Kur gyvena žmonės? Naujame žemėlapyje pateikiama daugiau detalių nei bet kada anksčiau.

stilizuoto žemėlapio vaizdas Ponas Tech

Vienas iš svarbių geografijos tikslų yra įvertinti žmogaus buvimą ir jo poveikį visoje planetoje. Geras atspirties taškas yra suprasti, kur žmonės gyvena.

Tai lengviau pasakyti nei padaryti. Pasaulio gyventojų yra apie 7 milijardus, maždaug pusė jų gyvena miestuose. Daugelis įmonių su entuziazmu nubrėžė šiuolaikinius miestus ir mažesnes gyvenvietes. Tokios įmonės kaip „Google“ ir „Microsoft“ ir net atvirojo kodo organizacija „OpenStreetMaps“ turi išsamius daugelio pasaulio sričių žemėlapius.

Tačiau šis darbas yra linkęs sutelkti dėmesį į išsivysčiusį pasaulį, kur potencialus pelnas yra didžiausias, ir į miestų vietoves, kuriose žmonių koncentracija yra didžiausia. Be to, komerciniai žemėlapiai skiriasi skiriamąja geba ir yra pagrįsti komerciniais vaizdais, kuriuos pasiekti labai brangu.

Taigi geografai jau seniai kūrė savo žmonių gyvenviečių žemėlapius, kurie yra tikslesni, nuoseklesni visame pasaulyje ir yra laisvai prieinami. Šie žemėlapiai yra pagrįsti nekomerciniais palydovų duomenimis ir apima visą planetą. Pirmojo, devintojo dešimtmečio, skiriamoji geba buvo maždaug kilometras; naujausias įsikūnijimas, vadinamas pasauliniu miesto pėdsaku, turi 12 metrų skiriamąją gebą ir yra pagrįstas duomenimis, surinktais 2012 m.

Žinoma, šie žemėlapiai turi savo apribojimų. Pasaulinis miesto pėdsakas yra pagrįstas radaro vaizdais, užfiksuotais poros Vokietijos palydovų, vadinamų TerraSAR-X ir TanDEM-X. Viena problema yra ta, kad tankūs miškai atrodo labai panašūs į gyvenvietes radaro duomenyse, o atmosferos sąlygos kartais gali iškraipyti vaizdus.

Vien tik optiniais duomenimis pagrįsti gyvenviečių žemėlapiai turi panašių trūkumų. Pavyzdžiui, Europos Komisijos Jungtinio tyrimų centro sukurtas pasaulinis žmonių gyvenvietės sluoksnis yra pagrįstas 30 metrų raiška iš Landsat-8 palydovo. Šiuose vaizduose plikas dirvožemis ir smėlis kartais gali būti supainioti su gyvenvietėmis, taip pat jie gali būti iškraipyti arba uždengti atmosferos sąlygų.

Taigi geografai labai nori didesnės raiškos žemėlapio, kuris išspręstų šias problemas, būtų nuoseklus ir laisvai prieinamas visame pasaulyje.

Įveskite Mattia Marconcini ir kolegas iš Vokietijos aviacijos ir kosmoso centro Veslinge, kurie atskleidė pasaulinį žmonių gyvenviečių žemėlapį, kuriame išsamiau ir tiksliau nei bet kada anksčiau parodytas žmonijos pėdsakas. Jie vadina savo žemėlapį Pasaulio gyvenvietės pėdsaku 2015 (nuotraukų darymo metai), ir jis yra laisvai prieinamas akademinių duomenų dalijimosi svetainėje Figshare. (Duomenų rinkinys yra didžiulis!)

Tyrėjai padarė nepaprastai daug pastangų, kad sumažintų arba pašalintų klaidas, kurios vargino ankstesnius žemėlapius. Jie tai daro dviem būdais.

Pirmiausia, norėdami išvengti ekstremalių ar neįprastų orų sukeltų iškraipymų, jie ištyrė keletą tos pačios vietos vaizdų, darytų skirtingomis datomis, bet per tikslinį 2015 m. laikotarpį.

Tada jie palygino šiuos vaizdus, ​​darydami prielaidą, kad žmonių gyvenvietės laikui bėgant keičiasi kitaip nei kitos paviršiaus ypatybės, tokios kaip miškai, žemės ūkio paskirties žemė ir pan. Tai taip pat sumažina ekstremalių oro sąlygų poveikį.

Antra, jie atliko šią analizę naudodami radaro vaizdus iš Sentinel-1 radaro palydovo ir optinius vaizdus iš Žemės stebėjimo palydovo Landsat-8. Tokiu būdu radarų vaizdų trūkumus sušvelnina optiniai vaizdai ir atvirkščiai.

Iš viso komanda išanalizavo daugiau nei 300 000 Žemės paviršiaus vaizdų, vien tik optiniai duomenys sudaro 1,5 petabaito. Galiausiai, abu rezultatai yra tinkamai sujungti, sako Marconcini ir jo kolegos, ir priduria, kad tai pirmas kartas, kai buvo atlikta tokia dviguba analizė.

Žinoma, šio darbo negalima atlikti žmogaus akimis. Vietoj to, analizes automatiškai atlieka mašininio matymo algoritmas, veikiantis superkompiuteryje Čekijoje, ir Google per savo debesų kompiuterijos platformą. Algoritmas išmokytas pastebėti žmonių gyvenvietes ir atskirti jas nuo kitų žemės naudojimo būdų.

Yra dar vienas svarbus skirtumas tarp 2015 m. Pasaulio gyvenvietės pėdsako ir ankstesnių žemėlapių. Siekdami užtikrinti, kad gyvenviečių klasifikacija būtų tiksli, tyrėjai naudojo žmonių susitelkimą, kad patikrintų 900 000 atsitiktinai atrinktų vietovių, palyginti su pagrindiniais duomenimis.

Įdomu tai, kad šie duomenys yra „Google Earth“ vaizdai, kurių skiriamoji geba svyruoja nuo 1,5 metro optinių palydovinių vaizdų iki vos 15 centimetrų ore esančių duomenų. Šių komercinių vaizdų negalima naudoti pačiam žemėlapiui sukurti, nes jis per brangus.

Marconcini ir kolegos tokį patvirtinimą apibūdina kaip precedento neturintį.

Rezultatas yra žmonijos pėdsakų visoje planetoje (išskyrus Antarktidą) žemėlapis su precedento neturinčiu tikslumu ir nuoseklumu. Tačiau vis dar yra tam tikrų apribojimų. Žemėlapio skiriamoji geba yra 10 metrų, todėl sunku pastebėti mažas struktūras, tokias kaip lūšnos, pastogės ir palapinės ar būstai, uždengti dideliu lapija. Taigi tai nelabai tinka klajokliams ar bet kam, gyvenančiam mažame, izoliuotame būste.

Nepaisant to, Marconcini ir kolegos sukūrė vertingą darbą, kuris padės demografams, sociologams, ekonomistams ir daugeliui kitų tyrinėtojų geriau suprasti žmonių gyvenvietes ir jų poveikį.

Pasak jų, žmonių gyvenvietės yra daugelio aplinkos ir visuomenės pokyčių Žemėje priežastis ir pasekmė. Šis darbas turėtų padėti suprasti, kaip.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1910.12707 : Aprašymas, kur gyvena žmonės – Pasaulio gyvenvietės pėdsakas 2015 m

paslėpti