人工智能繪圖工具利用屋頂來應(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應(yīng)對(duì)氣候變化。名為 Roofpedia 的research創(chuàng)建了一個(gè)開源、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減輕碳排放量以及他們的屋頂景觀有多大未開發(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。他在新聞發(fā)布會(huì)上說。

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姷氖怯刑?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虻姆植肌Ｈ狈?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)試圖通過創(chuàng)建RoofPedia來填補(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，圖像來自歐洲、北美、澳大利亞和亞洲的 17 個(gè)不同城市。通過對(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 的說法， RoofPedia 是在 PyTorch 上使用 NVIDIA Docker和 NVIDIA RTX 2060 GPU 開發(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)集中有超過一百萬座建筑物，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道：“我們正在公開地提供這種可持續(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?！?/p>

關(guān)于作者

Michelle Horton 是 NVIDIA 的高級(jí)開發(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 為開發(fā)者博客撰文，重點(diǎn)介紹了開發(fā)者使用 NVIDIA 技術(shù)的多種方式。

審核編輯：郭婷