Ez a bejegyzés Richard Alexanderrel és Mark Hallows-szal közösen íródott az Arupból.
Arup tervezők, tanácsadók és szakértők globális kollektívája a fenntartható fejlődés iránt. Az adatok az ügyfelek számára nyújtott Arup tanácsadást világszínvonalú gyűjtéssel és elemzéssel támasztják alá, amely betekintést nyújt a hatás eléréséhez.
Az itt bemutatott megoldás a döntéshozatali folyamatok irányítása a rugalmas várostervezés érdekében. A fenntarthatóbb döntések meghozatala érdekében a tervezési döntések tájékoztatása csökkenti a városi hőszigetek (UHI) általános hatását, és javítja a levegőminőség, a vízminőség, a városi akusztika, a biológiai sokféleség és a hőkomfort életminőség-mutatóit. A városi környezetben a beavatkozáshoz szükséges kulcsfontosságú területek azonosítása lehetővé teszi az Arup számára, hogy a legjobb útmutatást nyújtsa az iparágban, és jobb életminőséget teremtsen a polgárok számára világszerte.
A városi hőszigetek a városi területek hőmérsékletre gyakorolt hatását írják le, összehasonlítva a környező vidéki környezetekkel. Az UHI városainkra gyakorolt hatásának megértése olyan továbbfejlesztett tervekhez vezet, amelyek csökkentik a városi hőség lakosságra gyakorolt hatását. Az UHI-hatás hatással van az emberi egészségre, az üvegházhatású gázok kibocsátására és a vízminőségre, és megnövekedett energiafelhasználáshoz vezet. A városi hatóságok, az ingatlantulajdonosok és a fejlesztők számára a lakosságra gyakorolt hatás megértése kulcsfontosságú az életminőség és a természetes ökoszisztémák javításához. Az UHI pontos modellezése összetett kihívás, amelyet az Arup most földmegfigyelési adatokkal és adatokkal old meg Amazon SageMaker.
Ez a bejegyzés bemutatja, hogy az Arup hogyan lépett partneri kapcsolatba az AWS-szel, hogy földmegfigyelési elemzést végezzen Amazon SageMaker térinformatikai képességek hogy feltárja az UHI betekintést a műholdképekből. A SageMaker térinformatikai képességei megkönnyítik az adattudósok és a gépi tanulási (ML) mérnökök számára a térinformatikai adatokat használó modellek építését, betanítását és üzembe helyezését. A SageMaker térinformatikai képességei lehetővé teszik a nagyszabású térinformatikai adatkészletek hatékony átalakítását és gazdagítását, a termékfejlesztés felgyorsítását és a betekintéshez szükséges időt az előre betanított ML-modellek segítségével, valamint felfedezheti a modell előrejelzéseit és térinformatikai adatait egy interaktív térképen 3D gyorsított grafika és beépített vizualizáció segítségével. eszközöket.
A megoldás áttekintése
A kezdeti megoldás Londonra összpontosít, ahol 2022 nyarán egy kánikulában az Egyesült Királyság Egészségügyi Biztonsági Ügynöksége becslések szerint 2,803 többlethalál hőség okozta. A városi környezetben azon területek azonosítása, ahol az emberek érzékenyebbek lehetnek az UHI-hatásra, lehetővé teszi a közszolgálatok számára, hogy oda irányítsák a segítséget, ahol annak a legnagyobb hatása lesz. Ez még a magas hőmérsékleti események előtt is előre jelezhető, csökkentve a szélsőséges időjárás hatását, és pozitív eredményt hozva a városlakók számára.
A városi léptékű elemzéshez a Föld-megfigyelési (EO) adatokat használták fel. A teljes méret azonban kihívást jelent a nagy földrajzi területekre vonatkozó adatok tárolásának, rendszerezésének és lekérdezésének hagyományos módjaival szemben. Az Arup ennek a kihívásnak az AWS-szel való együttműködésével és a SageMaker térinformatikai képességeinek felhasználásával válaszolt erre a kihívásra, hogy lehetővé tegye a városi és azon túli elemzéseket. Ahogy a földrajzi terület egyre nagyobb nagyvárosi területekre, például Los Angelesre vagy Tokióra növekszik, egyre több tárhelyre és számításra van szükség az elemzéshez. Az AWS infrastruktúra rugalmassága ideális bármilyen méretű városi környezet UHI elemzéséhez.
A megoldás: UHeat
Arup a SageMaker-t használta a fejlesztéshez UHeat, egy digitális megoldás, amely a városok hatalmas területeit elemzi, hogy azonosítsa azokat az épületeket, építményeket és anyagokat, amelyek a hőmérséklet emelkedését okozzák. Az UHeat műholdképek és nyílt forráskódú klímaadatok kombinációját használja az elemzés elvégzéséhez.
Az Arup egy kis csapata elvégezte a kezdeti elemzést, amelynek során további adattudósokat kellett kiképezni a SageMaker eszközeivel és munkafolyamataival kapcsolatban. Az adattudósok bevonása egy új projektbe házon belüli eszközökkel hetekig tartott. Ez most néhány órát vesz igénybe a SageMakerrel.
Minden EO elemzés első lépése az adatok összegyűjtése és előkészítése. A SageMaker segítségével az Arup hozzáférhet a térinformatikai adatszolgáltatók katalógusából származó adatokhoz, beleértve Sentinel-2 adatok, amelyeket a londoni elemzéshez használtunk. A beépített térinformatikai adatkészlet-hozzáférés több hetekig tartó erőfeszítést takarít meg a különböző adatszolgáltatóktól és -szolgáltatóktól származó adatok összegyűjtése és előkészítése során. Az EO-képek gyakran kis csempékből állnak, amelyeket egy London méretű terület lefedéséhez kombinálni kell. Ez az úgynevezett a geomozaik, amely automatikusan létrehozható a SageMaker kezelt térinformatikai műveleteivel Geomosaic Earth Observation munka.
Az érdeklődési területre vonatkozó EO-adatok összeállítása után kinyerhetők az elemzés legfontosabb befolyásoló paraméterei. Az UHI esetében az Arupnak tudnia kellett adatokat származtatni az épületgeometriára, az építőanyagokra, az antropogén hőforrásokra, valamint a meglévő és tervezett zöldfelületek lefedettségére vonatkozó paraméterekről. Optikai képek, például a Sentinel-2 segítségével kiszámíthatóak a talajborítási osztályok, beleértve az épületeket, utakat, vizet, növénytakarót, csupasz talajt és az egyes felületek albedóját (reflexiós képességét).
A műholdfelvételek különböző sávjaiból származó értékek kiszámítása lehetővé teszi, hogy azokat bemenetként használják fel a műholdfelvételen PERBEN modell, amely szigorú módszert biztosít az UHI hatás kiszámítására. A SUEWS eredményei ezután megjelennek, jelen esetben az Arup meglévő térinformatikai platformjával. Az olyan értékek beállításával, mint egy adott hely albedója, az Arup képes tesztelni a mérséklő stratégiák hatását. Az Albedo teljesítménye szimulációkkal tovább finomítható különböző építőanyagok, burkolatok vagy tetőfedések modellezésével. Arup azt találta, hogy London egyik területén az albedó 0.1-ről 0.9-re való növelése 1.1 °C-kal csökkentheti a környezeti hőmérsékletet csúcsidőszakban. Nagyobb érdeklődési területeken ez a modellezés az UHI-hatás előrejelzésére is használható az éghajlati előrejelzések mellett az UHI-hatás mértékének számszerűsítésére.
Az olyan forrásokból származó történelmi adatokkal, mint a Sentinel-2, az időbeli vizsgálatok befejezhetők. Ez lehetővé teszi az Arup számára, hogy megjelenítse az UHI-effektust érdeklődésre számot tartó időszakokban, például a 2022-es londoni nyári hőhullám idején. A Városi hőség pillanatképe Az Arup által végzett kutatás feltárja, hogy az UHI-hatás hogyan emeli fel a hőmérsékletet olyan városokban, mint London, Madrid, Mumbai és Los Angeles.
Adatgyűjtés egy érdeklődési területhez
A SageMaker kiküszöböli a Föld-megfigyelési feladatokhoz (EOJ-k) kapcsolatos adatok kézi gyűjtésének bonyolultságát azáltal, hogy katalógust biztosít a térinformatikai adatszolgáltatókról. Az írás pillanatában USGS Landsat, Sentinel-1, Kopernikusz DEM, NAIP: Nemzeti Mezőgazdasági Képalkotási Programés Sentinel-2 az adatok közvetlenül a katalógusból érhetők el. A sajátját is hozhatja Bolygó Laboratóriumi adatok, ha nagyobb felbontású és gyakoriságú képekre van szükség. A beépített térinformatikai adatkészlet-hozzáférés több hetekig tartó erőfeszítést takarít meg, ami egyébként elveszne a különböző adatszolgáltatóktól és -szolgáltatóktól származó adatok gyűjtése során. Meg kell adni a sokszög érdeklődési területéhez tartozó koordinátákat, valamint az EO-képek gyűjtésének időtartamát.
Az Arup következő lépése az volt, hogy ezeket a képeket egyetlen nagyobb, a teljes érdeklődési területet lefedő raszterré egyesítse. Ez az úgynevezett mozaikolás és az elmúlás támogatja GeoMosaicConfig a SageMakerhez StartEarthObservationJob API.
Néhány kódmintát adtunk az Arup által megtett lépésekről:
Ennek befejezése eltarthat egy ideig. Munkái állapotát így ellenőrizheti:
újramintavételezést
Ezután a raszter újramintavételezése megtörténik az összegyűjtött képek pixelméretének normalizálása érdekében. Te tudod használni ResamplingConfig ennek eléréséhez a pixel egy oldalának hosszának megadásával:
A fedezet meghatározása
A talajborítottság, például a növényzet meghatározása normalizált vegetációs index (NDVI) alkalmazásával lehetséges. A gyakorlatban ez a visszavert vörös és közeli infravörös fény intenzitásából számítható ki. Egy ilyen számítás alkalmazásához a SageMakeren belüli EO-adatokra a BandMathConfig szállítható a StartEarthObservationJob API-k:
A sáv matematikai feladat kimenetének eredményét a SageMaker térinformatikai képességek megjelenítési eszközén belül tudjuk megjeleníteni. A SageMaker térinformatikai képességei segíthetnek a modell-előrejelzések átfedésében az alaptérképen, és réteges megjelenítést biztosítanak az együttműködés megkönnyítése érdekében. A GPU-val hajtott interaktív vizualizáló és a Python notebookok zökkenőmentes módot kínálnak több millió adatpont felfedezésére egyetlen ablakban, valamint a betekintések és eredmények terén való együttműködéshez.
Felkészülés a vizualizációra
Utolsó lépésként az Arup előkészíti a különböző sávokat és a kiszámított sávokat a vizualizációhoz úgy, hogy egyetlen egységbe egyesíti őket. GeoTIFF. A sávos halmozáshoz a SageMaker EOJ-k átadhatók a StackConfig objektum, ahol a kimeneti felbontás a bemeneti képek felbontásai alapján állítható be:
Végül a kimeneti GeoTIFF tárolható későbbi használatra Amazon egyszerű tárolási szolgáltatás (Amazon S3) vagy a SageMaker térinformatikai képességeivel megjelenítve. A kimenet Amazon S3-ban való tárolásával az Arup felhasználhatja az elemzést új projektekben, és beépítheti az adatokat új következtetési feladatokba. Az Arup esetében a feldolgozott GeoTIFF-et használták a meglévő földrajzi információs rendszer-vizualizációs eszközeikben, hogy terméktervezési témájuknak megfelelő vizualizációkat készítsenek.
Következtetés
A SageMaker natív funkcióinak felhasználásával az Arup néhány óra alatt elvégezte az UHI hatás városi léptékű elemzését, ami korábban hetekig tartott. Ez segít az Arupnak abban, hogy saját ügyfelei gyorsabban teljesítsék fenntarthatósági céljaikat, és leszűkítik azokat a fókuszterületeket, ahol az UHI-hatást mérséklő stratégiákat kell alkalmazni, értékes erőforrásokat takarítva meg és optimalizálják a mérséklési taktikákat. Az elemzés a jövőbeni földmegfigyelő eszközökbe is integrálható nagyobb kockázatelemzési projektek részeként, és segít az Arup ügyfeleinek előre jelezni az UHI hatását különböző forgatókönyvekben.
Az olyan vállalatok, mint az Arup, a Föld-megfigyelési adatokkal a felhőn keresztül nyitják meg a fenntarthatóságot. Fedezze fel a Föld-megfigyelési adatok lehetőségeit fenntarthatósági projektjei során, ha még ma felfedezi a SageMaker térinformatikai képességeit a SageMaker konzolon. További információért lásd: Amazon SageMaker térinformatikai képességek, vagy kézbe venni a útmutató megoldás.
A szerzőkről
Richard Alexander a bristoli székhelyű Arup térinformatikai kutató munkatársa. Bizonyított tapasztalattal rendelkezik sikeres csapatok felépítésében, valamint földmegfigyelési és adattudományi projektek vezetésében és megvalósításában több környezetvédelmi szektorban.
Mark Hallows a londoni székhelyű Arup távérzékelési szakértője. Mark szakértelmet biztosít a földmegfigyelés és a térinformatikai adatok elemzése terén az ügyfelek széles körének, és betekintést és gondolatvezetést biztosít a hagyományos gépi tanulás és a mély tanulási technikák segítségével.
Thomas Attree a londoni székhelyű Amazon Web Services vezető megoldási építésze. Thomas jelenleg az energia- és közüzemi iparban segíti ügyfeleit, és a fenntarthatóság iránti szenvedélyével segíti ügyfeleit energiahatékonysági alkalmazások megtervezésében, valamint tanácsot ad a felhőtechnológia használatával kapcsolatban a fenntarthatósági projektek megerősítésére.
Herbert Tamara az AWS Professional Services vezető alkalmazásfejlesztője az Egyesült Királyságban. Modern és skálázható alkalmazások építésére specializálódott számos ügyfél számára, jelenleg a közszférában dolgozókra koncentrál. Aktívan részt vesz olyan megoldások kidolgozásában és olyan beszélgetések vezetésében, amelyek lehetővé teszik a szervezetek számára, hogy a felhőben és azon keresztül elérjék fenntarthatósági céljaikat.
Anirudh Viswanathan – a SageMaker térinformatikai ML csapatának műszaki – külső szolgáltatásokért felelős termékmenedzsere. A Carnegie Mellon Egyetemen szerzett robotika mesterfokozatot, a Wharton School of Business MBA-fokozatot, és több mint 50 szabadalom feltalálójának nevezték. Szereti a hosszútávfutást, a művészeti galériák látogatását és a Broadway bemutatóit.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://aws.amazon.com/blogs/machine-learning/designing-resilient-cities-at-arup-using-amazon-sagemaker-geospatial-capabilities/
- :van
- :is
- :ahol
- $ UP
- 1
- 100
- 12
- 15%
- 16
- 19
- 20
- 2022
- 3d
- 50
- 51
- 7
- 9
- a
- Képes
- gyorsul
- felgyorsult
- hozzáférés
- Fiók
- pontosan
- Elérése
- át
- aktívan
- További
- címzett
- tanácsot ad
- ügynökség
- mezőgazdaság
- AIR
- Alexander
- Minden termék
- lehetővé
- lehetővé teszi, hogy
- mellett
- Is
- amazon
- Amazon SageMaker
- Amazon SageMaker térinformatikai
- Az Amazon Web Services
- Környező
- an
- elemzések
- elemzés
- elemzések
- és a
- Angeles
- bármilyen
- api
- Alkalmazás
- alkalmazások
- alkalmazott
- alkalmazandó
- alkalmaz
- Alkalmazása
- VANNAK
- TERÜLET
- területek
- körül
- Művészet
- Művészeti gallériák
- AS
- vagyontárgy
- Támogatás
- Társult
- At
- Hatóság
- automatikusan
- elérhető
- közvetlenül elérhető
- AWS
- AWS professzionális szolgáltatások
- háttér
- ZENEKAR
- bázis
- alapján
- BE
- BEST
- Jobb
- Túl
- Kék
- mindkét
- hoz
- Bristol
- széles
- épít
- Épület
- beépített
- üzleti
- by
- számított
- kiszámítása
- számítás
- TUD
- képességek
- Carnegie Mellon
- eset
- katalógus
- okozott
- okozó
- központi
- kihívás
- kihívások
- ellenőrizze
- választás
- városok
- Állampolgárok
- Város
- osztályok
- ügyfél részére
- Klíma
- felhő
- FELHŐTECHNOLÓGIA
- kód
- együttműködik
- együttműködés
- Gyűjtő
- gyűjtemény
- Kollektív
- kombináció
- össze
- kombinált
- kombinálása
- kényelem
- képest
- teljes
- Befejezett
- bonyolult
- bonyodalmak
- Kiszámít
- Körülmények
- Magatartás
- következetes
- Konzol
- építés
- tanácsadás
- tanácsadók
- beszélgetések
- tudott
- terjed
- lefedettség
- fedő
- teremt
- készítette
- Jelenleg
- Ügyfelek
- dátum
- adatelemzés
- Adatplatform
- adat pontok
- adattudós
- adatkészletek
- Döntéshozatal
- határozatok
- csökkenés
- elszánt
- mély
- mély tanulás
- átadó
- szállít
- telepíteni
- leírni
- Design
- tervezők
- tervezés
- tervek
- Fejleszt
- Fejlesztő
- fejlesztők
- Fejlesztés
- különbség
- különböző
- digitális
- közvetlen
- közvetlenül
- vezetés
- két
- alatt
- minden
- föld
- könnyebb
- könnyű
- ökoszisztémák
- hatás
- hatékonyság
- eredményesen
- erőfeszítés
- megszünteti
- Kibocsátások
- képessé
- lehetővé
- lehetővé teszi
- energia
- Mérnökök
- gazdagítják
- Egész
- Környezet
- környezeti
- környezetek
- ESA
- Még
- események
- többlet
- létező
- szakvélemény
- szakértők
- feltárása
- Feltárása
- külső
- szélső
- gyorsabb
- kevés
- utolsó
- Találjon
- vezetéknév
- Összpontosít
- koncentrál
- összpontosítás
- A
- Előrejelzés
- talált
- Frekvencia
- gyakran
- ból ből
- funkcionalitás
- további
- jövő
- galéria
- GAS
- földrajzi
- földrajzi
- Térinformatikai ML
- kap
- Globális
- Célok
- grafika
- legnagyobb
- Zöld
- Földi
- növekszik
- útmutatást
- kezek
- Legyen
- he
- Egészség
- segít
- segít
- itt
- Magas
- <p></p>
- legnagyobb
- övé
- történeti
- tart
- NYITVATARTÁS
- Hogyan
- azonban
- HTML
- HTTPS
- hatalmas
- emberi
- ideális
- azonosítani
- azonosító
- if
- képek
- Hatás
- Hatások
- javított
- javítja
- javuló
- in
- Beleértve
- bele
- <p></p>
- növekvő
- index
- ipar
- befolyásoló
- információ
- Infrastruktúra
- kezdetben
- bemenet
- bemenet
- Insight
- meglátások
- integrált
- interaktív
- kamat
- beavatkozás
- bele
- részt
- -szigetek
- IT
- Munka
- Állások
- jpg
- Kulcs
- Kulcsterületek
- ismert
- Labs
- Telek
- nagy
- nagyarányú
- nagyobb
- a későbbiekben
- réteges
- Vezetés
- vezető
- vezetékek
- tanulás
- Hossz
- élet
- fény
- mint
- Lista
- elhelyezkedés
- London
- az
- Los Angeles
- elveszett
- gép
- gépi tanulás
- készült
- csinál
- sikerült
- menedzser
- kézzel
- térkép
- jel
- anyagok
- matematikai
- Anyag
- Lehet..
- intézkedés
- Találkozik
- Mellon
- Metrics
- Több millió
- Perc
- enyhítés
- ML
- modell
- modellezés
- modellek
- modern
- több
- többszörös
- Mumbai
- név
- Nevezett
- Nasa
- nemzeti
- bennszülött
- Természetes
- Közel
- Szükség
- szükséges
- Új
- következő
- Most
- tárgy
- of
- on
- Beszállás
- ONE
- nyílt forráskódú
- Művelet
- optimalizálása
- or
- szervezetek
- szervező
- másképp
- mi
- ki
- Eredmény
- teljesítmény
- felett
- átfogó
- saját
- tulajdonosok
- paraméterek
- rész
- különös
- társult
- partneri
- Elmúlt
- Múló
- szenvedély
- Szabadalmak
- Csúcs
- Emberek (People)
- Teljesít
- teljesítmény
- időszakok
- pixel
- bolygó
- tervezett
- emelvény
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- pont
- Poligon
- népesség
- portré
- pózok
- pozitív
- lehetőségek
- lehetséges
- állás
- hatalom
- gyakorlat
- Értékes
- Tippek
- előkészítés
- Előkészíti
- előkészítése
- bemutatott
- korábban
- Előzetes
- Feldolgozott
- Folyamatok
- gyárt
- Termékek
- termék dizájn
- termékfejlesztés
- termék menedzser
- szakmai
- program
- előrejelzések
- projektek
- ingatlanait
- ingatlan
- igazolt
- ad
- feltéve,
- szolgáltatók
- biztosít
- amely
- nyilvános
- Toló
- Piton
- világítás
- hatótávolság
- rekord
- Piros
- csökkenteni
- csökkenti
- csökkentő
- utal
- kifinomult
- tükrözi
- távoli
- reprezentatív
- kötelező
- kutatás
- lakosok
- rugalmas
- Felbontás
- Tudástár
- eredményez
- Eredmények
- felfedi
- Richard
- szigorú
- Emelkedik
- Kockázat
- robotika
- futás
- futás
- Vidéki
- s
- sagemaker
- műhold
- megtakarítás
- skálázható
- Skála
- forgatókönyvek
- Iskola
- Tudós
- tudósok
- zökkenőmentes
- szektor
- ágazatok
- biztonság
- idősebb
- Szolgáltatások
- készlet
- számos
- ő
- kellene
- Műsorok
- oldal
- Egyszerű
- egyetlen
- Méret
- kicsi
- So
- megoldások
- Megoldások
- Megoldása
- néhány
- Források
- terek
- szakember
- specializálódott
- különleges
- verem
- felhalmozás
- kezdődött
- Állapot
- Lépés
- Lépései
- tárolás
- memorizált
- tárolása
- stratégiák
- struktúrák
- tanulmányok
- sikeres
- ilyen
- nyár
- mellékelt
- Támogatott
- környező
- Fenntarthatóság
- fenntartható
- Fenntartható fejlődés
- rendszer
- taktika
- Vesz
- tart
- Tamara
- célok
- csapat
- csapat
- Műszaki
- technikák
- Technológia
- teszt
- hogy
- A
- A terület
- Az Egyesült Királyságban
- azok
- Őket
- témák
- akkor
- termikus
- Ezek
- ők
- ezt
- azok
- gondoltam
- gondolkodás vezetés
- Keresztül
- idő
- nak nek
- Ma
- tokyo
- vett
- szerszám
- szerszámok
- Végösszeg
- felé
- vágány
- múlttal
- hagyományos
- Vonat
- kiképzett
- Átalakítás
- Uk
- megértés
- egység
- egyetemi
- kinyit
- kinyitó
- városi
- Használat
- használ
- használt
- használ
- segítségével
- segédprogramok
- kihasználva
- érték
- Értékek
- fajta
- különféle
- gyártók
- megjelenítés
- Képzeld
- Sebezhető
- volt
- Víz
- Út..
- módon
- időjárás
- háló
- webes szolgáltatások
- Hetek
- JÓL
- voltak
- wharton
- amikor
- ami
- míg
- széles
- lesz
- ablak
- val vel
- belül
- munkafolyamatok
- világszínvonalú
- írás
- te
- A te
- zephyrnet