Posting ini ditulis bersama Richard Alexander dan Mark Hallows dari Arup.
Arup adalah kumpulan global yang terdiri dari desainer, konsultan, dan pakar yang berdedikasi pada pembangunan berkelanjutan. Data mendasari konsultasi Arup untuk klien dengan pengumpulan dan analisis kelas dunia yang memberikan wawasan untuk memberikan dampak.
Solusi yang disajikan di sini adalah mengarahkan proses pengambilan keputusan untuk merancang kota yang berketahanan. Menginformasikan keputusan desain menuju pilihan yang lebih berkelanjutan mengurangi efek pulau panas perkotaan (UHI) secara keseluruhan dan meningkatkan metrik kualitas hidup untuk kualitas udara, kualitas air, akustik perkotaan, keanekaragaman hayati, dan kenyamanan termal. Mengidentifikasi bidang-bidang utama dalam lingkungan perkotaan untuk intervensi memungkinkan Arup memberikan panduan terbaik dalam industri ini dan menciptakan kualitas hidup yang lebih baik bagi warga di seluruh dunia.
Pulau panas perkotaan menggambarkan pengaruh wilayah perkotaan terhadap suhu dibandingkan dengan lingkungan pedesaan di sekitarnya. Memahami bagaimana UHI mempengaruhi kota-kota kita akan menghasilkan desain yang lebih baik yang mengurangi dampak panas perkotaan terhadap penduduknya. Efek UHI berdampak pada kesehatan manusia, emisi gas rumah kaca, dan kualitas air, serta menyebabkan peningkatan penggunaan energi. Bagi pemerintah kota, pemilik aset, dan pengembang, memahami dampaknya terhadap penduduk adalah kunci untuk meningkatkan kualitas hidup dan ekosistem alam. Memodelkan UHI secara akurat merupakan tantangan kompleks yang kini diselesaikan Arup dengan data observasi bumi dan Amazon SageMaker.
Postingan ini menunjukkan bagaimana Arup bermitra dengan AWS untuk melakukan analisis observasi bumi Kemampuan geospasial Amazon SageMaker untuk membuka wawasan UHI dari citra satelit. Kemampuan geospasial SageMaker memudahkan ilmuwan data dan insinyur pembelajaran mesin (ML) untuk membangun, melatih, dan menerapkan model menggunakan data geospasial. Kemampuan geospasial SageMaker memungkinkan Anda mentransformasi dan memperkaya kumpulan data geospasial berskala besar secara efisien, mempercepat pengembangan produk dan waktu untuk mendapatkan wawasan dengan model ML terlatih, serta menjelajahi prediksi model dan data geospasial pada peta interaktif menggunakan grafik akselerasi 3D dan visualisasi bawaan peralatan.
Ikhtisar solusi
Solusi awal berfokus di London, di mana Badan Keamanan Kesehatan Inggris menghadapi gelombang panas pada musim panas 2022 memperkirakan 2,803 kematian berlebih disebabkan karena panas. Mengidentifikasi daerah-daerah di lingkungan perkotaan di mana masyarakatnya mungkin lebih rentan terhadap efek UHI memungkinkan layanan publik untuk mengarahkan bantuan ke tempat yang dampaknya paling besar. Hal ini bahkan dapat diperkirakan sebelum terjadinya peristiwa suhu tinggi, sehingga mengurangi dampak cuaca ekstrem dan memberikan dampak positif bagi penduduk kota.
Data Pengamatan Bumi (EO) digunakan untuk melakukan analisis pada skala kota. Namun, ukuran total menimbulkan tantangan terhadap cara tradisional dalam menyimpan, mengatur, dan menanyakan data untuk wilayah geografis yang luas. Arup mengatasi tantangan ini dengan bermitra dengan AWS dan menggunakan kemampuan geospasial SageMaker untuk memungkinkan analisis pada skala kota dan sekitarnya. Ketika wilayah geografis berkembang menjadi wilayah metropolitan yang lebih besar seperti Los Angeles atau Tokyo, semakin banyak penyimpanan dan komputasi yang diperlukan untuk analisis. Elastisitas infrastruktur AWS ideal untuk analisis UHI terhadap lingkungan perkotaan dalam berbagai ukuran.
Solusinya: UHeat
Arup menggunakan SageMaker untuk mengembangkannya UPanas, solusi digital yang menganalisis wilayah kota yang luas untuk mengidentifikasi bangunan, struktur, dan material tertentu yang menyebabkan kenaikan suhu. UHeat menggunakan kombinasi citra satelit dan data iklim sumber terbuka untuk melakukan analisis.
Sebuah tim kecil di Arup melakukan analisis awal, di mana ilmuwan data tambahan perlu dilatih mengenai alat dan alur kerja SageMaker. Biasanya diperlukan waktu berminggu-minggu untuk memasukkan ilmuwan data ke proyek baru menggunakan alat internal. Ini sekarang membutuhkan waktu beberapa jam dengan SageMaker.
Langkah pertama dari setiap analisis EO adalah pengumpulan dan persiapan data. Dengan SageMaker, Arup dapat mengakses data dari katalog penyedia data geospasial, termasuk Sentinel-2 data, yang digunakan untuk analisis London. Akses kumpulan data geospasial bawaan menghemat upaya berminggu-minggu, jika tidak maka akan terbuang sia-sia dalam pengumpulan dan penyiapan data dari berbagai penyedia dan vendor data. Citra EO sering kali terdiri dari ubin-ubin kecil yang perlu digabungkan untuk menutupi area seukuran London. Ini dikenal sebagai a geomosaik, yang dapat dibuat secara otomatis menggunakan operasi geospasial terkelola di SageMaker Pekerjaan Pengamatan Bumi Geomosaik.
Setelah data EO untuk bidang yang diminati dikompilasi, parameter-parameter utama yang mempengaruhi analisis dapat diekstraksi. Untuk UHI, Arup harus mampu memperoleh data mengenai parameter geometri bangunan, bahan bangunan, sumber panas antropogenik, dan cakupan ruang hijau yang ada dan yang direncanakan. Dengan menggunakan citra optik seperti Sentinel-2, kelas tutupan lahan termasuk bangunan, jalan, air, tutupan vegetasi, tanah kosong, dan albedo (ukuran reflektifitas) dari masing-masing permukaan dapat dihitung.
Menghitung nilai-nilai dari berbagai pita pada citra satelit memungkinkan nilai-nilai tersebut digunakan sebagai masukan ke dalam citra satelit SUEWS model, yang menyediakan cara yang teliti untuk menghitung efek UHI. Hasil SUEWS kemudian divisualisasikan, dalam hal ini dengan platform data geospasial Arup yang sudah ada. Dengan menyesuaikan nilai seperti albedo lokasi tertentu, Arup dapat menguji pengaruh strategi mitigasi. Performa Albedo dapat disempurnakan lebih lanjut dalam simulasi dengan memodelkan material konstruksi, kelongsong, atau atap yang berbeda. Arup menemukan bahwa di salah satu wilayah London, peningkatan albedo dari 0.1 menjadi 0.9 dapat menurunkan suhu lingkungan sebesar 1.1ยฐC selama kondisi puncak. Pada wilayah yang lebih luas, pemodelan ini juga dapat digunakan untuk meramalkan dampak UHI bersamaan dengan proyeksi iklim untuk mengukur skala dampak UHI.
Dengan data historis dari sumber seperti Sentinel-2, studi temporal dapat diselesaikan. Hal ini memungkinkan Arup untuk memvisualisasikan efek UHI selama periode yang menarik, seperti gelombang panas musim panas London 2022. Itu Cuplikan Panas Perkotaan penelitian yang diselesaikan Arup mengungkapkan bagaimana efek UHI meningkatkan suhu di kota-kota seperti London, Madrid, Mumbai, dan Los Angeles.
Mengumpulkan data untuk suatu bidang yang diminati
SageMaker menghilangkan kerumitan dalam mengumpulkan data secara manual untuk pekerjaan Observasi Bumi (EOJ) dengan menyediakan katalog penyedia data geospasial. Pada tulisan ini, USGS Landsat, Sentinel-1, Copernicus DEM, NAIP: Program Citra Pertanian Nasional, dan Sentinel-2 data tersedia langsung dari katalog. Anda juga bisa membawanya sendiri Planet Data lab ketika diperlukan citra dengan resolusi dan frekuensi lebih tinggi. Akses kumpulan data geospasial bawaan menghemat upaya berminggu-minggu, jika tidak maka akan terbuang sia-sia jika mengumpulkan data dari berbagai penyedia dan vendor data. Koordinat untuk area poligon yang diinginkan perlu diberikan serta rentang waktu pengumpulan citra EO.
Langkah Arup selanjutnya adalah menggabungkan gambar-gambar ini menjadi satu raster yang lebih besar yang mencakup seluruh area yang diinginkan. Ini dikenal sebagai pembuatan mosaik dan didukung dengan passing Konfigurasi GeoMosaic ke SageMaker Mulai Pekerjaan Pengamatan Bumi API.
Kami telah menyediakan beberapa contoh kode yang mewakili langkah yang diambil Arup:
Proses ini memerlukan waktu cukup lama untuk diselesaikan. Anda dapat memeriksa status pekerjaan Anda seperti ini:
Pengambilan sampel ulang
Selanjutnya, raster diambil sampelnya ulang untuk menormalkan ukuran piksel di seluruh gambar yang dikumpulkan. Anda dapat gunakan Konfigurasi Pengambilan Sampel Ulang untuk mencapai hal ini dengan memberikan nilai panjang sisi piksel:
Menentukan cakupan
Penentuan tutupan lahan seperti vegetasi dapat dilakukan dengan menerapkan indeks vegetasi perbedaan ternormalisasi (NDVI). Dalam praktiknya, hal ini dapat dihitung dari intensitas cahaya merah dan inframerah dekat yang dipantulkan. Untuk menerapkan perhitungan seperti itu pada data EO dalam SageMaker, maka Konfigurasi BandMath dapat disuplai ke Mulai Pekerjaan Pengamatan Bumi Lebah:
Kita dapat memvisualisasikan hasil keluaran pekerjaan matematika pita dalam alat visualisasi kemampuan geospasial SageMaker. Kemampuan geospasial SageMaker dapat membantu Anda melapisi prediksi model pada peta dasar dan memberikan visualisasi berlapis untuk mempermudah kolaborasi. Visualisator interaktif bertenaga GPU dan notebook Python memberikan cara yang mulus untuk menjelajahi jutaan titik data dalam satu jendela serta berkolaborasi dalam wawasan dan hasil.
Mempersiapkan visualisasi
Sebagai langkah terakhir, Arup mempersiapkan berbagai band dan menghitung band untuk visualisasi dengan menggabungkannya menjadi satu GeoTIFF. Untuk penumpukan pita, SageMaker EOJ dapat diteruskan Konfigurasi Tumpukan objek, dimana resolusi keluaran dapat diatur berdasarkan resolusi gambar masukan:
Akhirnya, keluaran GeoTIFF dapat disimpan untuk digunakan nanti Layanan Penyimpanan Sederhana Amazon (Amazon S3) atau divisualisasikan menggunakan kemampuan geospasial SageMaker. Dengan menyimpan keluaran di Amazon S3, Arup dapat menggunakan analisis dalam proyek baru dan memasukkan data ke dalam pekerjaan inferensi baru. Dalam kasus Arup, mereka menggunakan GeoTIFF yang telah diproses dalam alat visualisasi sistem informasi geografis yang ada untuk menghasilkan visualisasi yang konsisten dengan tema desain produk mereka.
Kesimpulan
Dengan memanfaatkan fungsionalitas asli SageMaker, Arup dapat melakukan analisis efek UHI pada skala kota, yang sebelumnya membutuhkan waktu berminggu-minggu, kini hanya dalam beberapa jam. Hal ini membantu Arup memungkinkan klien mereka untuk memenuhi target keberlanjutan mereka dengan lebih cepat dan mempersempit area fokus di mana strategi mitigasi efek UHI harus diterapkan, menghemat sumber daya yang berharga dan mengoptimalkan taktik mitigasi. Analisis ini juga dapat diintegrasikan ke dalam alat observasi bumi di masa depan sebagai bagian dari proyek analisis risiko yang lebih besar, dan membantu pelanggan Arup memperkirakan dampak UHI dalam skenario yang berbeda.
Perusahaan seperti Arup membuka kunci keberlanjutan melalui cloud dengan data observasi bumi. Buka kemungkinan data observasi bumi dalam proyek keberlanjutan Anda dengan menjelajahi kemampuan geospasial SageMaker di konsol SageMaker hari ini. Untuk mengetahui lebih lanjut, lihat Kemampuan geospasial Amazon SageMaker, atau langsung dengan a solusi bimbingan.
Tentang Penulis
--Richard Alexander adalah Associate Geospatial Data Scientist di Arup, yang berbasis di Bristol. Dia memiliki rekam jejak yang terbukti dalam membangun tim yang sukses dan memimpin serta melaksanakan proyek terkait pengamatan bumi dan ilmu data di berbagai sektor lingkungan.
Tandai Hallows adalah Spesialis Penginderaan Jauh di Arup, yang berbasis di London. Mark memberikan keahlian dalam observasi bumi dan analisis data geospasial kepada berbagai klien dan memberikan wawasan serta kepemimpinan pemikiran menggunakan pembelajaran mesin tradisional dan teknik pembelajaran mendalam.
Thomas Attree adalah Arsitek Solusi Senior di Amazon Web Services yang berbasis di London. Thomas saat ini membantu pelanggan di industri listrik dan utilitas dan menerapkan minatnya terhadap keberlanjutan untuk membantu pelanggan merancang aplikasi untuk efisiensi energi, serta memberikan saran tentang penggunaan teknologi cloud untuk memberdayakan proyek keberlanjutan.
Tamara Herbert adalah Pengembang Aplikasi Senior di AWS Professional Services di Inggris. Dia berspesialisasi dalam membangun aplikasi modern dan terukur untuk berbagai macam pelanggan, saat ini berfokus pada mereka yang berada di sektor publik. Dia secara aktif terlibat dalam membangun solusi dan mendorong diskusi yang memungkinkan organisasi mencapai tujuan keberlanjutan mereka baik di dalam maupun melalui cloud.
Anirudh Viswanathan โ adalah Manajer Produk Sr, Teknis โ Layanan Eksternal dengan tim ML geospasial SageMaker. Beliau meraih gelar Magister Robotika dari Universitas Carnegie Mellon dan MBA dari Wharton School of Business, dan dinobatkan sebagai penemu pada lebih dari 50 paten. Dia menikmati lari jarak jauh, mengunjungi galeri seni, dan pertunjukan Broadway.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
- Sumber: https://aws.amazon.com/blogs/machine-learning/designing-resilient-cities-at-arup-using-amazon-sagemaker-geospatial-capabilities/
- :memiliki
- :adalah
- :Di mana
- $NAIK
- 1
- 100
- 12
- 15%
- 16
- 19
- 20
- 2022
- 3d
- 50
- 51
- 7
- 9
- a
- Sanggup
- mempercepat
- dipercepat
- mengakses
- Akun
- akurat
- Mencapai
- di seluruh
- aktif
- Tambahan
- dialamatkan
- menasihati
- badan
- pertanian
- UDARA
- Alexander
- Semua
- mengizinkan
- memungkinkan
- di samping
- juga
- Amazon
- Amazon SageMaker
- geospasial Amazon SageMaker
- Amazon Web Services
- Ambient
- an
- Analisis
- analisis
- analisis
- dan
- Angeles
- Apa pun
- api
- Aplikasi
- aplikasi
- terapan
- berlaku
- Mendaftar
- Menerapkan
- ADALAH
- DAERAH
- daerah
- sekitar
- Seni
- Galeri Seni
- AS
- aset
- Bantuan
- Menghubungkan
- At
- Pihak berwenang
- secara otomatis
- tersedia
- tersedia secara langsung
- AWS
- Layanan Profesional AWS
- latar belakang
- PITA
- mendasarkan
- berdasarkan
- BE
- TERBAIK
- Lebih baik
- Luar
- Biru
- kedua
- membawa
- bristol
- luas
- membangun
- Bangunan
- built-in
- bisnis
- by
- dihitung
- menghitung
- perhitungan
- CAN
- kemampuan
- Carnegie Mellon
- kasus
- katalog
- disebabkan
- menyebabkan
- pusat
- menantang
- tantangan
- memeriksa
- pilihan
- kota
- Warga
- Kota
- kelas-kelas
- klien
- Iklim
- awan
- TEKNOLOGI AWAN
- kode
- Berkolaborasi
- kolaborasi
- Mengumpulkan
- koleksi
- Kolektif
- kombinasi
- menggabungkan
- bergabung
- menggabungkan
- kenyamanan
- dibandingkan
- lengkap
- Lengkap
- kompleks
- kompleksitas
- menghitung
- Kondisi
- Mengadakan
- konsisten
- konsul
- konstruksi
- konsultasi
- konsultan
- percakapan
- bisa
- menutupi
- liputan
- penutup
- membuat
- dibuat
- Sekarang
- pelanggan
- data
- analisis data
- Platform Data
- titik data
- ilmuwan data
- kumpulan data
- Pengambilan Keputusan
- keputusan
- mengurangi
- dedicated
- mendalam
- belajar mendalam
- mengantarkan
- memberikan
- menyebarkan
- menggambarkan
- Mendesain
- desainer
- merancang
- desain
- mengembangkan
- Pengembang
- pengembang
- Pengembangan
- perbedaan
- berbeda
- digital
- langsung
- langsung
- penggerak
- dua
- selama
- setiap
- bumi
- mudah
- Mudah
- Ekosistem
- efek
- efisiensi
- efisien
- usaha
- menghilangkan
- emisi
- memberdayakan
- aktif
- memungkinkan
- energi
- Insinyur
- memperkaya
- Seluruh
- Lingkungan Hidup
- lingkungan
- lingkungan
- ESA
- Bahkan
- peristiwa
- kelebihan
- ada
- keahlian
- ahli
- menyelidiki
- Menjelajahi
- luar
- ekstrim
- lebih cepat
- beberapa
- terakhir
- Menemukan
- Pertama
- Fokus
- berfokus
- berfokus
- Untuk
- Ramalan
- ditemukan
- Frekuensi
- sering
- dari
- fungsi
- lebih lanjut
- masa depan
- galeri
- GAS
- geografis
- geografis
- ML geospasial
- mendapatkan
- Aksi
- Anda
- grafis
- terbesar
- Hijau
- Tanah
- tumbuh
- bimbingan
- tangan
- Memiliki
- he
- Kesehatan
- membantu
- membantu
- di sini
- High
- lebih tinggi
- paling tinggi
- -nya
- historis
- memegang
- JAM
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- Namun
- HTML
- HTTPS
- besar
- manusia
- ideal
- mengenali
- mengidentifikasi
- if
- gambar
- Dampak
- dampak
- ditingkatkan
- meningkatkan
- meningkatkan
- in
- Termasuk
- menggabungkan
- Pada meningkat
- meningkatkan
- indeks
- industri
- mempengaruhi
- informasi
- Infrastruktur
- mulanya
- memasukkan
- input
- wawasan
- wawasan
- terpadu
- interaktif
- bunga
- intervensi
- ke
- terlibat
- Kepulauan
- IT
- Pekerjaan
- Jobs
- jpg
- kunci
- Area Utama
- dikenal
- Labs
- Tanah
- besar
- besar-besaran
- lebih besar
- kemudian
- berlapis
- Kepemimpinan
- terkemuka
- Memimpin
- pengetahuan
- Panjang
- Hidup
- cahaya
- 'like'
- Daftar
- tempat
- London
- itu
- Los Angeles
- kalah
- mesin
- Mesin belajar
- terbuat
- membuat
- berhasil
- manajer
- manual
- peta
- tanda
- bahan
- matematika
- hal
- Mungkin..
- mengukur
- Pelajari
- Mellon
- Metrik
- jutaan
- menit
- mitigasi
- ML
- model
- pemodelan
- model
- modern
- lebih
- beberapa
- Mumbai
- nama
- Bernama
- NASA
- nasional
- asli
- Alam
- Dekat
- Perlu
- dibutuhkan
- New
- berikutnya
- sekarang
- obyek
- of
- on
- Onboarding
- ONE
- open source
- Operasi
- mengoptimalkan
- or
- organisasi
- pengorganisasian
- jika tidak
- kami
- di luar
- Hasil
- keluaran
- lebih
- secara keseluruhan
- sendiri
- pemilik
- parameter
- bagian
- tertentu
- bermitra
- Bermitra
- Lulus
- Lewat
- gairah
- Paten
- Puncak
- Konsultan Ahli
- Melakukan
- prestasi
- periode
- pixel
- planet
- berencana
- Platform
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- poin
- Poligon
- populasi
- potret
- pose
- positif
- kemungkinan
- mungkin
- Pos
- kekuasaan
- praktek
- Berharga
- Prediksi
- persiapan
- Mempersiapkan
- mempersiapkan
- disajikan
- sebelumnya
- Sebelumnya
- Diproses
- proses
- menghasilkan
- Produk
- desain produk
- pengembangan produk
- manajer produk
- profesional
- proyek
- proyeksi
- memprojeksikan
- properties
- milik
- terbukti
- memberikan
- disediakan
- penyedia
- menyediakan
- menyediakan
- publik
- Mendorong
- Ular sanca
- kualitas
- jarak
- catatan
- Merah
- menurunkan
- mengurangi
- mengurangi
- lihat
- halus
- tercermin
- terpencil
- wakil
- wajib
- penelitian
- warga
- tabah
- Resolusi
- Sumber
- mengakibatkan
- Hasil
- Mengungkapkan
- Richard
- keras
- Naik
- Risiko
- robotika
- Run
- berjalan
- Pedesaan
- s
- pembuat bijak
- satelit
- penghematan
- terukur
- Skala
- skenario
- Sekolah
- ilmuwan
- ilmuwan
- mulus
- sektor
- Sektor
- keamanan
- senior
- Layanan
- set
- beberapa
- dia
- harus
- Pertunjukkan
- sisi
- Sederhana
- tunggal
- Ukuran
- kecil
- So
- larutan
- Solusi
- Memecahkan
- beberapa
- sumber
- spasi
- spesialis
- spesialisasi
- tertentu
- tumpukan
- menumpuk
- mulai
- Status
- Langkah
- Tangga
- penyimpanan
- tersimpan
- menyimpan
- strategi
- struktur
- studi
- sukses
- seperti itu
- musim panas
- dipasok
- Didukung
- Sekitarnya
- Keberlanjutan
- berkelanjutan
- Pembangunan berkelanjutan
- sistem
- taktik
- Mengambil
- Dibutuhkan
- tamara
- target
- tim
- tim
- Teknis
- teknik
- Teknologi
- uji
- bahwa
- Grafik
- Daerah
- Inggris
- mereka
- Mereka
- tema
- kemudian
- panas
- Ini
- mereka
- ini
- itu
- pikir
- pemikiran kepemimpinan
- Melalui
- waktu
- untuk
- hari ini
- Tokyo
- mengambil
- alat
- alat
- Total
- terhadap
- jalur
- rekam jejak
- tradisional
- Pelatihan VE
- terlatih
- Mengubah
- Uk
- pemahaman
- satuan
- universitas
- membuka kunci
- unlocking
- perkotaan
- penggunaan
- menggunakan
- bekas
- kegunaan
- menggunakan
- keperluan
- Memanfaatkan
- nilai
- Nilai - Nilai
- variasi
- berbagai
- vendor
- visualisasi
- membayangkan
- Rentan
- adalah
- air
- Cara..
- cara
- Cuaca
- jaringan
- layanan web
- minggu
- BAIK
- adalah
- wharton
- ketika
- yang
- sementara
- lebar
- akan
- jendela
- dengan
- dalam
- Alur kerja
- kelas dunia
- penulisan
- Kamu
- Anda
- zephyrnet.dll