统是由部署在监测区域内的具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的传感器节点通过自组织方式形成的多跳网络。其目的是利用传感器节点对特定感知对象的信息进行数据采集及处理，并且通过多跳网络进行传输，以协同工作方式完成监测任务 (David等，2004，Philippe等，2001)。无线传感器网络技术提供的时间连续性数据极大丰富了对地观测数据，(宫鹏，2007) 认为地面观测传感器网络是空天地一体化的对地传感网服务系统的重要组成部分，其对地学研究的作用类似于遥感，但是它更侧重于用地面传感器网络技术获得在地面不同空间结构位置上的参数信息。