AI编制的全球光伏屋顶地图——绿色地球,从光伏开始

133天前     165

随着世界各地的城市化进程不断加快,扩大和优化现有空间的需求成为迫在眉睫需要解决的问题,很多利用城市屋顶空间来促进气候改善、粮食生产。其中一种“可持续屋顶”引起了NUS研究人员的关注,即利用如带有绿色植物和光伏板的屋顶,来减少城市碳排放。快来跟小编一起看看吧!

AI编制的全球光伏屋顶地图——绿色地球,从光伏开始

这是新加坡国立大学设计与环境学院多学科研究小组--新加坡国立大学城市分析实验室的研究项目。他们的研究发表在国际期刊《 景观与城市规划》上。

本篇就为大家介绍一下,如何评估并跟踪城市的实际表现。

Roofpedia

新加坡国立大学 (NUS) 设计与环境学院建筑系校长青年教授 Filip Biljecki 博士和新加坡国立大学建筑硕士毕业生 Abraham Noah Wu 开发了一种自动化工具,该工具使用卫星图像跟踪世界各地的屋顶如何采用太阳能电池板或植被。它被称为 Roofpedia,使用完全卷积神经网络(深度学习),使研究人员和政策制定者能够研究全球城市如何绿化屋顶并将其用于光伏装置。

研究人员通过 Roofpedia 创建了一个开放式屋顶登记处,其中包含来自欧洲、北美、澳大利亚和亚洲 17 个城市的 100 万个屋顶的数据。这些城市是:柏林、哥本哈根、拉斯维加斯、洛杉矶、卢森堡市、墨尔本、纽约、巴黎、凤凰城、波特兰、圣地亚哥、旧金山、圣何塞、西雅图、新加坡、温哥华和苏黎世。

研究人员使用这些数据开发了Roofpedia,通过考虑区域覆蓋率和城市中配备太阳能和绿色屋顶的建筑物数量计算百分比得出,以太阳能和绿色屋顶景观范围来衡量城市分数

AI编制的全球光伏屋顶地图——绿色地球,从光伏开始

各城市得分

苏黎世的指数得分为 100,因为它在绿色屋顶的面积覆蓋率和建筑物数量方面得分很高。高绿色屋顶覆蓋率是苏黎世市政府自 1991 年以来努力使所有新建筑强制使用绿色屋顶的结果。拉斯维加斯在指数中的太阳能屋顶采用率最高,得分为 86。这可能是由于地理区域的高太阳能潜力。

“通过收集这些数据,Roofpedia 可以衡量城市如何进一步利用其屋顶来减少碳排放,以及它们的屋顶景观有多少未开发的潜力。例如,用户可以用其他数据来源补充 Roofpedia,以研究政府补贴的有效性以及其他人的气候承诺是否得到遵守。此外,通过卫星图像收集当前数据,用户也可以更准确地确定城市目前的碳抵消能力,”Biljecki 博士分享道。

Biljecki 博士说,“温哥华在该指数中的得分可能不高,但一直被评为世界上最可持续的城市之一,是因为温哥华拥有充足的水电提供该市 25% 的能源需求,并有计划2050 年之前 100% 使用的能源来自可再生能源。Roofpedia的作用是通过在评估城市的整体可持续性时增加一个新的考虑因素来补充现有的可持续性指数。”

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新加坡排名第三

根据Roofpedia,新加坡在屋顶太阳能采用方面以 75 分在 17 个城市中排名第三,落后于拉斯维加斯(86 分)和苏黎世(81 分)。指数中的分数是标准化的,虽然新加坡在总面积覆蓋方面得分很高,但因为配备太阳能电池板的建筑物相对较少,所以落后于其他一些城市。

Abraham Noah Wu说:“作为新加坡绿色计划的一部分,新加坡制定了到 2030 年大幅扩大太阳能部署的计划,但屋顶太阳能的部署主要由政府推动。新加坡在配备太阳能电池板的建筑物数量上得分相对较低,这表明新加坡有潜力利用私人住宅和商业建筑进一步最大限度地利用新加坡的屋顶。”

Roofpedia未来改进

研究人员强调,每个城市都有其独特的特点,屋顶绿化或太阳能电池板在很大程度上取决于城市形态和设计。城市的地理位置和大气候也考虑了一部分。例如,在干燥地区,绿色屋顶更难维护,而在多雨和黑暗地区,太阳能屋顶可能没有经济意义。考虑到这些限制,如果没有可持续的屋顶景观,一个城市仍然可以实现环境进步。

该研究团队已将 Roofpedia 的 100 万个屋顶数据公开,并希望鼓励其他学者与他们合作,通过跟踪更多城市或包括其他环境指标来扩展数据库。

Biljecki 博士分享说,Roofpedia 结果的准确性将取决于所提供卫星图像的质量和周期,以及该方法是否能将其他人造特征(如天窗)与太阳能电池板区分开来。然而,当在城市范围内汇总数据时,Roofpedia 通常可以表明一个城市屋顶的可持续性,从而实现跨城市比较分析。

“我们的项目旨在开放,Roofpedia的设计是模块化的,这意味着可以添加新的地理、屋顶类型和功能。因此,我们的研究小组正计划添加一个时间特征,以便用户可以研究可持续屋顶措施随时间的演变,以及有多少城市可能会增加其屋顶景观。我们希望我们的工作能够帮助研究人员、地方政府和公众了解和促进进一步利用屋顶来实现可持续城市发展,以实现碳中和世界,”Biljecki 博士说。

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*本文图片来源:NUS官网

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