ماهواره ها چگونه ترافیک و آلودگی را در شهرها کاهش می دهند

دیجیتالر: داده های ماهواره ای، خصوصاً داده های سنجش از دور (Earth Observation) یکی از مهم ترین ابزارهایی هستند که می توانند به ایجاد، مدیریت و بهینه سازی شهرهای هوشمند کمک کنند.

به گزارش دیجیتالر به نقل از مهر؛ شهرهای هوشمند، به عنوان چشم انداز آینده زندگی شهری، ترکیبی از پایداری، نوآوری و کارایی را ارائه می کنند. هدف اصلی این شهرها ایجاد محیطی است که علاوه بر پاسخگویی به نیازهای فعلی ساکنان، بستری برای رشد، انعطاف پذیری در مقابل چالش های طبیعی و انسانی و همزیستی پایدار با محیط زیست فراهم آورد. در این بین، داده های ماهواره ای، خصوصاً داده های سنجش از دور (Earth Observation) یکی از مهم ترین ابزارهایی هستند که می توانند به ایجاد، مدیریت و بهینه سازی شهرهای هوشمند کمک کنند.
بنابر گزارش های سازمان فضایی اروپا (ESA) و برنامه کوپرنیکوس اروپا (Copernicus)، استفاده از تصاویر ماهواره ای در دهه اخیر رشد شایان توجهی داشته است. این رشد نه فقط حاصل بهبود فناوری ماهواره ها و افزایش دقت سنجش از دور است، بلکه به علت نیاز فزاینده دولت ها و نهادهای شهری به داده های قابل اعتماد، به روز و جامع برای سیاستگذاری و تصمیم گیری نیز رشد شایان توجهی یافته است.
در این یادداشت تحلیلی، به بررسی روندهای کلیدی استفاده از داده های ماهواره ای در توسعه شهرهای هوشمند، تأثیرات آن در عرصه های مختلف مدیریت شهری، چالش های موجود و در نهایت راهکارهای بالقوه برای بهبود استفاده از این ابزار راهبردی می پردازیم.

داده های ماهواره ای در خدمت شهرهای هوشمند

داده های ماهواره ای با فراهم آوردن تصاویر به روز شده در مقیاس های زمانی کوتاه (روزانه، هفتگی و ماهانه) به برنامه ریزان شهری اجازه می دهند تا روند تغییرات بافت شهری، تراکم جمعیت و توزیع کاربری اراضی را بصورت پویا و مدام پایش کنند. به عنوان مثال، برمبنای داده های ماموریت سنتینل -۲ (Sentinel-2) در برنامه کوپرنیکوس اروپا، می توان تصاویر با قدرت تفکیک مکانی تا ۱۰ متر را هر ۵ روز یک دفعه دریافت کرد که برای رصد توسعه فیزیکی شهرها و مناطق پیرامونی ایده آل است.
علاوه بر این، نرم افزارها و سامانه های اطلاعات مکانی (GIS) حال قابلیت ادغام داده های ماهواره ای با داده های زمینی (نظیر اطلاعات جمعیتی، آمار اقتصادی، و داده های سنسورهای اینترنت اشیا) را دارا هستند. این همگرایی داده ها به تصمیم گیران شهری این امکان را می دهد که از چشم اندازی یکپارچه نسبت به وضعیت جاری و آینده شهر برخوردار شوند.
همچنین بواسطه الگوریتم های یادگیری ماشین و هوش مصنوعی، داده های ماهواره ای فراتر از رصد وضعیت فعلی به حوزه پیش بینی وارد شده اند. بعنوان مثال، در مدلهای پیش بینی تراکم ترافیک، می توان از تصاویر ماهواره ای و ترکیب آن با داده های حوزه حمل و نقل، برای تخمین حجم عبور و مرور در ساعات اوج یا بررسی الگوهای تجمع خودرو ها استفاده نمود.

تأثیرات کاربرد داده های ماهواره ای در ابعاد مختلف مدیریت شهری

تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا، امکان پایش لحظه ای گسترش حومه ها و مناطق شهری را فراهم می کنند. برمبنای آمار بانک جهانی، پیش بینی می شود تا سال ۲۰۳۰ بالاتر از ۶۰ درصد جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی کنند. در چنین شرایطی، داده های ماهواره ای، بوسیله ثبت روند تغییر کاربری اراضی و افزایش جمعیت، می توانند به متعادل سازی توسعه زیرساختی و توزیع بهینه امکانات رفاهی کمک کنند. همین طور داده های تاریخی از ماموریت های ماهواره ای (مانند لندست از ناسا) به برنامه ریزان اجازه می دهد روند توسعه شهری در طول دهه های اخیر را بررسی نموده و الگوهای گسترش را شناسایی نمایند. این اطلاعات برای ارتقا و نوسازی زیرساخت های موجود (نظیر جاده ها، پل ها و خطوط حمل و نقل شهری) ضروری هستند.
علاوه بر این، تصاویر ماهواره ای در کنار داده های سنسورهای زمینی و تلفن های همراه، برای مدل سازی شبکه حمل و نقل به کار می روند و نقاط بحرانی (گلوگاه ها) از این راه شناسایی می شوند. به عنوان نمونه، در بعضی شهرهای اروپایی، ترکیب تصاویر ماهواره ای با داده های بلوتوث نصب شده در خیابان ها امکان ارائه الگوی به هنگام از ترافیک شهری را فراهم آورده است. اطلاعات ماهواره ای در کنار تحلیل فضایی همین طور به مدیران بخش حمل و نقل کمک می کنند تا مسیرهای اتوبوس رانی، مترو و تراموا را بازطراحی کنند و برمبنای تراکم جمعیتی و میزان استفاده، توزیع بهتری از خطوط حمل و نقل عمومی عرضه کنند.
پایش زیست محیطی و پایداری شهری دیگر کاربرد اساسی داده های ماهواره ای در حوزه مدیریت شهری محسوب می شود. به عنوان مثال، ماهواره هایی چون «Sentinel-5P» (مخصوص پایش اتمسفر) داده های کلیدی درباره ی آلاینده های هوا (مانند دی اکسید نیتروژن یا ازن) را به متخصصان اروپایی ارائه می دهند؛ داده های ی که برای مدیریت آلودگی شهری حیاتی هستند. این داده ها در کنار ایستگاه های سنجش آلودگی زمینی می توانند نقشه های آلودگی روزانه را با دقت بالا تولید کنند.
علاوه بر این، تصاویر چندطیفی (Multi-spectral) به شناسایی دقیق پوشش گیاهی و وضعیت منابع آب سطحی کمک می کنند. این داده ها در تصمیم گیری درباره ی ایجاد یا حفظ پارک ها، توسعه فضای سبز شهری و حفظ تالاب ها و رودخانه های شهری بسیار اثرگذار است.
داده های مذکور همین طور می توانند در وضعیت بد آب وهوایی و شبانه نیز تغییرات سطح زمین را شناسایی کرده و در ارزیابی مخاطراتی نظیر سیلاب یا فرونشست زمین مفید باشند. سازمان جهانی هواشناسی (WMO) گزارش داده است که با به کارگیری این داده ها، سرعت واکنش به سیل با بهره گیری از داده های ماهواره ای، به ویژه در مناطقی که دسترسی زمینی سریع ممکن نیست، تا ۳۰ درصد بالا رفته است. از طرف دیگر، بعد از وقوع بلایایی چون طوفان، زلزله یا رانش زمین، تصاویر ماهواره ای با تفکیک مکانی بالا می توانند محدوده خسارت را به سرعت مشخص کنند و مسیر دسترسی نیروهای امدادی را بهینه سازند.
نگهداشت زیرساخت و مدیریت انرژی نیز دیگر حوزه ای است که از مزایای این فناوری و داده های آن بهره مند شده است. داده های راداری قابلیت تشخیص جابجایی های میلی متری در سازه ها را دارند. این خاصیت برای رصد سلامت پل ها، تونل ها و خطوط لوله شهری کلیدی است تا قبل از بروز شکست یا حادثه احتمالی، مداخلات مربوط به تعمیر و نگهداشت صورت گیرد.
علاوه بر این، داده های ماهواره ای با سنجش پراکندگی جمعیتی و شناسایی مناطق پرتراکم مصرف انرژی، می توانند در امتداد طراحی شبکه های هوشمند برق مورد استفاده قرار گیرند. همین طور برای تعیین بهترین نقاط نصب صفحات خورشیدی و توربین های بادی نیز ارزیابی های ماهواره ای (از شدت تابش خورشید و الگوهای باد) بسیار مؤثر هستند.

چالش های به کارگیری داده های ماهواره ای در حوزه مدیریت شهری

فقدان آگاهی کافی مدیران شهری و سیاست گذاران از ظرفیتهای داده های سنجش از دور، یکی از موانع اصلی در راه به کارگیری این فناوری شمرده می شود. بسیاری هنوز داده های ماهواره ای را فقط به نقشه های عادی یا تصاویر نمایشی محدود می دانند؛ حال آنکه پتانسیل های تحلیلی و پیش بینی این داده ها بسیار فراتر از حد مذکور است. بمنظور استفاده مؤثر از این داده ها، نیاز به آموزش متخصصان و مدیران شهری و همکاری نزدیک میان ارائه دهندگان داده های ماهواره ای با نهادهای مدیریت شهری وجود دارد.
از سوی دیگر، شهرها اغلب از سیستم ها و سامانه های مختلفی برای مدیریت اطلاعات شهری بهره می برند که ممکنست با داده های ماهواره ای ناسازگار باشند. بطور مثال، فرمت های ناهمگون، سیستم های مختصات مختلف یا پروتکلهای تبادل داده غیراستاندارد، موانعی جدی در همگرایی داده های سنجش از دور با سامانه های شهری به شمار می آیند.
هزینه و مدلهای سرمایه گذاری نیز دیگر چالش بزرگ در این زمینه شمرده می شود. هرچند دسترسی به برخی داده های آزاد ماهواره ای رایگان است، اما تحلیل تخصصی، پردازش داده های حجیم و خرید تصاویر با تفکیک بالا می تواند برای شهرداری هایی با بودجه محدود، بسیار هزینه بر باشد. در چنین شرایطی، ارائه مدلهای مشارکتی بخش خصوصی و عمومی، یارانه های دولتی یا مدلهای درآمدی نوآورانه می تواند به توسعه استفاده از داده های ماهواره ای در شهرهای کوچک تر نیز کمک نماید.

سخن پایانی و چشم انداز آینده

داده های ماهواره ای یکی از ارکان اساسی در توسعه شهرهای هوشمند به شمار می آیند و ارزش افزوده فراوانی در عرصه هایی نظیر برنامه ریزی شهری، مدیریت ترافیک، پایش محیط زیست، کنترل بحران و نگهداشت زیرساخت به همراه دارند. با این وجود، برای استفاده حداکثری از این ظرفیت بالقوه، باید چالش هایی همچون آموزش و آگاه سازی متولیان، هماهنگی میان سامانه های اطلاعاتی و محدودیت های بودجه ای برطرف شود.
در نهایت، بنظر می رسد با حرکت به سوی آینده ای که در آن شهرها بازهم درحال رشد و تحول هستند، داده های ماهواره ای می توانند تصویری شفاف و به روز از زمین و زیرساخت ها به مدیران ارائه دهند؛ امری که نه فقط بازدهی مدیریت شهری را زیاد می کند، بلکه موجب ایجاد زیرساخت ها و خدماتی منعطف و پایدارتر می شود. این رویکرد، قدمی کلیدی در راستای تحقق شهرهای هوشمند آینده به شمار می رود؛ شهرهایی که در عین حفظ پویایی اقتصادی و اجتماعی، با محیط زیست سازگار هستند و رفاه حال و آینده شهروندان را تضمین می نمایند.

منبع: digitaler.ir

1403/12/13

11:22:21

5.0 / 5

تگهای خبر: آموزش , استاندارد , اینترنت , تولید

این مطلب دیجیتالر را می پسندید؟

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

کامنت بینندگان دیجیتالر در مورد این مطلب

کامنت شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

کامنت:

سوال:

= ۶ بعلاوه ۱