Dit bericht is geschreven in samenwerking met Richard Alexander en Mark Hallows van Arup.
Arup is een wereldwijd collectief van ontwerpers, consultants en experts die zich toeleggen op duurzame ontwikkeling. Gegevens ondersteunen het Arup-advies voor klanten met verzameling en analyse van wereldklasse die inzicht bieden om impact te maken.
De hier gepresenteerde oplossing is het sturen van besluitvormingsprocessen voor een veerkrachtig stadsontwerp. Het informeren van ontwerpbeslissingen in de richting van duurzamere keuzes vermindert het algehele stedelijke hitte-eilandeneffect (UHI) en verbetert de levenskwaliteitsgegevens voor luchtkwaliteit, waterkwaliteit, stedelijke akoestiek, biodiversiteit en thermisch comfort. Door sleutelgebieden binnen een stedelijke omgeving te identificeren voor interventie, kan Arup de beste begeleiding in de sector bieden en een betere levenskwaliteit creรซren voor burgers over de hele planeet.
Stedelijke hitte-eilanden beschrijven het effect dat stedelijke gebieden hebben op de temperatuur in vergelijking met omliggende landelijke omgevingen. Inzicht in de manier waarop UHI onze steden beรฏnvloedt, leidt tot verbeterde ontwerpen die de impact van stedelijke hitte op bewoners verminderen. Het UHI-effect heeft gevolgen voor de menselijke gezondheid, de uitstoot van broeikasgassen en de waterkwaliteit, en leidt tot een verhoogd energieverbruik. Voor stadsbesturen, vastgoedeigenaren en ontwikkelaars is het begrijpen van de impact op de bevolking van cruciaal belang voor het verbeteren van de levenskwaliteit en natuurlijke ecosystemen. Het nauwkeurig modelleren van UHI is een complexe uitdaging, die Arup nu oplost met aardobservatiegegevens Amazon Sage Maker.
Dit bericht laat zien hoe Arup samenwerkte met AWS om aardobservatieanalyses uit te voeren Amazon SageMaker georuimtelijke mogelijkheden om UHI-inzichten uit satellietbeelden te ontsluiten. De georuimtelijke mogelijkheden van SageMaker maken het voor datawetenschappers en machine learning (ML)-ingenieurs gemakkelijk om modellen te bouwen, trainen en implementeren met behulp van georuimtelijke gegevens. Met de geospatiale mogelijkheden van SageMaker kunt u grootschalige geospatiale datasets efficiรซnt transformeren en verrijken, de productontwikkeling en de tijd tot inzicht versnellen met vooraf getrainde ML-modellen, en modelvoorspellingen en geospatiale gegevens verkennen op een interactieve kaart met behulp van versnelde 3D-afbeeldingen en ingebouwde visualisatie hulpmiddelen.
Overzicht van de oplossing
De eerste oplossing richt zich op Londen, waar tijdens een hittegolf in de zomer van 2022 de UK Health Security Agency actief is naar schatting 2,803 extra sterfgevallen werden veroorzaakt door de hitte. Door gebieden binnen een stedelijke omgeving te identificeren waar mensen mogelijk kwetsbaarder zijn voor het UHI-effect, kunnen overheidsdiensten de hulp daar richten waar deze de grootste impact zal hebben. Dit kan zelfs worden voorspeld voorafgaand aan gebeurtenissen met hoge temperaturen, waardoor de impact van extreem weer wordt verminderd en een positief resultaat voor stadsbewoners ontstaat.
Er werd gebruik gemaakt van aardobservatiegegevens (EO) om de analyse op stadsschaal uit te voeren. De totale omvang brengt echter uitdagingen met zich mee als het gaat om traditionele manieren om gegevens voor grote geografische gebieden op te slaan, te organiseren en op te vragen. Arup ging deze uitdaging aan door samen te werken met AWS en de geospatiale mogelijkheden van SageMaker te gebruiken om analyse op stadsschaal en daarbuiten mogelijk te maken. Naarmate het geografische gebied groeit naar grotere stedelijke gebieden zoals Los Angeles of Tokio, is er steeds meer opslag en rekenkracht voor analyse nodig. De elasticiteit van de AWS-infrastructuur is ideaal voor UHI-analyses van stedelijke omgevingen van elke omvang.
De oplossing: UHeat
Arup gebruikte SageMaker om te ontwikkelen UVerwarming, een digitale oplossing die grote delen van steden analyseert om specifieke gebouwen, structuren en materialen te identificeren die ervoor zorgen dat de temperatuur stijgt. UHeat gebruikt een combinatie van satellietbeelden en open-source klimaatgegevens om de analyse uit te voeren.
Een klein team bij Arup voerde de eerste analyse uit, waarbij extra datawetenschappers moesten worden getraind in de SageMaker-tooling en workflows. Het inwerken van datawetenschappers bij een nieuw project duurde vroeger weken met interne tools. Met SageMaker duurt dit nu een kwestie van uren.
De eerste stap van elke EO-analyse is het verzamelen en voorbereiden van de gegevens. Met SageMaker heeft Arup toegang tot gegevens uit een catalogus van georuimtelijke gegevensproviders, waaronder Sentinel-2 gegevens, die werden gebruikt voor de analyse in Londen. Ingebouwde toegang tot georuimtelijke datasets bespaart weken werk dat anders verloren zou gaan bij het verzamelen en voorbereiden van gegevens van verschillende dataproviders en leveranciers. EO-beelden bestaan โโvaak uit kleine tegels die, om een โโgebied zo groot als Londen te bestrijken, gecombineerd moeten worden. Dit staat bekend als een geomozaรฏek, die automatisch kan worden gemaakt met behulp van de beheerde georuimtelijke bewerkingen in een SageMaker Geomosaรฏsche aardobservatiebaan.
Nadat de EO-gegevens voor het interessegebied zijn verzameld, kunnen de belangrijkste beรฏnvloedende parameters voor de analyse worden geรซxtraheerd. Voor UHI moest Arup gegevens kunnen afleiden over parameters voor de geometrie van gebouwen, bouwmaterialen, antropogene warmtebronnen en de dekking van bestaande en geplande groene ruimten. Met behulp van optische beelden zoals Sentinel-2 kunnen klassen van landbedekking, waaronder gebouwen, wegen, water, vegetatiebedekking, kale grond en de albedo (maat voor reflectievermogen) van elk van deze oppervlakken worden berekend.
Door de waarden van de verschillende banden in de satellietbeelden te berekenen, kunnen ze worden gebruikt als invoer in de satellietbeelden SUEWS model, dat een rigoureuze manier biedt om het UHI-effect te berekenen. De resultaten van SUEWS worden vervolgens gevisualiseerd, in dit geval met het bestaande geospatiale dataplatform van Arup. Door waarden zoals het albedo van een specifieke locatie aan te passen, kan Arup het effect van mitigatiestrategieรซn testen. De prestaties van Albedo kunnen in simulaties verder worden verfijnd door verschillende bouwmaterialen, bekleding of dakbedekking te modelleren. Arup ontdekte dat in een deel van Londen een verhoging van het albedo van 0.1 naar 0.9 de omgevingstemperatuur tijdens piekomstandigheden met 1.1ยฐC zou kunnen verlagen. Voor grotere interessegebieden kan deze modellering ook worden gebruikt om het UHI-effect te voorspellen, naast klimaatprojecties om de omvang van het UHI-effect te kwantificeren.
Met historische gegevens uit bronnen zoals Sentinel-2 kunnen temporele onderzoeken worden voltooid. Hierdoor kan Arup het UHI-effect visualiseren tijdens interessante periodes, zoals de hittegolf in de zomer van 2022 in Londen. De Momentopname van de stedelijke hitte Uit onderzoek dat Arup heeft afgerond blijkt hoe het UHI-effect de temperatuur in steden als Londen, Madrid, Mumbai en Los Angeles doet stijgen.
Gegevens verzamelen voor een interessegebied
SageMaker elimineert de complexiteit bij het handmatig verzamelen van gegevens voor aardobservatietaken (EOJ's) door een catalogus van leveranciers van georuimtelijke gegevens aan te bieden. Op het moment van schrijven is USGS Landsat, Sentinel-1, Copernicus DEM, NAIP: Nationaal Landbouwbeeldprogramma en Sentinel-2 gegevens zijn rechtstreeks vanuit de catalogus beschikbaar. U kunt deze ook zelf meenemen Planeet Labgegevens wanneer beelden met een hogere resolutie en frequentie vereist zijn. Ingebouwde toegang tot georuimtelijke datasets bespaart weken werk dat anders verloren zou gaan bij het verzamelen van gegevens van verschillende dataproviders en -leveranciers. Er moeten coรถrdinaten voor het interessegebied van de polygoon worden opgegeven, evenals het tijdsbereik voor het verzamelen van EO-beelden.
De volgende stap van Arup was het combineren van deze afbeeldingen tot รฉรฉn groter enkel raster dat het hele interessegebied bestrijkt. Dit staat bekend als mozaรฏeken en wordt ondersteund door passeren GeoMozaรฏekConfig naar de SalieMaker StartAardeObservatieJob API.
We hebben enkele codevoorbeelden verstrekt die representatief zijn voor de stappen die Arup heeft genomen:
Het kan enige tijd duren voordat dit is voltooid. U kunt de status van uw taken als volgt controleren:
Resampling
Vervolgens wordt het raster opnieuw bemonsterd om de pixelgrootte over de verzamelde afbeeldingen te normaliseren. Je kunt gebruiken ResamplingConfig om dit te bereiken door de waarde van de lengte van een zijde van de pixel op te geven:
Bepalen van de dekking
Het bepalen van landbedekking zoals vegetatie is mogelijk door een genormaliseerde verschilvegetatie-index (NDVI) toe te passen. In de praktijk kan dit worden berekend uit de intensiteit van het gereflecteerde rode en nabij-infrarode licht. Om een โโdergelijke berekening toe te passen op EO-gegevens binnen SageMaker, moet de BandMathConfig kan worden geleverd aan de StartAardeObservatieJob API:
We kunnen het resultaat van de uitvoer van de bandwiskundetaak visualiseren binnen de SageMaker-visualisatietool voor geospatiale mogelijkheden. De geospatiale mogelijkheden van SageMaker kunnen u helpen modelvoorspellingen op een basiskaart te leggen en gelaagde visualisatie te bieden om samenwerking eenvoudiger te maken. De GPU-aangedreven interactieve visualisator en Python-notebooks bieden een naadloze manier om miljoenen datapunten in รฉรฉn venster te verkennen en samen te werken aan de inzichten en resultaten.
Voorbereiding op visualisatie
Als laatste stap bereidt Arup de verschillende banden en berekende banden voor op visualisatie door ze tot รฉรฉn geheel te combineren GeoTIFF. Voor bandstapeling kunnen SageMaker EOJ's worden doorgegeven StackConfig object, waarbij de uitvoerresolutie kan worden ingesteld op basis van de resoluties van de invoerafbeeldingen:
Ten slotte kan de uitvoer GeoTIFF worden opgeslagen voor later gebruik Amazon eenvoudige opslagservice (Amazon S3) of gevisualiseerd met behulp van de geospatiale mogelijkheden van SageMaker. Door de uitvoer op te slaan in Amazon S3 kan Arup de analyse in nieuwe projecten gebruiken en de gegevens opnemen in nieuwe inferentietaken. In het geval van Arup gebruikten ze de verwerkte GeoTIFF in hun bestaande visualisatietools voor geografische informatiesystemen om visualisaties te produceren die consistent waren met hun productontwerpthema's.
Conclusie
Door gebruik te maken van de eigen functionaliteit van SageMaker kon Arup binnen een paar uur een analyse van het UHI-effect op stadsschaal uitvoeren, wat voorheen weken duurde. Dit helpt Arup zijn eigen klanten in staat te stellen hun duurzaamheidsdoelstellingen sneller te verwezenlijken en verkleint de aandachtsgebieden waarop strategieรซn voor het beperken van UHI-effecten moeten worden toegepast, waardoor kostbare hulpbronnen worden bespaard en de mitigatietactieken worden geoptimaliseerd. De analyse kan ook worden geรฏntegreerd in toekomstige aardobservatietools als onderdeel van grotere risicoanalyseprojecten, en helpt de klanten van Arup het effect van UHI in verschillende scenario's te voorspellen.
Bedrijven als Arup ontsluiten duurzaamheid via de cloud met aardobservatiegegevens. Ontgrendel de mogelijkheden van aardobservatiegegevens in uw duurzaamheidsprojecten door vandaag nog de geospatiale mogelijkheden van SageMaker op de SageMaker-console te verkennen. Voor meer informatie, raadpleeg Amazon SageMaker georuimtelijke mogelijkheden, of ga aan de slag met een begeleiding oplossing.
Over de auteurs
Richard Alexander is Associate Geospatial Data Scientist bij Arup, gevestigd in Bristol. Hij heeft een bewezen staat van dienst in het opbouwen van succesvolle teams en het leiden en uitvoeren van aardobservatie- en datawetenschapsgerelateerde projecten in meerdere milieusectoren.
Mark Hallows is een Remote Sensing Specialist bij Arup, gevestigd in Londen. Mark biedt expertise op het gebied van aardobservatie en geospatiale data-analyse aan een breed scala aan klanten en levert inzichten en thought leadership met behulp van zowel traditionele machine learning als deep learning-technieken.
Thomas Atree is een Senior Solutions Architect bij Amazon Web Services, gevestigd in Londen. Thomas helpt momenteel klanten in de energie- en nutssector en past zijn passie voor duurzaamheid toe om klanten te helpen bij het ontwerpen van toepassingen voor energie-efficiรซntie, en om advies te geven over het gebruik van cloudtechnologie om duurzaamheidsprojecten mogelijk te maken.
Tamara Herbert is een Senior Applicatieontwikkelaar bij AWS Professional Services in het Verenigd Koninkrijk. Ze is gespecialiseerd in het bouwen van moderne en schaalbare applicaties voor een breed scala aan klanten, waarbij de focus momenteel ligt op klanten binnen de publieke sector. Ze is actief betrokken bij het bouwen van oplossingen en het stimuleren van gesprekken waarmee organisaties hun duurzaamheidsdoelen zowel in als via de cloud kunnen bereiken.
Anirudh Viswanathan โ is een Sr Product Manager, Technisch โ Externe Services bij het SageMaker geospatial ML-team. Hij heeft een Masters in Robotics van de Carnegie Mellon University en een MBA van de Wharton School of Business, en wordt op meer dan 50 patenten uitgeroepen tot uitvinder. Hij houdt van langeafstandslopen, het bezoeken van kunstgalerijen en Broadway-shows.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- BlockOffsets. Eigendom voor milieucompensatie moderniseren. Toegang hier.
- Bron: https://aws.amazon.com/blogs/machine-learning/designing-resilient-cities-at-arup-using-amazon-sagemaker-geospatial-capabilities/
- : heeft
- :is
- :waar
- $UP
- 1
- 100
- 12
- 15%
- 16
- 19
- 20
- 2022
- 3d
- 50
- 51
- 7
- 9
- a
- in staat
- versnellen
- versneld
- toegang
- Account
- nauwkeurig
- Bereiken
- over
- actief
- Extra
- aangesproken
- adviseren
- agentschap
- landbouw
- AIR
- Alexander
- Alles
- toelaten
- toestaat
- naast
- ook
- Amazone
- Amazon Sage Maker
- Amazon SageMaker georuimtelijk
- Amazon Web Services
- Ambient
- an
- analyses
- analyse
- analyseert
- en
- Angeles
- elke
- api
- Aanvraag
- toepassingen
- toegepast
- geldt
- Solliciteer
- Het toepassen van
- ZIJN
- GEBIED
- gebieden
- rond
- Kunst
- Kunstgallerijen
- AS
- aanwinst
- Hulp
- Associรซren
- At
- Overheid
- webmaster.
- Beschikbaar
- per direct beschikbaar
- AWS
- AWS professionele services
- achtergrond
- BAND
- baseren
- gebaseerde
- BE
- BEST
- Betere
- Verder
- Blauw
- zowel
- brengen
- bristol
- breed
- bouw
- Gebouw
- ingebouwd
- bedrijfsdeskundigen
- by
- berekend
- het berekenen van
- berekening
- CAN
- mogelijkheden
- Carnegie Mellon
- geval
- catalogus
- veroorzaakt
- veroorzakend
- centraal
- uitdagen
- uitdagingen
- controle
- keuzes
- Steden
- burgers
- Plaats
- klassen
- klanten
- Klimaat
- Cloud
- CLOUD-TECHNOLOGIE
- code
- samenwerken
- samenwerking
- Het verzamelen van
- Collectie
- Collective
- combinatie van
- combineren
- gecombineerde
- combineren
- comfort
- vergeleken
- compleet
- Voltooid
- complex
- complexiteit
- Berekenen
- voorwaarden
- Gedrag
- consequent
- troosten
- bouw
- consultancy
- consultants
- conversaties
- kon
- deksel
- dekking
- aan het bedekken
- en je merk te creรซren
- aangemaakt
- Op dit moment
- Klanten
- gegevens
- gegevensanalyse
- Gegevensplatform
- data punten
- data scientist
- datasets
- Besluitvorming
- beslissingen
- verlagen
- toegewijd aan
- deep
- diepgaand leren
- het leveren van
- levert
- implementeren
- beschrijven
- Design
- ontwerpers
- ontwerpen
- ontwerpen
- ontwikkelen
- Ontwikkelaar
- ontwikkelaars
- Ontwikkeling
- verschil
- anders
- digitaal
- directe
- direct
- aandrijving
- twee
- gedurende
- elk
- aarde
- gemakkelijker
- En het is heel gemakkelijk
- ecosystemen
- effect
- doeltreffendheid
- efficiรซnt
- inspanning
- elimineert
- emissies
- machtigen
- in staat stellen
- maakt
- energie-niveau
- Ingenieurs
- verrijken
- Geheel
- Milieu
- milieu
- omgevingen
- ESA
- Zelfs
- EVENTS
- teveel
- bestaand
- expertise
- deskundigen
- Verken
- Verkennen
- extern
- extreem
- sneller
- weinig
- finale
- VIND DE PLEK DIE PERFECT VOOR JOU IS
- Voornaam*
- Focus
- richt
- gericht
- Voor
- Voorspelling
- gevonden
- Frequentie
- vaak
- oppompen van
- functionaliteit
- verder
- toekomst
- galeries
- GAS
- geografisch
- geografisch
- Georuimtelijke ML
- krijgen
- Globaal
- Doelen
- grafiek
- beste
- Groen
- Ground
- Groeit
- leiding
- handen
- Hebben
- he
- Gezondheid
- hulp
- helpt
- hier
- Hoge
- hoger
- hoogst
- zijn
- historisch
- houdt
- HOURS
- Hoe
- Echter
- HTML
- HTTPS
- reusachtig
- menselijk
- ideaal
- identificeren
- het identificeren van
- if
- afbeeldingen
- Impact
- Effecten
- verbeterd
- verbetert
- het verbeteren van
- in
- Inclusief
- nemen
- meer
- meer
- index
- -industrie
- beรฏnvloeden
- informatie
- Infrastructuur
- eerste
- invoer
- ingangen
- inzicht
- inzichten
- geรฏntegreerde
- interactieve
- belang
- tussenkomst
- in
- betrokken zijn
- Eilanden
- IT
- Jobomschrijving:
- Vacatures
- jpg
- sleutel
- Sleutelgebieden
- bekend
- Labs
- Land
- Groot
- grootschalig
- groter
- later
- gelaagde
- Leadership
- leidend
- Leads
- leren
- Lengte
- Life
- licht
- als
- Lijst
- plaats
- London
- de
- Los Angeles
- verloren
- machine
- machine learning
- gemaakt
- maken
- beheerd
- manager
- handmatig
- kaart
- Mark
- materieel
- wiskunde
- Materie
- Mei..
- maatregel
- Maak kennis met
- Mellon
- Metriek
- miljoenen
- minuten
- verzachting
- ML
- model
- modellering
- modellen
- Modern
- meer
- meervoudig
- Mumbai
- naam
- Genoemd
- NASA
- nationaal
- inheemse
- Naturel
- Nabij
- Noodzaak
- nodig
- New
- volgende
- nu
- object
- of
- on
- Onboarding
- EEN
- open source
- Operations
- optimaliseren
- or
- organisaties
- organiserende
- anders-
- onze
- uit
- Resultaat
- uitgang
- over
- totaal
- het te bezitten.
- eigenaren
- parameters
- deel
- bijzonder
- partnered
- partnering
- voorbij
- Voorbijgaand
- passie
- Octrooien
- Hoogtepunt
- Mensen
- Uitvoeren
- prestatie
- periodes
- pixel
- vliegtuig
- gepland
- platform
- Plato
- Plato gegevensintelligentie
- PlatoData
- punten
- Veelhoek
- bevolking
- Portret
- vormt
- positief
- mogelijkheden
- mogelijk
- Post
- energie
- praktijk
- Kostbaar
- Voorspellingen
- voorbereiding
- Bereidt zich voor
- voorbereiding
- gepresenteerd
- die eerder
- Voorafgaand
- Verwerkt
- processen
- produceren
- Product
- productontwerp
- productontwikkeling
- product manager
- professioneel
- project
- projecties
- projecten
- vastgoed
- eigendom
- bewezen
- zorgen voor
- mits
- providers
- biedt
- het verstrekken van
- publiek
- voortvarend
- Python
- kwaliteit
- reeks
- record
- Rood
- verminderen
- vermindert
- vermindering
- verwijzen
- verfijnd
- weerspiegeld
- vanop
- vertegenwoordiger
- nodig
- onderzoek
- bewoners
- veerkrachtig
- Resolutie
- Resources
- resultaat
- Resultaten
- onthult
- Richard
- streng
- Stijgen
- Risico
- robotica
- lopen
- lopend
- landelijk
- s
- sagemaker
- satelliet
- besparing
- schaalbare
- Scale
- scenario's
- School
- Wetenschapper
- wetenschappers
- naadloos
- sector
- Sectoren
- veiligheid
- senior
- Diensten
- reeks
- verscheidene
- ze
- moet
- Shows
- kant
- Eenvoudig
- single
- Maat
- Klein
- So
- oplossing
- Oplossingen
- Het oplossen van
- sommige
- bronnen
- ruimten
- specialist
- specialiseert
- specifiek
- stack
- stapelen
- gestart
- Status
- Stap voor
- Stappen
- mediaopslag
- opgeslagen
- bewaartemperatuur
- strategieรซn
- structuren
- studies
- geslaagd
- dergelijk
- zomer
- geleverde
- ondersteunde
- nabijgelegen
- Duurzaamheid
- duurzaam
- Duurzame ontwikkeling
- system
- tactiek
- Nemen
- neemt
- tamara
- doelen
- team
- teams
- Technisch
- technieken
- Technologie
- proef
- dat
- De
- De omgeving
- Brittanniรซ
- hun
- Ze
- thema's
- harte
- warmte-
- Deze
- ze
- dit
- die
- gedachte
- thought leadership
- Door
- niet de tijd of
- naar
- vandaag
- tokyo
- nam
- tools
- tools
- Totaal
- in de richting van
- spoor
- track record
- traditioneel
- Trainen
- getraind
- Transformeren
- Uk
- begrip
- eenheid
- universiteit-
- openen
- ontgrendelen
- stedelijk
- Gebruik
- .
- gebruikt
- toepassingen
- gebruik
- utilities
- Gebruik makend
- waarde
- Values
- variรซteit
- divers
- vendors
- visualisatie
- visualiseren
- Kwetsbaar
- was
- Water
- Manier..
- manieren
- Weer
- web
- webservices
- weken
- GOED
- waren
- wharton
- wanneer
- welke
- en
- breed
- wil
- venster
- Met
- binnen
- workflows
- van het allerbeste niveau
- het schrijven van
- You
- Your
- zephyrnet