我們正發布一套擴展的建築級屋頂反射率資料集,涵蓋全球50多個城市,以協助都市規劃者實施涼爽屋頂解決方案並緩解極端高溫。這項資料透過全新的高解析度 Heat Resilience Earth Engine App 提供。
每年約有50萬人死於極端高溫,這場危機因都市熱島效應而加劇,導致都會區的升溫速度是全球平均的兩倍。本月初,西歐創紀錄的熱浪使氣溫飆升至40°C(104°F)以上。深色路面和屋頂等吸熱材料的普遍存在,加上植被缺乏,是造成這種局部升溫的主要原因。
緩解高溫的措施對於減少傷亡至關重要,而涼爽屋頂提供了一種極具成本效益的解決方案。透過提高屋頂反射率(反照率),我們可以顯著減少建築物吸收的太陽能,最終降低局部地表溫度並保護弱勢社區。
為了解決這個問題,Google Research 正在開發 AI 驅動工具,以幫助降低城市溫度並確保社區安全。透過將 AI 應用於高解析度衛星和空拍影像,我們的 Heat Resilience 工具可協助城市量化目標降溫干預措施的影響。2024年,我們與14個城市試行了這種方法,為它們提供屋頂反射率資料,以識別高度脆弱的社區,並確定在何處實施涼爽屋頂能帶來最大的降溫效果。這些資料指導了多個城市的關鍵決策,促成了涼爽屋頂條例和調適計畫等措施。
現在,我們正在擴大這項影響。在《自然通訊》上發表的「估計用於城市應用程式的高解析度反照率」論文中,我們詳細介紹了在不同城市環境中繪製建築級反射率的方法。這項研究彌合了氣候觀測與可操作的建築級資料之間的差距。我們還發布了一套擴展的反照率資料集,涵蓋全球50多個城市,以賦予世界各地的都市規劃者優先實施涼爽屋頂干預措施的能力。
這項資料透過我們全新的高解析度 Heat Resilience Earth Engine App 開放且可供存取。
作為 Google Earth AI 地理空間模型和資料集集合的一部分,旨在將地球資訊轉化為可操作的情報,我們開發了一種新穎的方法,將 Sentinel-2 衛星資料與高解析度(30公分)衛星影像(Airbus Pléiades Neo)融合。
這套高度精細的資料集超越了社區平均值,提供了可操作的建築級洞察。重要的是,我們的模型證明,使用這些資料進行有針對性的涼爽屋頂規劃,可在全球範圍內將極端城市高溫降低高達0.5°C(1.8°F),為城市規劃者提供了高效的前進道路。
雖然 Sentinel-2 衍生的衛星反照率估計在全球範圍內免費提供,但其10公尺的空間解析度不足以解析單個屋頂。為克服此限制,我們的方法使用機器學習模型和輻射校準技術,將 Sentinel-2 的輻射精度和全球覆蓋範圍與商業影像的精確空間細節融合。透過融合不同波長捕獲的資料,我們可以重建每個城市像素的綜合光譜反射率剖面。
為確保準確性,我們針對在科羅拉多州博爾德上空收集的高解析度機載高光譜測量結果驗證了我們的方法。融合後的30公分反照率地圖展現出高精度,相對於真實數據,均方根誤差(RMSE)僅為0.04。這種粒度上的突破使城市規劃者能夠超越社區級平均值,精確地優先考慮單個、大面積的建築物進行有針對性的涼爽屋頂改造。
為了讓決策者能夠存取這些資料,我們推出了 Heat Resilience Earth Engine App。這個平台提供高解析度屋頂反照率(反射率)資料,以賦予積極的市政規劃能力。
該應用程式的功能包括:建築級視覺化:以質心顯示反照率資料,以識別低反射率表面。基準分析:協助城市了解當前反射率並監測隨時間變化的工具。資料可攜性:下載高解析度資料以進行本地分析和政策制定的功能。動態縮放:一個巢狀介面,可從人口普查區總計過渡到單個建築物洞察。
本次發布將我們的資料擴展到9個國家的50多個城市。新涵蓋的範圍包括歐洲(包括倫敦、雅典、巴塞隆納)、巴西(包括里約熱內盧和聖保羅)和美國(包括洛杉磯、奧斯汀和紐約市)的主要城市中心。透過提供這些建築級反照率資料的開放存取,我們旨在幫助城市加速採用反射表面,以降低城市地表溫度。
Heat Resilience Earth Engine App 現已上線並可供大眾使用。您可以探索互動式資料,以視覺化本次發布中包含的所有50多個城市的屋頂反照率。有關詳細的技術文件和下載高解析度資料集以供您自己的分析,請造訪 Heat Resilience 網站。
這項研究由 Google Research 與世界資源研究所(WRI)合作開發。我們感謝 Google 和 WRI 的合作夥伴:Elizabeth J. Wesley (WRI)、Salil Banerjee、Vishal Batchu、Aniruddh Chennapragada、Kevin Crossan、Bryce Cronkite-Ratcliff、Ellie Delich、Tristan Goulden (National Ecological Observatory Network)、Mansi Kansal、Jonas Kemp、Eric Mackres (WRI)、Yael Mayer、Rebecca Milman、John C. Platt、Shruthi Prabhakara、Gautam Prasad、Aaron Bell、Shravya Shetty、Charlotte Stanton、Wayne Sun 和 Lucy R. Hutyra。


