ИИ составил карту для озеленения зданий и борьбы с жарой в Токио

В стремительно растущих мегаполисах, таких как Токио, внедрение зеленых насаждений становится сложнейшей задачей. При ограниченном пространстве для деревьев или парков креативным решением стало вертикальное озеленЕНИЕ – размещение растительности на фасадах зданий. Однако до сих пор не существовало четкого метода для оценки того, где такое озеленение наиболее необходимо и эффективно.

Исследователи из японского университета Тиба разработали основанную на данных пространственную модель, которая определяет лучшие места для вертикального озеленения во всех 23 специальных районах Токио. Исследование, опубликованное в журнале Sustainable Cities and Society, представляет первую общегородскую карту вертикальных садов в одном из самых густонаселенных мегаполисов мира.

Научная группа под руководством профессора Кацунори Фуруи использовала искусственный интеллект для анализа более 80 000 изображений из сервиса Google Street View. С помощью модели глубокого обучения YOLOv8 нейросеть обнаруживала фасады с растительностью, включая зеленые стены и балконные растения, что позволило создать подробный пространственный каталог систем вертикального озеленения Токио.

«Этим исследованием мы стремились дать более четкое представление о том, как вертикальное озеленение распределено в плотной городской застройке и как это соотносится – или не соотносится – с экологическими потребностями», – объясняет профессор Фуруя. – «Объединив анализ изображений на основе ИИ с пространственными данными, мы теперь можем точно определить, где усилия по озеленению принесут наибольшую пользу».

Ученые ввели новый показатель – индекс потребности в вертикальном озеленении (VGDI), который оценивает, где дополнительная растительность может наиболее эффективно снизить эффект городского «острова тепла» и улучшить качество окружающей среды. Индекс учитывает множество факторов: землепользование, плотность застройки, температуру поверхности и степень воздействия жары на пешеходов.

Результаты выявили неравномерное распределение зелени по городу. В то время как коммерческие и жилые зоны в центре Токио имели некоторое количество озелененных фасадов, в нескольких районах, подверженных перегреву и с более низким уровнем доходов, зелени оказалось значительно меньше. Это подчеркивает необходимость более справедливого подхода к городскому планированию. Команда также определила «приоритетные зоны озеленения», где добавление вертикальной растительности может существенно снизить температуру и повысить тепловой комфорт для жителей.

«Наш анализ показывает, что вертикальное озеленЕНИЕ – это не просто архитектурная особенность, а экологическая необходимость», – отмечает профессор Фуруя. – «Благодаря планированию на основе данных городские власти могут целенаправленно работать с конкретными районами для улучшения охлаждения, биоразнообразия и общей устойчивости города».

Практическая значимость этой модели выходит за пределы Токио. По мере того как города по всему миру сталкиваются с ростом температур и нехваткой свободной земли, подобные инструменты могут помочь в выборе мест для вертикального озеленения для достижения максимального эффекта. Политики могут использовать такие индексы, как VGDI, для разработки строительных норм, проектов обновления городов и программ стимулирования.

Такие подходы могут в конечном итоге изменить то, как города справляются с растущими вызовами изменения климата. Расширение зеленых насаждений в существующей застройке является одной из самых неотложных задач. В будущем сочетание искусственного интеллекта и пространственного анализа поможет властям и проектировщикам планировать более зеленые, прохладные и пригодные для жизни города. Работа ученых также подчеркивает важность доступности и справедливости в городском экологическом планировании, гарантируя, что преимущества озеленения ощутят все жители, а не только население богатых районов.