Ta objava je nastala v soavtorstvu z Richardom Alexandrom in Markom Hallowsom iz podjetja Arup.
Arup je globalni kolektiv oblikovalcev, svetovalcev in strokovnjakov, ki se posvečajo trajnostnemu razvoju. Podatki podpirajo Arupovo svetovanje za stranke z zbiranjem in analizo svetovnega razreda, ki zagotavlja vpogled v učinek.
Tukaj predstavljena rešitev je usmerjanje procesov odločanja za prožno zasnovo mesta. Informiranje pri načrtovalskih odločitvah v smeri bolj trajnostnih odločitev zmanjša splošni učinek mestnih toplotnih otokov (UHI) in izboljša merila kakovosti življenja za kakovost zraka, kakovost vode, mestno akustiko, biotsko raznovrstnost in toplotno udobje. Identifikacija ključnih območij v urbanem okolju za posredovanje omogoča Arupu, da zagotovi najboljše smernice v industriji in ustvari boljšo kakovost življenja za državljane po vsem planetu.
Mestni toplotni otoki opisujejo učinek mestnih območij na temperaturo v primerjavi z okoliškimi podeželskimi okolji. Razumevanje, kako UHI vpliva na naša mesta, vodi do izboljšanih zasnov, ki zmanjšujejo vpliv mestne vročine na prebivalce. Učinek UHI vpliva na zdravje ljudi, emisije toplogrednih plinov in kakovost vode ter vodi do povečane porabe energije. Za mestne oblasti, lastnike sredstev in razvijalce je razumevanje vpliva na prebivalstvo ključno za izboljšanje kakovosti življenja in naravnih ekosistemov. Natančno modeliranje UHI je kompleksen izziv, ki ga Arup zdaj rešuje s podatki opazovanja zemlje in Amazon SageMaker.
Ta objava prikazuje, kako je Arup sodeloval z AWS pri izvedbi analize opazovanja zemlje Geoprostorske zmogljivosti Amazon SageMaker za odklepanje vpogledov UHI iz satelitskih posnetkov. Geoprostorske zmogljivosti SageMaker znanstvenikom za podatke in inženirjem strojnega učenja (ML) olajšajo izdelavo, usposabljanje in uvajanje modelov z uporabo geoprostorskih podatkov. Geoprostorske zmogljivosti SageMaker vam omogočajo učinkovito preoblikovanje in obogatitev obsežnih geoprostorskih podatkovnih nizov, pospešitev razvoja izdelkov in časa za vpogled z vnaprej usposobljenimi modeli ML ter raziskovanje napovedi modela in geoprostorskih podatkov na interaktivnem zemljevidu z uporabo 3D pospešene grafike in vgrajene vizualizacije orodja.
Pregled rešitve
Prvotna rešitev se osredotoča na London, kjer je med vročinskim valom poleti 2022 Agencija Združenega kraljestva za zdravstveno varnost ocenjenih 2,803 dodatnih smrti nastale zaradi vročine. Prepoznavanje območij v urbanem okolju, kjer so lahko ljudje bolj ranljivi za učinek UHI, omogoča javnim službam, da pomoč usmerijo tja, kjer bo imela največji učinek. To je mogoče celo napovedati pred pojavom visokih temperatur, kar zmanjša vpliv ekstremnih vremenskih razmer in zagotovi pozitiven rezultat za prebivalce mest.
Podatki opazovanja Zemlje (EO) so bili uporabljeni za izvedbo analize na ravni mesta. Vendar pa skupna velikost predstavlja izziv pri tradicionalnih načinih shranjevanja, organiziranja in poizvedovanja po podatkih za velika geografska območja. Arup se je lotil tega izziva tako, da je sodeloval z AWS in uporabil geoprostorske zmogljivosti SageMaker za omogočanje analize na ravni mesta in širše. Ko se geografsko območje razširi na večja metropolitanska območja, kot sta Los Angeles ali Tokio, je potrebnih več prostora za shranjevanje in računalništvo za analizo. Elastičnost infrastrukture AWS je idealna za analize UHI urbanih okolij vseh velikosti.
Rešitev: UHeat
Arup je za razvoj uporabil SageMaker UHeat, digitalna rešitev, ki analizira ogromna območja mest, da prepozna določene zgradbe, strukture in materiale, ki povzročajo dvig temperature. UHeat za izvedbo analize uporablja kombinacijo satelitskih posnetkov in odprtokodnih podnebnih podatkov.
Majhna ekipa v podjetju Arup se je lotila začetne analize, med katero je bilo treba dodatne podatkovne znanstvenike usposobiti za orodja in poteke dela SageMaker. Uvajanje podatkovnih znanstvenikov v nov projekt je včasih trajalo tedne z uporabo lastnih orodij. To zdaj s SageMakerjem traja nekaj ur.
Prvi korak vsake analize EO je zbiranje in priprava podatkov. S SageMakerjem lahko Arup dostopa do podatkov iz kataloga ponudnikov geoprostorskih podatkov, vključno z Sentinel-2 podatki, ki so bili uporabljeni za analizo Londona. Vgrajeni dostop do nabora geoprostorskih podatkov prihrani tedne truda, ki bi ga sicer porabili za zbiranje in pripravo podatkov različnih ponudnikov in prodajalcev podatkov. Posnetki EO so pogosto sestavljeni iz majhnih ploščic, ki jih je treba združiti, da pokrijejo območje v velikosti Londona. To je znano kot a geomozaik, ki jih je mogoče ustvariti samodejno z uporabo upravljanih geoprostorskih operacij v SageMakerju Delo Geomosaic Earth Observation.
Ko so podatki EO za območje interesa zbrani, je mogoče izluščiti ključne vplivne parametre za analizo. Za UHI je moral Arup pridobiti podatke o parametrih za geometrijo stavb, gradbene materiale, antropogene vire toplote in pokritost obstoječih in načrtovanih zelenih površin. Z uporabo optičnih posnetkov, kot je Sentinel-2, je mogoče izračunati razrede pokrovnosti tal, vključno z zgradbami, cestami, vodo, rastlinskim pokrovom, golimi tlemi in albedom (mero odbojnosti) vsake od teh površin.
Izračun vrednosti iz različnih pasov na satelitskih posnetkih omogoča njihovo uporabo kot vnose v SUEWS model, ki zagotavlja strog način izračuna učinka UHI. Rezultati SUEWS so nato vizualizirani, v tem primeru z Arupovo obstoječo platformo geoprostorskih podatkov. S prilagajanjem vrednosti, kot je albedo določene lokacije, lahko Arup preizkusi učinek strategij ublažitve. Delovanje albeda je mogoče dodatno izboljšati v simulacijah z modeliranjem različnih gradbenih materialov, oblog ali strešnih kritin. Arup je ugotovil, da bi lahko na enem območju v Londonu povečanje albeda z 0.1 na 0.9 znižalo temperaturo okolice za 1.1 °C med najvišjimi pogoji. Na večjih območjih zanimanja se lahko to modeliranje uporablja tudi za napovedovanje učinka UHI skupaj s podnebnimi projekcijami za količinsko opredelitev obsega učinka UHI.
Z zgodovinskimi podatki iz virov, kot je Sentinel-2, je mogoče dokončati časovne študije. To Arupu omogoča vizualizacijo učinka UHI v zanimivih obdobjih, kot je vročinski val v Londonu poleti 2022. The Mestni toplotni posnetek raziskava, ki jo je zaključil Arup, razkriva, kako učinek UHI zvišuje temperature v mestih, kot so London, Madrid, Mumbaj in Los Angeles.
Zbiranje podatkov za področje zanimanja
SageMaker odpravlja zapletenost pri ročnem zbiranju podatkov za opravila opazovanja Zemlje (EOJ) z zagotavljanjem kataloga ponudnikov geoprostorskih podatkov. Od tega pisanja, USGS Landsat, Sentinel-1, Kopernik DEM, NAIP: Nacionalni program kmetijskih slikin Sentinel-2 podatki so na voljo neposredno iz kataloga. Prinesete lahko tudi svoje Planet Laboratorijski podatki, ko so potrebni posnetki v višji ločljivosti in pogostnosti. Vgrajeni dostop do nabora geoprostorskih podatkov prihrani tedne truda, ki bi ga sicer izgubili zaradi zbiranja podatkov od različnih ponudnikov podatkov in prodajalcev. Zagotoviti je treba koordinate za zanimivo poligonsko območje in časovni razpon, ko so bili posnetki EO zbrani.
Arupov naslednji korak je bil združiti te slike v večji enojni raster, ki pokriva celotno območje zanimanja. To je znano kot mozaikiranje in je podprt s prehodom GeoMosaicConfig za SageMaker ZačniEarthObservationJob API.
Zagotovili smo nekaj vzorcev kode, ki predstavljajo korake, ki jih je sprejel Arup:
To lahko traja nekaj časa. Status svojih delovnih mest lahko preverite takole:
Preoblikovanje
Nato se raster ponovno vzorči, da se normalizira velikost slikovnih pik na zbranih slikah. Lahko uporabiš ResamplingConfig da to dosežete tako, da podate vrednost dolžine stranice slikovne pike:
Določitev pokritosti
Določitev pokritosti tal, kot je vegetacija, je možna z uporabo normaliziranega vegetacijskega indeksa razlike (NDVI). V praksi se to lahko izračuna iz jakosti odbite rdeče in bližnje infrardeče svetlobe. Če želite uporabiti tak izračun za podatke EO znotraj SageMaker, je BandMathConfig se lahko dobavi v ZačniEarthObservationJob API-ji:
V orodju za vizualizacijo geoprostorskih zmožnosti SageMaker lahko vizualiziramo rezultat izpisa opravila pasovne matematike. Geoprostorske zmogljivosti SageMaker vam lahko pomagajo pri prekrivanju napovedi modela na osnovnem zemljevidu in zagotavljajo večplastno vizualizacijo za lažje sodelovanje. Interaktivni vizualizator, ki ga poganja GPE, in prenosni računalniki Python zagotavljajo brezhiben način za raziskovanje milijonov podatkovnih točk v enem oknu ter sodelovanje pri vpogledih in rezultatih.
Priprava na vizualizacijo
Kot zadnji korak Arup pripravi različne pasove in izračunane pasove za vizualizacijo tako, da jih združi v en sam GeoTIFF. Za zlaganje trakov lahko posredujete EOJ-je SageMaker StackConfig objekt, kjer je mogoče nastaviti izhodno ločljivost glede na ločljivosti vhodnih slik:
Končno lahko izhodni GeoTIFF shranite za kasnejšo uporabo Preprosta storitev shranjevanja Amazon (Amazon S3) ali vizualiziran z uporabo geoprostorskih zmogljivosti SageMaker. S shranjevanjem izhodnih podatkov v Amazon S3 lahko Arup uporabi analizo v novih projektih in vključi podatke v nova opravila sklepanja. V Arupovem primeru so uporabili obdelan GeoTIFF v svojem obstoječem orodju za vizualizacijo geografskega informacijskega sistema, da bi izdelali vizualizacije, ki so skladne s temami oblikovanja njihovih izdelkov.
zaključek
Z uporabo izvorne funkcionalnosti SageMakerja je Arup lahko v nekaj urah izvedel analizo učinka UHI na ravni mesta, ki je prej trajala tedne. To Arupu pomaga svojim strankam omogočiti, da hitreje dosežejo svoje trajnostne cilje, in zoži področja osredotočenosti, kjer bi bilo treba uporabiti strategije za ublažitev učinka UHI, prihrani dragocene vire in optimizira taktike ublažitve. Analizo je mogoče vključiti tudi v prihodnja orodja za opazovanje zemlje kot del večjih projektov analize tveganja in pomaga Arupovim strankam napovedati učinek UHI v različnih scenarijih.
Podjetja, kot je Arup, odpirajo trajnost skozi oblak s podatki opazovanja Zemlje. Odklenite možnosti podatkov opazovanja zemlje v svojih trajnostnih projektih tako, da raziščete geoprostorske zmogljivosti SageMaker na konzoli SageMaker še danes. Če želite izvedeti več, glejte Geoprostorske zmogljivosti Amazon SageMaker, ali se lotite a rešitev za vodenje.
O avtorjih
Richard Alexander je pridruženi znanstvenik za geoprostorske podatke pri Arupu s sedežem v Bristolu. Ima dokazane izkušnje pri oblikovanju uspešnih ekip ter vodenju in izvajanju projektov, povezanih z opazovanjem zemlje in podatkovno znanostjo, v več okoljskih sektorjih.
Mark Hallows je strokovnjak za daljinsko zaznavanje pri podjetju Arup s sedežem v Londonu. Mark nudi strokovno znanje na področju opazovanja Zemlje in analize geoprostorskih podatkov širokemu naboru strank ter zagotavlja vpoglede in miselno vodstvo z uporabo tradicionalnih tehnik strojnega in globokega učenja.
Thomas Attree je višji arhitekt rešitev pri Amazon Web Services s sedežem v Londonu. Thomas trenutno pomaga strankam v industriji električne energije in javnih služb ter svojo strast do trajnosti uporablja za pomoč strankam pri načrtovanju aplikacij za energetsko učinkovitost ter svetuje pri uporabi tehnologije v oblaku za krepitev trajnostnih projektov.
Tamara Herbert je višji razvijalec aplikacij pri AWS Professional Services v Združenem kraljestvu. Specializirana je za izdelavo sodobnih in razširljivih aplikacij za najrazličnejše stranke, trenutno se osredotoča na tiste v javnem sektorju. Aktivno sodeluje pri gradnji rešitev in spodbujanju pogovorov, ki organizacijam omogočajo izpolnjevanje njihovih trajnostnih ciljev v oblaku in prek njega.
Anirudh Viswanathan – je Sr produktni vodja, tehnične – zunanje storitve pri ekipi SageMaker geospatial ML. Ima magisterij iz robotike na Univerzi Carnegie Mellon in MBA na Wharton School of Business ter je imenovan za izumitelja na več kot 50 patentih. Uživa v teku na dolge proge, obiskuje umetniške galerije in predstave na Broadwayu.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
- vir: https://aws.amazon.com/blogs/machine-learning/designing-resilient-cities-at-arup-using-amazon-sagemaker-geospatial-capabilities/
- :ima
- : je
- :kje
- $GOR
- 1
- 100
- 12
- 15%
- 16
- 19
- 20
- 2022
- 3d
- 50
- 51
- 7
- 9
- a
- Sposobna
- pospeši
- pospešeno
- dostop
- Račun
- natančno
- Doseči
- čez
- aktivno
- Dodatne
- naslovljena
- svetuje
- agencija
- Kmetijstvo
- AIR
- Alexander
- vsi
- omogočajo
- omogoča
- skupaj
- Prav tako
- Amazon
- Amazon SageMaker
- Geoprostorski Amazon SageMaker
- Amazon Web Services
- Ambient
- an
- Analize
- Analiza
- analize
- in
- Angeles
- kaj
- API
- uporaba
- aplikacije
- uporabna
- velja
- Uporabi
- Uporaba
- SE
- OBMOČJE
- območja
- okoli
- Umetnost
- Umetnostna galerija
- AS
- sredstvo
- pomoč
- Sodelavec
- At
- Organi
- samodejno
- Na voljo
- na voljo neposredno
- AWS
- Strokovne storitve AWS
- ozadje
- bend
- baza
- temeljijo
- BE
- BEST
- Boljše
- Poleg
- Modra
- tako
- prinašajo
- bristol
- široka
- izgradnjo
- Building
- vgrajeno
- poslovni
- by
- izračuna
- izračun
- izračun
- CAN
- Zmogljivosti
- Carnegie Mellon
- primeru
- Katalog
- povzročilo
- povzroča
- Osrednji
- izziv
- izzivi
- preveriti
- možnosti
- Mesta
- Državljani
- mesto
- razredi
- stranke
- Podnebne
- Cloud
- TEHNOLOGIJA V OBLAKU
- Koda
- sodelovati
- sodelovanje
- Zbiranje
- zbirka
- Kolektivna
- kombinacija
- združujejo
- kombinirani
- združevanje
- udobje
- v primerjavi z letom
- dokončanje
- Končana
- kompleksna
- zapletenosti
- Izračunajte
- Pogoji
- Ravnanje
- dosledno
- Konzole
- Gradbeništvo
- svetovanje
- Svetovanje
- pogovorov
- bi
- pokrov
- pokritost
- kritje
- ustvarjajo
- ustvaril
- Trenutno
- Stranke, ki so
- datum
- Analiza podatkov
- Podatkovna platforma
- podatkovne točke
- podatkovni znanstvenik
- nabor podatkov
- Odločanje
- odločitve
- zmanjša
- namenjen
- globoko
- globoko učenje
- dostavo
- daje
- razporedi
- opisati
- Oblikovanje
- oblikovalci
- oblikovanje
- modeli
- Razvoj
- Razvojni
- Razvijalci
- Razvoj
- Razlika
- drugačen
- digitalni
- neposredna
- neposredno
- vožnjo
- 2
- med
- vsak
- Zemlja
- lažje
- lahka
- Ekosistemi
- učinek
- učinkovitosti
- učinkovito
- prizadevanje
- odpravlja
- Emisije
- opolnomočiti
- omogočajo
- omogoča
- energija
- Inženirji
- obogatiti
- Celotna
- okolje
- okolja
- okolja
- ESA
- Tudi
- dogodki
- presežek
- obstoječih
- strokovno znanje
- Strokovnjaki
- raziskuje
- Raziskovati
- zunanja
- ekstremna
- hitreje
- Nekaj
- končna
- Najdi
- prva
- Osredotočite
- Osredotoča
- osredotoča
- za
- Napoved
- je pokazala,
- frekvenca
- pogosto
- iz
- funkcionalnost
- nadalje
- Prihodnost
- galerije
- GAS
- geografsko
- geografsko
- Geoprostorski ML
- dobili
- Globalno
- Cilji
- grafika
- Največji
- Zelen
- Igrišče
- raste
- Navodila
- roke
- Imajo
- he
- Zdravje
- pomoč
- Pomaga
- tukaj
- visoka
- več
- najvišja
- njegov
- zgodovinski
- drži
- URE
- Kako
- Vendar
- HTML
- HTTPS
- velika
- človeškega
- idealen
- identificirati
- identifikacijo
- if
- slike
- vpliv
- Vplivi
- izboljšalo
- izboljšuje
- izboljšanju
- in
- Vključno
- vključi
- povečal
- narašča
- Indeks
- Industrija
- vplivati
- Podatki
- Infrastruktura
- začetna
- vhod
- vhodi
- vpogled
- vpogledi
- integrirana
- interaktivno
- obresti
- intervencije
- v
- vključeni
- Otoki
- IT
- Job
- Delovna mesta
- jpg
- Ključne
- Ključna področja
- znano
- Labs
- Država
- velika
- obsežne
- večja
- pozneje
- slojevito
- Vodstvo
- vodi
- Interesenti
- učenje
- dolžina
- življenje
- light
- kot
- Seznam
- kraj aktivnosti
- London
- jih
- Los Angeles
- izgubil
- stroj
- strojno učenje
- je
- Znamka
- upravlja
- upravitelj
- ročno
- map
- znamka
- materiali
- math
- Matter
- Maj ..
- merjenje
- Srečati
- Mellon
- Meritve
- milijoni
- Minute
- ublažitev
- ML
- Model
- modeliranje
- modeli
- sodobna
- več
- več
- Mumbai
- Ime
- Imenovan
- Nasa
- nacionalni
- materni
- naravna
- Blizu
- Nimate
- potrebna
- Novo
- Naslednja
- zdaj
- predmet
- of
- on
- Na vkrcanje
- ONE
- open source
- operacije
- optimizacijo
- or
- organizacije
- organiziranje
- drugače
- naši
- ven
- Rezultat
- izhod
- več
- Splošni
- lastne
- Lastniki
- parametri
- del
- zlasti
- partnerja
- partnerski
- opravil
- Podaje
- strast
- Patenti
- Peak
- ljudje
- Izvedite
- performance
- obdobja
- pixel
- planet
- načrtovano
- platforma
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- točke
- poligon
- prebivalstvo
- portret
- pozira
- pozitiven
- možnosti
- mogoče
- Prispevek
- moč
- praksa
- Precious
- Napovedi
- Priprava
- Pripravlja
- priprava
- predstavljeni
- prej
- Predhodna
- Predelano
- Procesi
- proizvodnjo
- Izdelek
- Oblikovanje izdelka
- Razvoj izdelkov
- produktni vodja
- strokovni
- Projekt
- Napovedi
- projekti
- Lastnosti
- nepremičnine
- dokazano
- zagotavljajo
- če
- ponudniki
- zagotavlja
- zagotavljanje
- javnega
- Potiskanje
- Python
- kakovost
- območje
- zapis
- Rdeča
- zmanjša
- zmanjšuje
- zmanjšanje
- glejte
- rafinirano
- odsevalo
- daljinsko
- predstavnik
- obvezna
- Raziskave
- prebivalci
- odporno
- Resolucija
- viri
- povzroči
- Rezultati
- Razkrije
- Richard
- strog
- Rise
- Tveganje
- robotika
- Run
- tek
- Podeželja
- s
- sagemaker
- satelit
- shranjevanje
- razširljive
- Lestvica
- scenariji
- <span style="color: #f7f7f7;">Šola</span>
- Znanstvenik
- Znanstveniki
- brezšivne
- sektor
- Sektorji
- varnost
- višji
- Storitve
- nastavite
- več
- je
- shouldnt
- Razstave
- strani
- Enostavno
- sam
- Velikosti
- majhna
- So
- Rešitev
- rešitve
- Reševanje
- nekaj
- Viri
- prostori
- specialist
- specializirano
- specifična
- sveženj
- zlaganje
- začel
- Status
- Korak
- Koraki
- shranjevanje
- shranjeni
- shranjevanje
- strategije
- strukture
- Študije
- uspešno
- taka
- poletje
- dobavljeno
- Podprti
- Okolica
- Trajnostni razvoj
- trajnostno
- Trajnostni razvoj
- sistem
- taktike
- Bodite
- meni
- Tamara
- Cilji
- skupina
- Skupine
- tehnični
- tehnike
- Tehnologija
- Test
- da
- O
- Območje
- UK
- njihove
- Njih
- teme
- POTEM
- toplotna
- te
- jih
- ta
- tisti,
- mislil
- miselno vodstvo
- skozi
- čas
- do
- danes
- tokio
- vzel
- orodje
- orodja
- Skupaj za plačilo
- proti
- sledenje
- evidenca
- tradicionalna
- Vlak
- usposobljeni
- Transform
- Uk
- razumevanje
- Enota
- univerza
- odklepanje
- odklepanje
- urbana
- Uporaba
- uporaba
- Rabljeni
- uporablja
- uporabo
- javne gospodarske službe
- Uporaben
- vrednost
- Vrednote
- raznolikost
- različnih
- prodajalci
- vizualizacija
- vizualizirati
- Ranljivi
- je
- Voda
- način..
- načini
- Vreme
- web
- spletne storitve
- Weeks
- Dobro
- so bili
- wharton
- kdaj
- ki
- medtem
- široka
- bo
- okno
- z
- v
- delovnih tokov
- svetovni razred
- pisanje
- Vi
- Vaša rutina za
- zefirnet