نقشه سه بعدی از 2.75 میلیارد ساختمان دنیا؛ بزرگ ترین تصویر فضایی از زندگی انسان روی زمین
به گزارش جاذبه های ترکیه، در مدار زمین، جایی که ماهواره ها چون نقطه هایی خاموش در تاریکی می چرخند، گروهی از پژوهشگران پیروز شده اند تصویری بسازند که پیش تر تنها در خیال ممکن بود: نقشه سه بعدی ساختمان های زمین. این پروژه نه فقط درباره نقشه برداری، بلکه درباره درک تازه ای از حضور انسان بر سیاره است. از برج های نیویورک تا کلبه های گِلی کنیا، اکنون هر سازه ای بخشی از یک تصویر جهانی شده که با دقت خیره کننده ای جزئیات زندگی بشر را نشان می دهد.
در پشت این دستاورد، سال ها پژوهش در دانشگاه فنی مونیخ (Technical University of Munich) واقع شده است، جایی که گروه داده های علوم زمین به سرپرستی پروفسور شیاوشیانگ ژو، طرحی به نام GlobalBuildingAtlas را معرفی نموده اند. این اطلس نخستین نقشه سه بعدی با وضوح بالا از همه ساختمان های دنیا است که از تصاویر ماهواره ای چندساله ساخته شده.
این نقشه فقط نشان نمی دهد که مردم کجا زندگی می نمایند، بلکه نشان می دهد چگونه شهرها شکل گرفته اند، چه تفاوتی میان منطقه ها ثروتمند و فقیر وجود دارد، و حتی چطور می توان آینده توسعه شهری را پیش بینی کرد. در واقع، این کار تصویری تازه از تمدن انسانی در مقیاس دنیای به دست می دهد، تصویری که هیچ نقشه دوبعدی قادر به ارائه آن نبوده است.
از دید مدار تا جزئیات هر خانه
پژوهشگران برای ساخت این اطلس از داده های ماهواره ای از سال 2019 به بعد استفاده کردند. نتیجه، یک پایگاه داده بزرگ شامل 2.75 میلیارد ساختمان سه بعدی است که با دقتی سی برابر بالاتر از نقشه های قبلی ثبت شده اند. هر ساختمان به صورت مدلی با ابعاد سه در سه متر نمایش داده می شود، به طوری که می توان ارتفاع، حجم و موقعیت دقیق آن را نسبت به اطراف سنجید.
پیش از این، نقشه های دنیای تنها حدود 1.7 میلیارد سازه را پوشش می دادند. اما نسخه نو به یاری یادگیری ماشین (Machine Learning) و ترکیب داده ها از چندین ماهواره، توانسته است نقاط کور نقشه های قدیمی را از میان بردارد و تصویری کامل تر ارائه دهد.
در این پروژه، حدود 97 درصد ساختمان ها به صورت مدل های سطح جزئیات یک (Level of Detail 1 یا LoD1) ترسیم شده اند، یعنی اشکال سه بعدی ساده ای که ارتفاع و هندسه اصلی هر سازه را نمایش می دهند.
نقشه ای که برای همه باز است
یکی از جنبه های مجذوب کننده GlobalBuildingAtlas در دسترس بودن آن برای عموم است. هر کاربر می تواند وارد پلتفرم شود، از دید قاره ای به شهرها و سپس به محله ها و حتی روستاهای دورافتاده زوم کند. کافی است نام یک منطقه یا آدرس را جست وجو کند تا محل دقیق ساختمان و ارتفاع آن را روی نقشه سه بعدی ببیند.
در این سطح از دقت، تفاوت میان منطقه ها شهری متراکم و خانه های پراکنده روستایی به خوبی آشکار می شود. شهرهای پرجمعیت مانند توکیو و سائوپائولو همانند جنگل هایی از مکعب های فشرده دیده می شوند، در حالی که منطقه ها روستایی، شبکه ای از نقاط کوچک پراکنده اند.
این بازبودن داده ها، به گفته پژوهشگران، نقطه عطفی در علم داده های زمین است، زیرا تا به امروز اطلاعات مشابه معمولاً در اختیار دولت ها یا شرکت های خصوصی قرار داشت. حالا هر شهروند، پژوهشگر یا برنامه ریز شهری می تواند از آن برای تحلیل شرایط مسکن، جمعیت یا تغییرات اقلیمی استفاده کند.
بُعد تازه ای از شهرنشینی
به گفته پروفسور ژو، این نقشه نگاهی تازه به فعالیت انسان است. او شرح می دهد که اطلاعات سه بعدی ساختمان ها دید بسیار دقیق تری از روند شهرنشینی، تراکم و حتی فقر فراهم می نماید. شاخصی که او معرفی نموده، حجم ساختمان به ازای هر نفر (Building Volume per Capita) است.
این شاخص نشان می دهد در منطقه ها ثروتمند، معمولاً حجم ساختمان ها به ازای هر نفر بیشتر است: خانه های وسیع تر، خیابان های پهن تر و برج های بلندتر. در مقابل، در منطقه ها کم عایدی و متراکم، این نسبت کاهش می یابد و می توان از آن برای سنجش نابرابری اجتماعی استفاده کرد.
چنین معیاری به پژوهشگران و سیاست گذاران امکان می دهد که نواحی دچار کمبود مسکن یا خدمات عمومی را به سرعت شناسایی نمایند و برای بهبود شرایط زندگی تصمیم های هدفمند بگیرند.
پر کردن خلأ داده کشورهای در حال توسعه
برای دهه ها، داده های ماهواره ای از زمین بیشتر به نفع کشورهای ثروتمند بوده اند. تصاویر دقیق از اروپا، آمریکای شمالی و شرق آسیا در دسترس بود، اما قاره هایی مانند آفریقا و آمریکای جنوبی تقریباً بدون داده به جای مانده بودند. تیم دانشگاه مونیخ کوشش کرد این نابرابری را از میان بردارد.
با استفاده از الگوریتم هایی که قادر به شناسایی سقف ها در میان جاده ها، درختان و زمین های کشاورزی هستند، آنها توانستند خلأ داده در منطقه ها روستایی و کمتر دیده شده را پر نمایند. نتیجه، تصویری واقعاً دنیای از کره زمین است که از آسمان خراش های منهتن تا خانه های روستایی کنیا را در بر می گیرد.
پژوهشگران امیدوارند این داده ها بتواند برنامه ریزی توسعه در کشورهای در حال رشد را متحول کند. برای نخستین بار، روند توسعه شهری در این منطقه ها می تواند با جزئیاتی بی سابقه پایش شود تا پیش از بروز بحران های زیرساختی، تصمیم های اصلاحی اتخاذ شود.
تأثیر بر اقلیم و برنامه ریزی شهری
اطلس سه بعدی ساختمان های زمین فقط برای شهرسازی نیست، بلکه می تواند در مبارزه با تغییرات اقلیمی نقش حیاتی داشته باشد. ساختمان ها مسئول حدود 40 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای (CO₂ emissions) در دنیا هستند. وقتی بدانیم هر ساختمان دقیقاً در کجا، با چه ارتفاع و تراکمی واقع شده است، می توانیم برآوردهای بسیار دقیق تری از مصرف انرژی و انتشار کربن انجام دهیم.
به این ترتیب، داده های اطلس نه فقط تصویری از آنچه ساخته شده ارائه می دهد، بلکه راهی برای پیش بینی آینده است: اینکه چه منطقه های بیشترین احتیاج به بازسازی سبز دارند، یا کجا می توان از فناوری های پایدار استفاده کرد تا انتشار کربن کاهش یابد.
برای دانشمندان و سیاست گذاران، این اطلاعات فرصتی است تا تصمیم ها نه بر اساس حدس، بلکه بر پایه داده های دقیق اتخاذ شوند.
آینده ای مبتنی بر داده
تیم دانشگاه فنی مونیخ میخواهد در گام بعدی، بُعد زمان را به این داده ها اضافه کند. با این کار، می توان تغییرات محیط ساخته شده را در گذر سال ها مشاهده کرد: شهرها چگونه توسعه می یابند، حومه ها چطور رشد می نمایند و منطقه ها صنعتی چه زمانی دچار رکود می شوند.
در حالی که تا سال 2050 پیش بینی می شود حدود 70 درصد جمعیت دنیا در شهرها زندگی نمایند، چنین نقشه ای برای مدیریت آینده شهری حیاتی خواهد بود. اکنون هر پژوهشگر یا نهاد عمومی می تواند به وسیله پلتفرم باز اطلس، داده ها و کدهای مربوط را از گیت هاب (GitHub) دریافت کند و با آن به تحلیل محله خود یا روند توسعه شهرها بپردازد.
اطلس سه بعدی ساختمان های زمین در حقیقت نوعی آینه دنیای است؛ آینه ای که نه فقط نشان می دهد کجا زندگی می کنیم، بلکه چگونه زندگی می کنیم و در چه مسیری حرکت می کنیم.
خلاصه نهایی
دانشمندان دانشگاه فنی مونیخ برای نخستین بار نقشه سه بعدی ساختمان های زمین را منتشر نموده اند که شامل 2.75 میلیارد سازه از سراسر دنیا است. این نقشه با دقتی سی برابر بیشتر از نسخه های پیشین ساخته شده و به همگان اجازه می دهد تا جزئیات دقیق هر منطقه را مشاهده نمایند. داده های اطلس امکان تحلیل نابرابری شهری، برنامه ریزی مسکن و ارزیابی تأثیر اقلیمی ساختمان ها را فراهم می نماید. این طرح نمادی از آینده ای است که در آن تصمیم های دنیای بر پایه داده های دقیق و باز اتخاذ می شوند.
سؤالات رایج (FAQ)
چرا نقشه سه بعدی ساختمان های زمین اهمیت دارد؟
زیرا برای نخستین بار امکان آنالیز دنیای و دقیق از شرایط شهرها، تراکم مسکن و اثرات زیست محیطی را فراهم نموده است. این داده ها پایه ای برای تصمیم گیری های علمی و شهری محسوب می شوند.
تفاوت این نقشه با نقشه های دوبعدی قبلی چیست؟
در نقشه های دوبعدی فقط جای ساختمان ها دیده می شد، اما در نقشه سه بعدی حجم، ارتفاع و توزیع فضایی هر ساختمان تعیین است که تحلیل های دقیق تری از تراکم و فقر شهری می دهد.
آیا همه می توانند از این نقشه استفاده نمایند؟
بله، پروژه GlobalBuildingAtlas برای عموم باز است و هر فرد می تواند به وسیله وب آن را مشاهده کند یا داده ها را از گیت هاب دانلود کند.
چه کسی این پروژه را راهنمایی نموده است؟
پژوهش به وسیله پروفسور شیاوشیانگ ژو (Xiaoxiang Zhu) در دانشگاه فنی مونیخ اجرا شده است. او ریاست کرسی علوم داده در مشاهدات زمین را برعهده دارد.
آیا این داده ها در مسائل زیست محیطی هم کاربرد دارند؟
بله، چون ساختمان ها منبع بزرگ انتشار گازهای گلخانه ای هستند، این داده ها برای پیش بینی مصرف انرژی و طراحی شهرهای کم کربن استفاده می شوند.
آیا کشورهای فقیر هم به همان مقدار پوشش داده شده اند؟
تیم پروژه به طور خاص بر منطقه ها کمتر دیده شده تمرکز نموده تا خلأ داده در آفریقا، آمریکای جنوبی و جنوب شرقی آسیا جبران شود و برای نخستین بار تصویری واقعی از جنوب دنیا ارائه شود.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
با بیش از 20 سال نویسندگی ترکیبی مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران