"選択された監視地形において代表パラメータを監視および表示するためのシステムにおいて、監視地形内の選択された測定場所に配置されて、出力データを提供する複数のセンサ組10と、前記センサ組からの出力を受信し、かつ前記センサ組の出力データを静的データチャネルの選択されたモデルに対する動的データチャネルとして処理することにより、仮想チャネルを提供する計算モジュール208と、前記計算モジュールにおけるパラメータの選択および前記静的、動的、および仮想チャネルからの処理データの選択された可視化の表示を行うための統合およびネットワーキングソフトウェア23と、を有するコンピュータ18と、ネットワーク21を介して配置され、かつ前記統合およびネットワーキングソフトウェアの制御下で、前記コンピュータに接続されることにより、前記計算モジュールと通信し、前記計算モジュールからの結果を受信および表示する複数の監視端末20であって、前記計算モジュールは、前記結果を表示するために、複数の選択可能チャネルおよび制御100、110、138、158、166に応答する、複数の監視端末20と、を含むことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記計算モジュール208は、データ出力用のトランセクトを定義する手段を含むことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記計算モジュール208は、前記モデルによって処理されるデータのベクトル表示を行うための手段を含むことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記計算モジュール208は、前記センサ組から受信した出力に基づいて、モデルパラメータのインタラクティブ調整を行うための手段を含むことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記監視地形は地下水盆を含み、前記センサの選択された一部は水位を検出し、前記モデルは、浸透速度を表すために、ダーシーの法則またはダーシーの法則の変形を含むことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記監視地形は地下水盆を含み、前記センサの選択された一部は水位を検出し、前記モデルは水位分布を計算することを特徴とするシステム。請求項3に記載のシステムにおいて、前記センサの選択された一部は汚染物質濃度を検出し、前記ベクトル表示は、汚染物質流束の大きさを表すことを特徴とするシステム。請求項1に記載のシステムにおいて、前記制御は、管理制御100、二次元画像制御110、三次元画像制御138、および動画および連続表示制御158のセットから選択されることを特徴とするシステム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記二次元画像制御は、地図要素制御112、アルファ制御114、ベクトル制御116、航空地図表示118、ロードマップ表示120、ラベル122、ビン制御124、等高線制御126、メッシュノードデータ制御128、累積貯留変化制御130、および累積流束制御132および層制御134を含むことを特徴とするシステム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記三次元画像制御は、Z倍率140、間隔制御142、メッシュアルファ制御144、ピッチズーム146、パン148、スタック150、高度152、および等値面154制御を含むことを特徴とするシステム。請求項8に記載のシステムにおいて、前記動画および連続表示制御は、再生制御160、時系列制御162、およびチャネル変更制御164を含むことを特徴とするシステム。選択された監視地形において地下水パラメータを監視および表示する方法において、監視を行う1つまたは複数の地下水盆を規定するステップと、各盆内の測定場所としての複数の泉の位置において、水位センサデータを獲得するステップと、前記泉の位置間の初期水位分布を計算するステップと、選択された時点間の前記泉の位置間の水位変化分布を計算するステップと、前記泉の位置間の体積貯留変化分布を計算するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項12に記載の方法において、各計算ステップは、逆距離重み付けおよびクリギングのセットから選択される多変数解析制御から選択される地球統計学的解析を用いることを含むことを特徴とする方法。請求項12に記載の方法において、水位変化および貯留容量分布を自動的に処理することによって、貯留変化分布の決定および選択された時間ステップ間の累積体積変化の推定を行うことを特徴とする方法。選択された監視地形において代表パラメータの監視および表示を行う方法において、従来のデータ収集法に基づいて水位および濃度分布用の初期モデルを作成するステップと、透水係数、有効孔隙率、濃度、水頭および勾配分布について三次元でダーシーの法則を解くステップと、前記選択された監視地形において、カスタマイズされた三次元監視泉ネットワークを作成するステップと、前記監視対象の泉にセンサ組を設置するステップと、前記センサを介して水位および濃度を動的に監視するステップと、水頭を勾配分布へと変換し、速度および流束分布について解くステップと、三次元で、かつ特定のユーザ定義トランセクトに関する流束分布を追跡するステップと、を含むことを特徴とする方法。請求項15に記載の方法において、前記代表パラメータは汚染物質を含み、前記センサ組は、流量計、温度センサ、圧力センサ、pHセンサ、溶存酸素センサ、レベルセンサ、トリクロロエチレンTCE、六価クロム、四塩化炭素、窒素基爆薬、ストロンチウム90、硝酸塩、地球化学、気体化学、生物学的酸素要求量BOD、化学的酸素要求量COD、および他の物理的および化学的パラメータのセットから選択されたセンサを組み込むことを特徴とする方法。請求項16に記載の方法において、ユーザ定義の浄化測定基準を用いて、プルーム状態に基づいた浄化の有効性を計算するステップをさらに含むことを特徴とする方法。請求項15に記載の方法において、流束分布を追跡する前記ステップは、ソース制御面を通る累積流束変化および体積の自動決定をさらに含むことを特徴とする方法。図面を参照すると、図1には、本発明のある実施形態の要素が示されている。現場センサ10は、盆または選択された監視地形における様々な泉または他の測定場所に配置される。センサ自体は、流量計、温度センサ、圧力センサ、pHセンサ、溶存酸素センサ、レベルセンサ、トリクロロエチレンTCE、六価クロム、四塩化炭素、窒素基爆薬、ストロンチウム90、硝酸塩、地球化学、気体化学、生物学的酸素要求量BOD、化学的酸素要求量COD、および調査中の監視場所の状態を表す他の物理的および化学的パラメータ等のデバイスを含むことができる。水位、溶存酸素、酸化還元電位、鉄種、窒素種、および汚染物質濃度を同時に監視するために記載した実施形態と共に、多くの市販のマルチセンサプラットフォームを配置することができる。幾つかの固体センサ例えば、イオン選択電極を現場に配置することができる。市販のセンサの大多数はケーブルを介してテレメトリ装置に接続されるが、その他のものは、無線伝送によって中央データロガーテレメトリ装置にデータを伝送することができる。このシステムにより、複数の泉または測定場所を監視することができ、その結果、図示したように複数組の現場センサが存在する。ほとんどの場合、現場センサは、システムの制御および報告要素を包含する、通常12で表される制御センタから離れている。各測定場所における、またはその付近の送信器14、および制御センタの位置に存在する受信器16等のテレメトリシステムは、センサからのデータ転送を生じさせる。データは、制御センタによる検索用に、現場センサによってインターネットへと直接送られてもよい。図面では無線伝送が描かれているが、実際の実施形態では、テレメトリ送信方式は、当業者に公知の任意の適用可能な形態のものでよい。複数のセンサ組の自動化制御は、2005年7月5日に発行されたGISに基づくリアルタイム監視および報告システムGISBASEDREAL-TIMEMONITORINGANDREPORTINGSYSTEMと題した、その開示内容が本明細書において援用される米国特許第6,915,211号明細書に開示されるような実施形態例において実施される。後により詳細に説明を行うような統合地理情報システムGIS機能または測定場所の位置に基づいた地理的依存パラメータの計算用の他の自動化空間データプロセッサを含む、遠隔測定されたセンサデータの処理を行うためのコンピュータ18が設けられる。ストレージシステム19は、コンピュータによるアクセス用に準備され、リアルタイムおよび/または履歴データの処理用に受信したセンサデータを保存する。図面に図示するように表示端末20を設け、後に説明するように、分散監視およびシステム出力に基づく決定を行うために、インターネットまたは他のネットワーク21を介して相互接続される複数の物理的表示画面または要素を含んでいてもよい。表示端末に加えて、または端末ディスプレイに対する一体型の表示として、警告/警報システム22が設けられる。代替の実施形態では、supervisorycontrolanddataacquisitionSCADAシステムの関与の場合のように、携帯電話またはページャ等の通信機器の自動ダイヤルも実現される。システム構成および操作コンポーネントは、コンピュータまたはサーバに内在する計算モジュールを含む統合およびネットワーキングソフトウェアパッケージ23によって制御される。このパッケージによりユーザは、使用されるセンサおよびテレメトリシステムの種類の選択、表示オプション例えば、背景地図、記号および地図要素、等高線オプション、時系列解析、色彩設計等の確立、データ収集の頻度、地球統計学的データの処理オプションの制御、およびモデル、警報、および緊急対応プロトコルの従事が可能である。図1Bに示すように、統合およびネットワーキングソフトウェアパッケージは、コンピュータおよび端末に対する本発明の方法の実施を提供し、端末のユーザに提示される表示の作成および操作のためのグラフィック要素と、センサからのデータの計算および処理のための制御要素との両方を有するモジュールを含む。図1Bにおいてブロック図の形式で示し、後に説明する図面においてはモニタ上に表示されるように、管理制御100には、システムが監視する場所またはプロジェクトに関する管理データの入力を提供する場所/プロジェクト設定102、メタデータ追跡104、プロジェクトの空間的範囲を規定する地理空間処理領域制御106、およびシステムに対して制約データの挿入を可能にする静的データアップロード108が含まれる。端末上の上に画像を作成および提示する二次元画像制御110には、プロジェクト112a、チャネル112b等の地図要素制御112、、アルファ制御114、ベクトル制御116、航空地図表示118、ロードマップ表示120、ラベル122、ビン制御124、等高線制御126、メッシュノードデータ制御128、累積貯留変化制御130、および累積流束制御132が含まれる。層制御134は、監視場所の位置、等高線、および他の地図作成コード等の個々の要素の選択された表示を提供する。Z倍率140、間隔制御142、メッシュアルファ制御144、ピッチズーム146、パン148、スタック150、高度152、等値面制御154、トランセクトスライスおよびビューイング制御155、およびトランセクト可視化制御156による累積流出等の三次元画像制御138も提供される。再生制御160、時系列制御162、およびチャネル変更制御164等の動画および連続表示制御158が提供される。ユーザ選択可能制御166は、多変数解析制御170等の計算モジュールによって行われる解析の種類に応じて設けられる。エクスポート制御172等の保存結果のデータの取り扱いを行うための制御も設けられる。パッケージ内のプロジェクト管理機能174は、文書保存場所またはライブラリ176、ガントチャート178への地理空間リンクによるプロジェクト追跡の転送、および電子メール追跡180を包含することができる。データ追跡および報告システム全体に対して、パスワード保護されたウェブ加入により端末からアクセスすることができるので、個々のユーザにとってソフトウェアのダウンロードは必要ない。給水の管理および最適化のための地下水盆貯留追跡groundwaterbasinstoragetrackingGBSTシステムとしての実施形態のある実施例においては、盆の水位の監視、水位変化の判定/報告、および貯留変化の判定/報告を実現することができる。集中型のウェブ基盤報告書配布を行うシステム出力により、資源管理者にリアルタイムで決定が可能な質の情報が提供され、自動応答リアルタイム速度調整を実施することが可能である。水文地質学的システムのデータ保存能力は、盆に関する歴史的記録および報告システムを提供する。将来の配分および包括的な流域管理計画を遂行することができる。図2A、2B、および2Cに示すように、GBSTは、図2Aに示される最初の水位分布選択されたチャネル112bとしての地下水高度を計算および表示するために、測定場所としての複数の泉の位置200において水位センサデータを用いる。逆距離重み付け、クリギング、または他の選択された計算代替手段、図2Bに示す選択された時点間の水位変化選択されたチャネル112bとしての地下水変化、および図2Cに示す、同一場所の貯留容量分布で乗算した水位変化分布として定義される体積貯留変化選択されたチャネル112bとしてのを含み得る多変数解析制御170から選択された地球統計学的解析を用いて補間を計算する。水位変化および貯留容量分布は、貯留変化分布を決定し、選択された時間ステップ間の累積体積変化を推定するために自動的に処理される。複数の盆204および206の同時監視を可能にするために、断層202等の地下水分水嶺も表示される。図2A、2B、および2Cに示すように、システムが使用可能な二次元制御は、モニタ上に表示される選択可能ボタンとして、ユーザが容易にアクセスすることができる。盆における水分布等の計算された、または仮想のチャネルは、盆または他の監視地形を通る水の伝達を計算するための計算モジュール208図1Aにおいて、コンピュータに組み込まれたソフトウェアの一部として図示によってシステム内で決定される。図示された実施形態の場合は、従来のデータ収集法を用いて、速度および濃度分布に関する初期モデルを作成する。最初の水力学的情報および濃度は、高分解能ピエゾコーン/膜界面プローブ等のセンサ、および泉やボーリングからのデータおよび地層の従来の分析を用いて、測定場所で得ることができる。次に、計算モジュールは、モデル例として、三次元3Dのダーシーの法則透水係数、有効孔隙率、水頭および勾配分布を解くことにより、ダーシー速度および浸透速度分布を決定する。後により詳細に説明するように、同一場所の濃度値で乗算した場合、汚染物質流束分布を決定することができる。次に、計算されたデータの表示が提供され、測定場所に存在するセンサによる自動時限測定を用いて、その更新が行われる。計算モジュールによって行われる計算は、静的データセット例えば、透水係数および有効孔隙率および動的データセット例えば、水頭および濃度を共に含み、これらは、選択可能チャネルとしてシステムによって表示されることも可能である。次に、実際の測定を用いて、反復測定および収集されたセンサデータの処理によって初期モデルのパラメータを更新することもできる。他の静的データを計算モデルに入力してもよい。季節的変化の観測、または自然または人為的要因による質量除去の割合の数値化および監視を自動化構成で行う。これまでに得られた定数および輸送予測モデルは、空間および時間で測定可能であり、一旦その特定の時間で、その特定の場所におけるデータが観測されると、またはシステムを用いた補間に基づいて推定されると、後に評価することが可能なパラメータの数値化モデル予測を提供する。次に、予測および観測間の相違を減らすために、予測モデルを修正することができる。この方法により、配水人、浄化の専門家、及び他の責任のある関係者らが、資源を綿密に監視し、タイムリーに報告書を作成および掲示することが可能となる。従来の方法では、1つの漸進的な盆の貯留結果を計算するために、現在のところ数週間から数か月必要となるが、本実施形態によれば、インターネット接続を有するどの場所からでも瞬く間にこれらのタイプの重要な報告書を管理者が得ることが可能となる。浄化性能の監視に関しては、多くの場合、従来の方法を用いて現場データが収集された時から3~6か月間は、流束概念化結果の処理および可視化が行われないが、本実施形態によれば、浄化の管理者が、数秒でこれらの報告書にアクセスできる。前の例において水位に関して示したように、図1Aに関して記載したようなマルチセンサプラットフォームを泉の位置に配置し、実質的に関心のあるいずれの時間ステップにおいても、各センサのタイプごとに等高線地図を自動的に作成することができる。さらに、後により詳細に説明するように、GIS内の地理空間解析能力を用いて、組み合わせたセンサデータセット例えば、汚染物質濃度および酸化還元電位を自動的にマッピングすることができる。図2Dは、GBSTシステムの計算および表示におけるシステム動作のフローチャート例を提供する。選択された監視地形における地下水パラメータの監視および表示の方法は、監視を行う1つまたは複数の地下水盆を規定することによって達成されるステップ2002。貯留係数分布をステップ2003において規定し、次に、各盆内の測定場所としての複数の泉の位置において、水位センサデータを取得するステップ2004。泉の位置間で初期水位分布を計算するステップ2006。次に、選択した時点間の泉の位置間での水位変化分布を計算するステップ2008。次に、泉の位置間での体積貯留変化分布を計算することができるステップ2010。各計算は、ユーザが選択した多変数解析制御を用いて達成される。仮想チャネルとしての計算されたデータは、次に、ユーザによって選択された静的および動的データチャネルおよび地理空間データと共に表示されるステップ2012。実施形態の第2の実施例では、センサに基づいた水位によって決定された地下水浸透速度分布が表示される。水位センサの測定値が動的データチャネルとしてシステムによって処理されるたびに、静的データチャネルである、以前に推定された透水係数および有効孔隙率分布を用いて、仮想チャネルとして速度分布を自動的に作成する。図3Aおよび3Bは、実施の出力例を実例説明する。図3Aは、網掛け等高線302として、泉の位置300に対して比較的低い浸透速度を示す。図3Bは、ベクトル方向インジケータ304を用いることにより、汚染物質流束のさらなる可視化を提供している。インジケータ304は、事実上、質量移動を表す大きさおよび方向を持つベクトルである。ベクトルの位置および大きさは、ユーザ設定により、システムが作成する。設定には、メッシュ粒度、境界泉の端の位置によって規定される領域の長さを超えるパーセンテージとしての境界処理領域サイズ、セルの高さ三次元の場合およびグリッドサイズ、異方性、Z倍率、および上にベクトルが表示される各ノードを規定する他の特徴が含まれる。各ベクトルは、方向および長さを決定するために、空間的に最も近くのベクトルを考慮に入れる。図3Bに示す可視化には、層制御134によって選択される汚染物質の浸透速度のベクトルおよび等高線の両方が含まれる。図示したように、監視場所の位置を含む選択された層は、カラー等高線を用いて、または用いずに表示することができる。図4は、流出402または他のソースによる汚染物質の流束モデル化のブロック図である。汚染物質は、等高線404によって指定される様々な濃度レベルをもたらす地質学的地形に浸透する。モデル用の制御面406を確立し、システムは、監視地形を通る汚染物質の伝達を計算するための計算モデルを用いる。ユーザが決定した汚染物質レベルを選択することができ、それらの相対的レベルの流束は、個々に、濃度に速度を掛けたものに比例する長さを有するベクトル値408として表される。制御面トランセクトに関する累積流束値または質量/時間単位の質量流出を時間ステップ毎に計算することもできる410。浄化の有効性例えば、ソース制御面を通る質量流出の減少を評価するために、経時的にこれを追跡することができる。時間ステップ毎のこの累積スカラー値時間当たりの質量単位を時系列として描画することにより、質量移動の変化量を推定することができる。さらに、複数の制御面を同時に監視することにより、実践者がソース強度の自然および人為的減衰を評価することができる。システムによって達成される方法を図5に示す。ステップ502において、従来のデータ収集法に基づいて、水位および濃度分布に関する初期モデルを作成する。次に、ステップ504において、透水係数、水頭および勾配分布を用いて、三次元でダーシーの法則を解く。有効孔隙率を組み込むことにより、浸透速度分布をレンダリングすることもできる。また、初期濃度分布に同一場所の初期速度値を乗算することによって、初期質量流束分布もレンダリングされる。次に、ステップ506において、選択された監視地形において、カスタマイズされた三次元監視泉ネットワークを作成する。センサ組は、高分解能流量計、温度センサ、圧力センサ、pHセンサ、溶存酸素センサ、レベルセンサ、TCE、CrVI、四塩化炭素、窒素基爆薬、SR90、硝酸塩、地球化学、気体化学、BOD、COD、およびベイドスゾーンにおける蒸気成分を含んでいてもよい。次に、ステップ508において、センサを介して水位および濃度を動的に監視する。ステップ510において、水頭を勾配分布に変換し、次に、ステップ512において、速度および流束分布について計算モデルを解く。次に、ステップ514において、三次元で、かつユーザ定義の特定のトランセクトに関して流束分布を追跡する。次に、ステップ516において、ユーザ定義の浄化測定基準を用いて、プルーム状態安定、縮小等に基づいた浄化の有効性を計算する。記載の実施形態に関しては、浸透速度νは、ν=Ki/ρ式中、K=透水係数、i=動水勾配、およびρ=有効孔隙率として計算される。次に、汚染物質流束を、F=ν[X]質量/長さ2-時間;mg/m2-s式中、ν=浸透速度長さ/時間;m/sおよび[X]=溶質濃度質量/体積;mg/m3として決定する。流束および質量流出計算および可視化のために、浸透速度の代わりにダーシー速度を使用することもできる。次に、図6Aに示すような測定場所600の可視化がシステムによってディスプレイに提供され、ここでは、等高線602は、汚染物質の流束分布を示し、ベクトル604は、計算された汚染物質流束の流れ方向を示す。色分けまたは同様の印を用いて様々な汚染物質チャネル112b図示した例ではストロンチウムを別々に表示してもよく、層制御134を用いることによって、オーバーレイの様々なユーザ選択による組み合わせ、または濃度の総計を示し、浄化の有効性の判定に用いることができる。濃度測定結果は、自動浄化性能の監視を行うために、自動的に質量流出推定値に変換することができる。図6Bは、汚染物質流束の分布の三次元可視化606を示す。図7A、7B、および7Cは、時系列の浄化性能監視のためのシステムからの出力表示形式例を示す。図7Aは、センサ組の監視場所704を描いた三次元表示の選択された監視地形702と共に初期状態を示す。汚染物質流束分布を三次元および選択されたトランセクトである中心線706および行1708で表す。次に、計算システムは、センサ出力を表示するトランセクトの定義および汚染物質流束の計算を可能にする。図示するように、中心線に沿った第1のトランセクト706は、領域および泉のある区域の中心を通っておおよそ右北東から左南西への流れ方向に向かい、流れに対して垂直かつ泉の第1の行に対して平行に配向した行1に沿った第2のトランセクト708により、汚染物質移動の可視化が可能となる。ヒストグラム710、712、および714はそれぞれ、総体積、中心線トランセクト、および行1トランセクトに関する選択された汚染物質チャネルの時系列値を示し、測定された時間ステップ間の体積および選択されたトランセクト中を移動する累積流束質量流出を表示する。図7Bは、時系列内の第2の時間増分における、三次元、中心線トランセクト、および行1トランセクトを示し、図7Cは、第3の時間増分に関するデータを示す。表示システムにより、活発なプルーム716および浄化効果の可視化のための時系列動画表示が可能となる。様々なトランセクトの選択により、上記のような速度、流束、および流出の表示を用いて、センサ組によって測定され、かつシステムによって計算された移動の可視化が可能となる。このシステムの実施形態は、任意に選択された監視地形に対して配置されたセンサ組からの所望の測定パラメータセットに対して一般化ケースで用いることができる。図8A、8B、および8Cに示すように、センサのタイプおよび監視地形における位置に基づいて、様々な一般化パラメータセットまたはチャネルを作成することができる。図8Aは、果樹園またはブドウ園における含湿量測定システムの実施を実例説明する。複数のセンサ組802が果樹園803に配置されている。各センサは、チャネル112bとして体積含水量の測定を行う。センサ802a、802b、および802cの3つの特定の時間値グラフ804a、804b、および804cを示す。マウスを時系列グラフ上で動かすと、そのデータポイントに関する情報が掲示される。それぞれの場所を取り囲む濃度の可視化は、マップビュー制御によって選択された絵で表した二次元可視化における等高線803として示される。図8Bは、選択された時点または時間範囲の棒グラフ形式805で示される25のセンサ場所の各々における体積含水湿量の代替の特定時間表示を示している。図9Aは、表示が選択され、時間値グラフ808a、808b、808c、および808dをそれぞれ提供する4つの特定のセンサNP1806a、NP3806b、NP4806c、およびNP6806dの時変値を有する、プロジェクト112aとして選択された原子力施設を取り囲むセンサ組の現場における選択チャネル112bとしてのストロンチウム90の値の類似の時系列表示を用いて第2の代替実施を実例説明する。図9Bは、実際の測定場所902を示す地図形式でのクロムCrVI等高線という別のチャネル選択、表示された所望の仮想チャネルに関して適用された多変数解析に関連する計算ノード904、およびモデル値例えば、モデル較正および最適化との比較のためにエクスポートすることができる関連ノード補間値906を示している。図10は、本明細書の実施形態に記載したシステムの機能性の一般化ブロック図である。プロジェクト112aとしてシステムによって選択可能な様々なプロジェクト場所に関するセンサパッケージ10は、統合およびネットワーキングソフトウェア23によって獲得される1002データを提供する。計算モデル208は、データに適したユーザによって選択されるデータ変換1004を行い、時刻歴解析を行うためにストレージ19からの履歴データを統合することにより、選択されたプロジェクト場所に対して適切であるように、システムによってモニタ20上に表示を行うためにデータ正規化1006を提供する。次に、更新データを、ストレージへとアーカイブして戻す。このシステムにより、センサ入力の定義を行う際の完全な柔軟性、計算モジュールによって達成される計算、各プロジェクトの単独的表示の可視化が可能となる。特許法の要求に従って本発明を詳細に記載したが、当業者であれば、本明細書に開示した特定の実施形態に対する変更および置換を認識するであろう。このような変更は、以下の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲および意図に包含される。"