Richtung integrierte, großflächige Umweltüberwachung unter Verwendung von WSN/UAV/Crowdsensing: Eine Übersicht über Anwendungen, Signalverarbeitung und zukünftige Perspektiven

Die Bekämpfung der Degradierung der Erde und der Schutz der Umwelt sind Themen von aktuellem Interesse und Quellen hitziger Debatten in der heutigen Gesellschaft. Laut den Vereinten Nationen besteht dringender Handlungsbedarf, um weltweit sofortige Maßnahmen zu ergreifen und großflächige Überwachungsrichtlinien zu implementieren, die darauf abzielen, den beispiellosen Grad an Luft-, Boden- und Wasserverschmutzung zu bekämpfen. Dies erfordert den Schritt über die veralteten Technologien hinaus, die von den Regierungsbehörden derzeit verwendet werden, und die Annahme fortschrittlicherer Systeme, die eine kontinuierliche und umfassende Überwachung der Umwelt in all ihren verschiedenen Aspekten gewährleisten. In diesem Papier gehen wir mit der Forschung zur integrierten und großflächigen Umweltüberwachung einen Schritt weiter, indem wir eine umfassende Übersicht bieten, die transversal alle Hauptanwendungen von drahtlosen Sensornetzwerken (WSNs), unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) und Crowdsensing-Überwachungstechnologien abdeckt. Indem wir die verfügbaren Lösungen und aktuellen Einschränkungen umreißen, identifizieren wir in der Zusammenarbeit zwischen terrestrischem (WSN/Crowdsensing) und aerialem (UAVs) Sensing, gekoppelt mit der Annahme fortgeschrittener Signalverarbeitungstechniken, die Hauptsäulen, die der zukünftigen integrierten (Luft-, Boden- und Wasser-) und großflächigen Umweltüberwachungssystemen zugrunde liegen. Diese Übersicht konsolidiert nicht nur die Fortschritte, die im Bereich der Umweltüberwachung erzielt wurden, sondern wirft auch neues Licht auf potenzielle zukünftige Forschungsrichtungen und Synergien zwischen verschiedenen Forschungsbereichen.