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VIMS研究人员合作赢得市场挑战

Pokemon Flood
口袋妖怪洪水 来自手机的模拟屏幕截图,展示了Loftis和Spencer在单反应用中创造的类似pokemon - go的增强现实洪水视图。摄影:J.D. Loftis, VIMS
Traffic Alerts
交通警报 手机上的模拟屏幕截图,展示了将交通警报集成到单反应用程序中的想法。摄影:J.D. Loftis, VIMS
GeoTagging
地理标记 手机上的模拟屏幕截图,展示了洛夫蒂斯和斯宾塞在单反应用程序中用地理空间坐标标记洪水观测的想法。摄影:J.D. Loftis, VIMS
Checking Flood Levels
检查水位 洛夫蒂斯和斯宾塞提交给海岸恢复挑战的封面上,展示了他们在华金节期间检查诺福克的洪水水位。摄影:J.D. Loftis, VIMS
TITAN
泰坦 诺福克的洪水地图产品名为TITAN,意为“诺福克潮汐淹没跟踪应用程序”,它根据美国国家海洋和大气管理局在休厄尔斯点的官方潮汐计的观测结果显示了整个城市的水位。凯尔·斯宾塞摄,诺福克市

威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的德里克·洛夫蒂斯(Derek Loftis)领导的一个团队在一项基于市场的挑战中获得了第二名,该挑战旨在为增强移动应用程序的新方法提供概念,该应用程序旨在帮助公民、科学家和应急管理人员更好地监测和应对沿海洪水。

这款名为“海平面上升”的应用程序是由总部位于诺福克的非营利组织“湿地观察”开发的,用户可以通过iPhone或安卓手机上的GPS设备和摄像头,绘制出附近被洪水淹没地区的地图。它首先在汉普顿路使用,这是仅次于新奥尔良的美国受海平面上升威胁最严重的地区,但它可以在世界上任何海岸线上使用。

Loftis, VIMS教授Harry Wang和其他同事一直在使用应用程序中的数据来检查和提高他们的高分辨率计算机模型生成的洪水预报的准确性。无论是在2015年10月的热带风暴华金(Joaquin)经过期间,还是在诺福克(Norfolk)和其他潮汐城市的涨潮和暴雨期间,更频繁的“讨厌的洪水”爆发期间,他们都这样做了。

但是洛夫蒂斯和诺福克市的GIS和应用开发主管凯尔·斯宾塞(Kyle Spencer)有让这个应用程序更有用的想法——这是10,000美元海岸恢复竞赛的既定目标。本次比赛是由Strome创业中心和Old Dominion大学GOV2COM组织的首届市场桥梁挑战赛的一部分,奖金由AeroTech和Concursive提供。

对比赛的兴趣跨越了东海岸,有7个团队提交了9个参赛作品。获胜的团队来自迈阿密大学,获得了5000美元的现金奖励。洛夫蒂斯和斯宾塞——“涉水者”——与另一支名为“根特全明星队”的当地球队分享了二等奖。

GOV2COM主任伊丽莎白·迪茨曼(Elizabeth Dietzmann)说,每个参赛团队都引入了创新,可以解决该地区共同关心的减轻和适应海平面上升的问题。她说,许多小组成员来自政府、私人和学术组织。洛夫蒂斯作为新成立的联邦经常性洪水恢复中心的代表参加了此次会议,该中心是由VIMS、ODU和弗吉尼亚大学法学院弗吉尼亚海岸政策中心合作成立的。

A screen shot showing the Sea Level Rise app in action on a mobile phone湿地观察执行董事、竞赛评委斯基普·斯泰尔斯说:“我们一直在寻找创新、有用、经济可持续的概念——不仅是为了汉普顿路,也是为了我们的应用程序在世界各地的用户。我们认为Derek和Kyle提交的概念正是如此。”

Loftis说:“在目前的实施中,SLR[海平面上升]应用程序用于收集洪水范围的观测数据,而不是预测或共享过去洪水事件的数据。Kyle和我认为,竞争是一种使宝贵资源更加有用的方式,可以将其覆盖范围扩大到更广泛的受众。我们的目标是加强对诺福克、汉普顿路、美国东海岸以及世界其他地区当前和未来洪水的准备。”

口袋妖怪洪水

洛夫蒂斯和斯宾塞改进应用程序的想法包括改进和增加功能,以便在洪水事件发生之前、期间和之后为各种利益相关者使用。

也许他们最具创新性的想法之一是使用“增强现实”,通过将应用程序与手机摄像头连接,帮助居民可视化过去或未来洪水的范围。Loftis表示,“随着《Pokemon Go》的出现,这一概念无需再赘述了。”有了这个功能,应用程序用户可以站在干燥的地面上,通过看手机屏幕就能“看到”他们院子里、街道上或附近的虚拟洪水的范围。

其他想法还包括,当天气预报显示街道被洪水淹没时,用户可以通过与Waze应用程序的集成来接收交通警报,以及与谷歌地图相结合时,用户可以自动改变路线。类似的工具可以为应急管理人员提供制定应急车辆路线、发布疏散命令或采取其他主动措施所需的地理空间信息。

另一个想法是,通过VIMS的StormSense项目,在应用程序中添加洪水预报,这也是该应用程序的许多其他功能越来越有用的关键。这个项目的特点是一个最先进的模型,在过去的几年里,由王和他在VIMS的同事开发,它使用三维模拟技术来整合风、波浪、海底轮廓、表面摩擦和许多其他参数,以预测洪水在个别街道和建筑物水平的范围。

在StormSense目前无法预测的地区,洛夫蒂斯和斯宾塞建议通过整合诺福克市、美国国家海洋和大气管理局和气候中心已经开发的洪水地图层来增强单反应用程序。

n example of how data from other flood mapping tools can be layered into the SLR app.诺福克的洪水地图产品名为TITAN,意为“诺福克潮汐淹没跟踪应用程序”,显示了整个城市的水位,这是根据美国国家海洋和大气管理局在诺福克海军站附近的休厄尔斯点的官方潮汐计所观察到的。通过结合激光雷达的高分辨率数字高程和与当地雨水排水系统的连接,这对组合将增强TITAN的显示。

商业计划

由于市场桥梁挑战赛的最终目标是帮助汉普顿路的政府工作人员和承包商将产品扩展到商业市场,洛夫蒂斯和斯宾塞的获奖作品还包括一份商业计划,概述了如何使单反应用程序为自己的发展买单。在这方面,他们借鉴了其他成功的商业应用程序,在这些应用程序中,用户通过为选定的附加组件付费来支持免费的基本版本。

洛夫蒂斯表示:“我们认为,通过对某些高级功能收取少量费用,我们可以让这款应用持续发展,甚至实现盈利。”“虽然这款应用仍然可以免费下载,并提供大多数服务,但少数高级服务的收入可以用于维护和未来的改进。”他们设想,单个高级功能的价格将在0.99美元到2.99美元之间。

Loftis和Spencer为软件开发人员制定了时间表,根据资金情况,他们需要在几个月到几年的时间内将所有的概念整合到一个可行的应用程序中。