人工智能繪圖工具利用屋頂來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化

一種新的人工智能繪圖工具正在幫助科學(xué)家評(píng)估全球城市如何利用屋頂來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化。名為 Roofpedia 的research創(chuàng)建了一個(gè)開(kāi)源、可伸縮的可持續(xù)屋頂?shù)貓D，這是一個(gè)很有前途的氣候緩解戰(zhàn)略。確定有太陽(yáng)能或綠色設(shè)施的地區(qū)有助于指導(dǎo)城市發(fā)展，同時(shí)促進(jìn)社區(qū)健康、繁榮和環(huán)境。

“通過(guò)收集這些數(shù)據(jù)，RoofPedia允許我們測(cè)量城市如何進(jìn)一步利用他們的屋頂來(lái)減輕碳排放量以及他們的屋頂景觀有多大未開(kāi)發(fā)的潛力，”新加坡國(guó)立大學(xué)的助理教授、Urban Analytics Lab 的首席研究員coauthor Filip Biljecki說(shuō)。他在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)。

到 2050 年，估計(jì)全世界 68% 的人口將生活在城市地區(qū)。著眼于人類和地球福祉的戰(zhàn)略仍然是未來(lái)創(chuàng)建健康和繁榮社區(qū)的核心。研究表明，可持續(xù)屋頂?shù)暮锰帯畛Ｒ?jiàn)的是有太陽(yáng)能或綠色空間的屋頂——豐富而廣泛。除了創(chuàng)造高效和相對(duì)清潔的能源，它們還減少碳排放、增加糧食生產(chǎn)、幫助雨水管理、改善空氣質(zhì)量、創(chuàng)造野生動(dòng)物棲息地、減少交通噪音和促進(jìn)生物多樣性。

對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行核算可以幫助規(guī)劃者和開(kāi)發(fā)商確定空間基準(zhǔn)，確定新的潛在領(lǐng)域，評(píng)估補(bǔ)貼等現(xiàn)行激勵(lì)措施的有效性，并跟蹤環(huán)保企業(yè)的進(jìn)展。

盡管有這些優(yōu)點(diǎn)，但大多數(shù)研究側(cè)重于評(píng)估這些屋頂景觀的潛力，而不是它們?cè)谌虻姆植?。缺乏?shù)據(jù)也限制了對(duì)當(dāng)前總量、分布和全球增長(zhǎng)的理解。

該團(tuán)隊(duì)試圖通過(guò)創(chuàng)建RoofPedia來(lái)填補(bǔ)這一數(shù)據(jù)空白，這是一個(gè)全球可持續(xù)屋頂景觀的開(kāi)放登記冊(cè)。

該工具是使用MapBox的高分辨率衛(wèi)星圖像創(chuàng)建的，圖像來(lái)自歐洲、北美、澳大利亞和亞洲的 17 個(gè)不同城市。通過(guò)對(duì)一系列城市環(huán)境和圖像條件進(jìn)行采樣，該團(tuán)隊(duì)手工標(biāo)記了一些衛(wèi)星圖像，并訓(xùn)練了一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以識(shí)別和標(biāo)記屋頂上的太陽(yáng)能、綠色空間或兩者兼而有之。

根據(jù)研究合著者 Abraham Wu 的說(shuō)法， RoofPedia 是在 PyTorch 上使用 NVIDIA Docker和 NVIDIA RTX 2060 GPU 開(kāi)發(fā)的。

隨著數(shù)據(jù)添加到 Rootpedia 注冊(cè)表和索引中，該工具將繪制太陽(yáng)能屋頂和綠色屋頂?shù)姆植紙D，并計(jì)算城市的排名。得分和排名是通過(guò)將太陽(yáng)能屋頂和綠色屋頂與城市中的建筑總數(shù)和建筑面積以及總的綜合得分進(jìn)行比較來(lái)計(jì)算的。

目前，拉斯維加斯在太陽(yáng)能排名中以 86 分領(lǐng)先，而Zurich在太陽(yáng)能（ 81 分）和綠色（ 100 分）方面得分都很高，綜合得分為 91 分。

目前的數(shù)據(jù)集中有超過(guò)一百萬(wàn)座建筑物，研究人員注意到，隨著航空或衛(wèi)星圖像的可用，更多的城市正在被添加。最終結(jié)果在 Mapbox 上呈現(xiàn)，數(shù)據(jù)集和代碼在github上可用。

研究人員在研究中寫(xiě)道：“我們正在公開(kāi)地提供這種可持續(xù)的屋頂景觀清單，幫助研究人員、從業(yè)人員、地方政府和公眾了解可持續(xù)發(fā)展城市的背景下屋頂景觀的現(xiàn)狀，并實(shí)現(xiàn)碳中和。”

關(guān)于作者

Michelle Horton 是 NVIDIA 的高級(jí)開(kāi)發(fā)人員通信經(jīng)理，擁有通信經(jīng)理和科學(xué)作家的背景。她在 NVIDIA 為開(kāi)發(fā)者博客撰文，重點(diǎn)介紹了開(kāi)發(fā)者使用 NVIDIA 技術(shù)的多種方式。

審核編輯：郭婷