Această postare este în colaborare cu Richard Alexander și Mark Hallows de la Arup.
Arup este un colectiv global de designeri, consultanți și experți dedicat dezvoltării durabile. Datele stau la baza consultanței Arup pentru clienți, cu colectări și analize de clasă mondială care oferă informații pentru a avea un impact.
Soluția prezentată aici este de a direcționa procesele de luare a deciziilor pentru proiectarea rezistentă a orașului. Informarea deciziilor de proiectare către alegeri mai durabile reduce efectul general al insulelor de căldură urbană (UHI) și îmbunătățește parametrii calității vieții pentru calitatea aerului, calitatea apei, acustica urbană, biodiversitate și confortul termic. Identificarea zonelor cheie într-un mediu urban pentru intervenție permite Arup să ofere cele mai bune îndrumări din industrie și să creeze o calitate mai bună a vieții pentru cetățenii de pe întreaga planetă.
Insulele de căldură urbane descriu efectul pe care zonele urbane îl au asupra temperaturii în comparație cu mediile rurale din jur. Înțelegerea modului în care UHI afectează orașele noastre duce la proiecte îmbunătățite care reduc impactul căldurii urbane asupra rezidenților. Efectul UHI afectează sănătatea umană, emisiile de gaze cu efect de seră și calitatea apei și duce la creșterea consumului de energie. Pentru autoritățile orașului, proprietarii de active și dezvoltatori, înțelegerea impactului asupra populației este cheia pentru îmbunătățirea calității vieții și a ecosistemelor naturale. Modelarea cu acuratețe a UHI este o provocare complexă, pe care Arup o rezolvă acum cu date de observare a Pământului și Amazon SageMaker.
Această postare arată cum Arup s-a asociat cu AWS pentru a efectua analize de observare a pământului Capacitățile geospațiale Amazon SageMaker pentru a debloca statisticile UHI din imaginile din satelit. Capacitățile geospațiale SageMaker le facilitează oamenilor de știință ai datelor și inginerilor de învățare automată (ML) să construiască, să antreneze și să implementeze modele folosind date geospațiale. Capacitățile geospațiale SageMaker vă permit să transformați și să îmbogățiți în mod eficient seturi de date geospațiale la scară largă, să accelerați dezvoltarea produselor și timpul necesar pentru înțelegere cu modele ML pregătite în prealabil și să explorați predicțiile modelului și datele geospațiale pe o hartă interactivă folosind grafică accelerată 3D și vizualizare încorporată unelte.
Prezentare generală a soluției
Soluția inițială se concentrează pe Londra, unde în timpul unui val de căldură din vara anului 2022, Agenția pentru Securitate a Sănătății din Marea Britanie a estimat 2,803 decese în exces au fost cauzate de căldură. Identificarea zonelor dintr-un mediu urban în care oamenii pot fi mai vulnerabili la efectul UHI permite serviciilor publice să direcționeze asistența acolo unde va avea cel mai mare impact. Acest lucru poate fi prognozat chiar înainte de evenimentele de temperatură ridicată, reducând impactul vremii extreme și oferind un rezultat pozitiv pentru locuitorii orașului.
Datele de observare a Pământului (EO) au fost utilizate pentru a efectua analiza la scară de oraș. Cu toate acestea, dimensiunea totală ridică provocări cu modalitățile tradiționale de stocare, organizare și interogare a datelor pentru zone geografice mari. Arup a abordat această provocare prin parteneriatul cu AWS și folosind capabilitățile geospațiale SageMaker pentru a permite analiza la scară de oraș și nu numai. Pe măsură ce zona geografică crește la zone metropolitane mai mari, cum ar fi Los Angeles sau Tokyo, cu atât este nevoie de mai multă stocare și calcul pentru analiză. Elasticitatea infrastructurii AWS este ideală pentru analizele UHI ale mediilor urbane de orice dimensiune.
Soluția: UHeat
Arup a folosit SageMaker pentru a dezvolta UHeat, o soluție digitală care analizează zone uriașe ale orașelor pentru a identifica anumite clădiri, structuri și materiale care provoacă creșterea temperaturii. UHeat folosește o combinație de imagini din satelit și date climatice open-source pentru a efectua analiza.
O echipă mică de la Arup a întreprins analiza inițială, timp în care oamenii de știință de date suplimentare trebuiau instruiți cu privire la instrumentele și fluxurile de lucru SageMaker. Integrarea oamenilor de știință de date într-un nou proiect obișnuia să dureze săptămâni folosind instrumente interne. Acest lucru durează acum câteva ore cu SageMaker.
Primul pas al oricărei analize EO este colectarea și pregătirea datelor. Cu SageMaker, Arup poate accesa date dintr-un catalog de furnizori de date geospațiale, inclusiv Sentinel-2 date, care au fost utilizate pentru analiza de la Londra. Accesul încorporat la setul de date geospațiale economisește săptămâni de efort altfel pierdute pentru colectarea și pregătirea datelor de la diverși furnizori și furnizori de date. Imaginile EO sunt adesea formate din plăci mici care, pentru a acoperi o zonă de dimensiunea Londrei, trebuie combinate. Aceasta este cunoscută ca a geomozaic, care poate fi creat automat utilizând operațiunile geospațiale gestionate într-un SageMaker Lucru de observare geomozaică a Pământului.
După ce datele EO pentru zona de interes sunt compilate, pot fi extrași parametrii cheie de influență pentru analiză. Pentru UHI, Arup trebuia să poată obține date despre parametrii pentru geometria clădirii, materialele de construcție, sursele de căldură antropice și acoperirea spațiilor verzi existente și planificate. Folosind imagini optice, cum ar fi Sentinel-2, pot fi calculate clase de acoperire a terenului, inclusiv clădiri, drumuri, apă, acoperire cu vegetație, teren gol și albedo (măsura reflectivității) fiecăreia dintre aceste suprafețe.
Calcularea valorilor din diferitele benzi din imaginile din satelit le permite să fie utilizate ca intrări în SUEWS model, care oferă o modalitate riguroasă de calculare a efectului UHI. Rezultatele SUEWS sunt apoi vizualizate, în acest caz cu platforma de date geospațiale existentă a Arup. Prin ajustarea unor valori precum albedo-ul unei anumite locații, Arup poate testa efectul strategiilor de atenuare. Performanța albedo poate fi îmbunătățită și mai mult în simulări prin modelarea diferitelor materiale de construcție, placare sau acoperiș. Arup a descoperit că într-o zonă a Londrei, creșterea albedo-ului de la 0.1 la 0.9 ar putea scădea temperatura ambiantă cu 1.1 ° C în condițiile de vârf. Pe zone mai mari de interes, această modelare poate fi folosită și pentru a prognoza efectul UHI alături de proiecțiile climatice pentru a cuantifica amploarea efectului UHI.
Cu date istorice din surse precum Sentinel-2, studiile temporale pot fi finalizate. Acest lucru îi permite lui Arup să vizualizeze efectul UHI în perioadele de interes, cum ar fi caniculă din vara 2022 de la Londra. The Instantaneu Urban Căldură Cercetările efectuate de Arup dezvăluie modul în care efectul UHI crește temperaturile în orașe precum Londra, Madrid, Mumbai și Los Angeles.
Colectarea datelor pentru o zonă de interes
SageMaker elimină complexitățile în colectarea manuală a datelor pentru joburile de observare a Pământului (EOJ) prin furnizarea unui catalog de furnizori de date geospațiale. Din momentul scrierii acestui articol, USGS Landsat, Sentinel-1, Copernicus DEM, NAIP: Programul Național de Imagini Agricole, și Sentinel-2 datele sunt disponibile direct din catalog. Îți poți aduce și pe al tău Planetă Date de laborator atunci când sunt necesare imagini la o rezoluție și o frecvență mai mare. Accesul încorporat la setul de date geospațiale economisește săptămâni de efort altfel pierdute pentru colectarea datelor de la diverși furnizori și furnizori de date. Trebuie furnizate coordonatele pentru zona de interes a poligonului, precum și intervalul de timp pentru momentul în care au fost colectate imaginile EO.
Următorul pas al lui Arup a fost să combine aceste imagini într-un singur raster mai mare care acoperă întreaga zonă de interes. Aceasta este cunoscută ca mozaicizarea si se sprijina prin trecere GeoMosaicConfig către SageMaker StartEarthObservationJob API-ul.
Am oferit câteva exemple de cod reprezentative pentru pașii pe care i-a parcurs Arup:
Acest lucru poate dura ceva timp pentru a finaliza. Puteți verifica starea joburilor dvs. astfel:
reeşantionare
Apoi, rasterul este reeșantionat pentru a normaliza dimensiunea pixelilor în imaginile colectate. Poți să folosești ResamplingConfig pentru a realiza acest lucru furnizând valoarea lungimii unei laturi a pixelului:
Determinarea acoperirii
Determinarea acoperirii terenului, cum ar fi vegetația, este posibilă prin aplicarea unui indice de vegetație diferență normalizat (NDVI). În practică, aceasta poate fi calculată din intensitatea luminii roșii și infraroșii apropiate reflectate. Pentru a aplica un astfel de calcul datelor EO din SageMaker, BandMathConfig poate fi furnizat către StartEarthObservationJob API-uri:
Putem vizualiza rezultatul lucrării de matematică a benzii în instrumentul de vizualizare a capabilităților geospațiale SageMaker. Capacitățile geospațiale SageMaker vă pot ajuta să suprapuneți predicțiile modelului pe o hartă de bază și să ofere vizualizare stratificată pentru a facilita colaborarea. Vizualizatorul interactiv alimentat de GPU și notebook-urile Python oferă o modalitate simplă de a explora milioane de puncte de date într-o singură fereastră, precum și de a colabora la informații și rezultate.
Pregătirea pentru vizualizare
Ca pas final, Arup pregătește diferitele benzi și benzi calculate pentru vizualizare combinându-le într-un singur GeoTIFF. Pentru stivuirea benzilor, EOJ-urile SageMaker pot fi trecute StackConfig obiect, unde rezoluția de ieșire poate fi setată pe baza rezoluțiilor imaginilor de intrare:
În cele din urmă, ieșirea GeoTIFF poate fi stocată pentru o utilizare ulterioară în Serviciul Amazon de stocare simplă (Amazon S3) sau vizualizate folosind capabilitățile geospațiale SageMaker. Prin stocarea rezultatelor în Amazon S3, Arup poate folosi analiza în proiecte noi și poate încorpora datele în noi joburi de inferență. În cazul lui Arup, ei au folosit GeoTIFF procesat în instrumentele lor existente de vizualizare a sistemului de informații geografice pentru a produce vizualizări în concordanță cu temele lor de proiectare a produselor.
Concluzie
Utilizând funcționalitatea nativă a SageMaker, Arup a reușit să efectueze o analiză a efectului UHI la scară de oraș, care anterior dura săptămâni, în câteva ore. Acest lucru ajută Arup să le permită propriilor clienți să-și atingă obiectivele de sustenabilitate mai rapid și restrânge zonele de interes în care ar trebui aplicate strategiile de atenuare a efectului UHI, economisind resurse prețioase și optimizând tacticile de atenuare. Analiza poate fi, de asemenea, integrată în instrumentele viitoare de observare a Pământului, ca parte a proiectelor mai mari de analiză a riscurilor, și îi ajută pe clienții Arup să prognozeze efectul UHI în diferite scenarii.
Companii precum Arup deblochează sustenabilitatea prin cloud cu date de observare a pământului. Deblocați posibilitățile de date de observare a Pământului în proiectele dvs. de sustenabilitate, explorând astăzi capabilitățile geospațiale SageMaker pe consola SageMaker. Pentru a afla mai multe, consultați Capacitățile geospațiale Amazon SageMaker, sau pune mâna pe a soluție de orientare.
Despre Autori
Richard Alexander este cercetător asociat de date geospațiale la Arup, cu sediul în Bristol. Are un istoric dovedit de a construi echipe de succes și de a conduce și a furniza proiecte legate de observarea pământului și știința datelor în mai multe sectoare de mediu.
Mark Hallows este specialist în teledetecție la Arup, cu sediul în Londra. Mark oferă experiență în observarea Pământului și analiza datelor geospațiale unei game largi de clienți și oferă perspective și leadership de gândire folosind atât învățarea automată tradițională, cât și tehnicile de învățare profundă.
Thomas Attree este arhitect senior de soluții la Amazon Web Services cu sediul în Londra. În prezent, Thomas ajută clienții din industria de energie electrică și utilități și își aplică pasiunea pentru sustenabilitate pentru a-i ajuta pe clienți să proiecteze aplicații pentru eficiența energetică, precum și să ofere consiliere cu privire la utilizarea tehnologiei cloud pentru a împuternici proiectele de sustenabilitate.
Tamara Herbert este dezvoltator senior de aplicații cu AWS Professional Services în Marea Britanie. Ea este specializată în construirea de aplicații moderne și scalabile pentru o mare varietate de clienți, concentrându-se în prezent pe cei din sectorul public. Ea este implicată activ în construirea de soluții și promovarea conversațiilor care permit organizațiilor să-și atingă obiectivele de sustenabilitate atât în cloud, cât și prin intermediul cloud-ului.
Anirudh Viswanathan – este manager de produs senior, servicii tehnice – externe cu echipa SageMaker geospatial ML. El deține un master în robotică de la Universitatea Carnegie Mellon și un MBA de la Wharton School of Business și este numit inventator pentru peste 50 de brevete. Îi place să alerge pe distanțe lungi, să viziteze galerii de artă și spectacole pe Broadway.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- BlockOffsets. Modernizarea proprietății de compensare a mediului. Accesați Aici.
- Sursa: https://aws.amazon.com/blogs/machine-learning/designing-resilient-cities-at-arup-using-amazon-sagemaker-geospatial-capabilities/
- :are
- :este
- :Unde
- $UP
- 1
- 100
- 12
- 15%
- 16
- 19
- 20
- 2022
- 3d
- 50
- 51
- 7
- 9
- a
- Capabil
- accelera
- accelerat
- acces
- Cont
- precis
- Obține
- peste
- activ
- Suplimentar
- adresat
- sfătui
- agenție
- agricultură
- AIR
- Alexander
- TOATE
- permite
- permite
- pe langa
- de asemenea
- Amazon
- Amazon SageMaker
- Amazon SageMaker geospatial
- Amazon Web Services
- Înconjurător
- an
- analize
- analiză
- analize
- și
- Angeles
- Orice
- api
- aplicație
- aplicatii
- aplicat
- se aplică
- Aplică
- Aplicarea
- SUNT
- ZONĂ
- domenii
- în jurul
- Artă
- Galerii de arta
- AS
- activ
- Asistență
- Avocat Colaborator
- At
- Autoritățile
- în mod automat
- disponibil
- disponibil direct
- AWS
- Servicii profesionale AWS
- fundal
- GRUP
- de bază
- bazat
- BE
- CEL MAI BUN
- Mai bine
- Dincolo de
- Albastru
- atât
- aduce
- Bristol
- larg
- construi
- Clădire
- construit-in
- afaceri
- by
- calculată
- calcularea
- calcul
- CAN
- capacități
- Carnegie Mellon
- caz
- catalog
- cauzată
- provocând
- central
- contesta
- provocări
- verifica
- alegeri
- Oraşe
- cetăţenii
- Oraș
- clase
- clientii
- Climat
- Cloud
- TEHNOLOGIA CLOUD
- cod
- colabora
- colaborare
- Colectare
- colectare
- Colectiv
- combinaţie
- combina
- combinate
- combinând
- confort
- comparație
- Completă
- Terminat
- complex
- complexități
- Calcula
- Condiții
- Conduce
- consistent
- Consoleze
- construcţie
- consultanță
- Consultantii
- conversații
- ar putea
- acoperi
- acoperire
- acoperire
- crea
- a creat
- În prezent
- clienţii care
- de date
- analiza datelor
- Platforma de date
- puncte de date
- om de știință de date
- seturi de date
- Luarea deciziilor
- Deciziile
- scădea
- dedicat
- adânc
- învățare profundă
- livrarea
- Oferă
- implementa
- descrie
- Amenajări
- Designerii
- proiect
- modele
- dezvolta
- Dezvoltator
- Dezvoltatorii
- Dezvoltare
- diferenţă
- diferit
- digital
- direcționa
- direct
- conducere
- două
- în timpul
- fiecare
- Pământ
- mai ușor
- uşor
- ecosistemele
- efect
- eficiență
- eficient
- efort
- elimină
- Emisiile
- împuternici
- permite
- permite
- energie
- inginerii
- îmbogăți
- Întreg
- Mediu inconjurator
- de mediu
- medii
- SAE
- Chiar
- evenimente
- exces
- existent
- expertiză
- experți
- explora
- Explorarea
- extern
- extremă
- mai repede
- puțini
- final
- Găsi
- First
- Concentra
- se concentrează
- concentrându-se
- Pentru
- Prognoză
- găsit
- Frecvență
- frecvent
- din
- funcționalitate
- mai mult
- viitor
- galerii
- GAS
- geografic
- geografice
- ML geospațial
- obține
- Caritate
- Goluri
- grafică
- cea mai mare
- Verde
- Teren
- creste
- îndrumare
- mâini
- Avea
- he
- Sănătate
- ajutor
- ajută
- aici
- Înalt
- superior
- cea mai mare
- lui
- istoric
- deține
- ORE
- Cum
- Totuși
- HTML
- HTTPS
- mare
- uman
- ideal
- identifica
- identificarea
- if
- imagini
- Impactul
- Impacturi
- îmbunătățit
- îmbunătăţeşte
- îmbunătățirea
- in
- Inclusiv
- incorpora
- a crescut
- crescând
- index
- industrie
- influențarea
- informații
- Infrastructură
- inițială
- intrare
- intrări
- înţelegere
- perspective
- integrate
- interactiv
- interes
- intervenţie
- în
- implicat
- Insulele
- IT
- Loc de munca
- Locuri de munca
- jpg
- Cheie
- Domenii-cheie
- cunoscut
- Labs
- Țară
- mare
- pe scară largă
- mai mare
- mai tarziu
- stratificat
- Conducere
- conducere
- Conduce
- învăţare
- Lungime
- Viaţă
- ușoară
- ca
- Listă
- locaţie
- Londra
- lor
- Los Angeles
- pierdut
- maşină
- masina de învățare
- făcut
- face
- gestionate
- manager
- manual
- Hartă
- marca
- Materiale
- matematica
- materie
- Mai..
- măsura
- Întâlni
- pepene
- Metrici
- milioane
- minute
- atenuare
- ML
- model
- modelare
- Modele
- Modern
- mai mult
- multiplu
- Mumbai
- nume
- Numit
- NASA
- național
- nativ
- Natural
- În apropiere
- Nevoie
- necesar
- Nou
- următor
- acum
- obiect
- of
- on
- La imbarcare
- ONE
- open-source
- Operațiuni
- optimizarea
- or
- organizații
- organizator
- in caz contrar
- al nostru
- afară
- Rezultat
- producție
- peste
- global
- propriu
- Proprietarii
- parametrii
- parte
- special
- parteneriat
- partenerială
- Trecut
- Care trece
- pasiune
- Brevete de inventie
- Vârf
- oameni
- Efectua
- performanță
- perioadele
- Pixel
- planetă
- planificat
- platformă
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- puncte
- Poligon
- populație
- portret
- ridică
- pozitiv
- posibilităţile de
- posibil
- Post
- putere
- practică
- Pretios
- Predictii
- pregătire
- Se pregătește
- pregătirea
- prezentat
- în prealabil
- anterior
- Procesat
- procese
- produce
- Produs
- design de produs
- dezvoltare de produs
- manager de produs
- profesional
- proiect
- proiecţiile
- Proiecte
- proprietăţi
- proprietate
- dovedit
- furniza
- prevăzut
- furnizori
- furnizează
- furnizarea
- public
- împingerea
- Piton
- calitate
- gamă
- record
- Roșu
- reduce
- reduce
- reducerea
- trimite
- rafinat
- reflectat
- la distanta
- reprezentant
- necesar
- cercetare
- rezidenți
- elastic
- Rezoluţie
- Resurse
- rezultat
- REZULTATE
- dezvaluie
- Richard
- riguros
- Ridica
- Risc
- robotica
- Alerga
- funcţionare
- Rural
- s
- sagemaker
- satelit
- economisire
- scalabil
- Scară
- scenarii
- Şcoală
- Om de stiinta
- oamenii de stiinta
- fără sudură
- sector
- sectoare
- securitate
- senior
- Servicii
- set
- câteva
- ea
- să
- Emisiuni
- parte
- simplu
- singur
- Mărimea
- mic
- So
- soluţie
- soluţii
- Rezolvarea
- unele
- Surse
- spații
- specialist
- specializată
- specific
- stivui
- stivuire
- început
- Stare
- Pas
- paşi
- depozitare
- stocate
- stocarea
- strategii
- structurile
- studiu
- de succes
- astfel de
- de vară
- furnizat
- Suportat
- Înconjurător
- Durabilitate
- durabilă
- Dezvoltare Durabilă
- sistem
- tactică
- Lua
- ia
- Tamara
- obiective
- echipă
- echipe
- Tehnic
- tehnici de
- Tehnologia
- test
- acea
- Zona
- Marea Britanie
- lor
- Lor
- tematică
- apoi
- termic
- Acestea
- ei
- acest
- aceste
- gândit
- conducerea gândirii
- Prin
- timp
- la
- astăzi
- Tokyo
- a luat
- instrument
- Unelte
- Total
- față de
- urmări
- istoric
- tradiţional
- Tren
- dresat
- Transforma
- Uk
- înţelegere
- unitate
- universitate
- deschide
- deblocare
- urban
- Folosire
- utilizare
- utilizat
- utilizări
- folosind
- utilitati
- Utilizand
- valoare
- Valori
- varietate
- diverse
- furnizori
- vizualizare
- imagina
- vulnerabil
- a fost
- Apă
- Cale..
- modalități de
- Vreme
- web
- servicii web
- săptămâni
- BINE
- au fost
- Wharton
- cand
- care
- în timp ce
- larg
- voi
- fereastră
- cu
- în
- fluxuri de lucru
- de clasă mondială
- scris
- Tu
- Ta
- zephyrnet