Dữ liệu ảnh GIS

LÀM SÁNG TỎ SỰ PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ

15/11/2021 GeoLink Thu Giang 0 Nhận xét

(English below)


Trong 20 năm qua, các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) đã chụp hàng triệu bức ảnh về Trái đất. Bộ sưu tập không chỉ cung cấp những góc nhìn đáng chú ý về hành tinh quê hương của chúng ta; nó là một công cụ có giá trị cho các nhà nghiên cứu. Christopher Small, thuộc Đại học Columbia, đã phát hiện ra những hình ảnh ban đêm đặc biệt chiếu sáng. Bằng cách phân tích hình ảnh Trái đất vào ban đêm, anh ấy đang làm việc để có được cái nhìn sâu sắc hơn về cách các thành phố phát triển và tiến hóa.

Small đã và đang làm việc để mô tả các loại ánh sáng khác nhau được sử dụng trên nhiều khu vực đô thị. Cụ thể, anh ấy muốn định lượng những thứ như độ sáng tương đối, màu sắc và độ phong phú của các loại đèn thành phố khác nhau. Anh ấy đã sắp xếp qua hàng trăm bức ảnh về các thành phố được chụp từ ISS, đặc biệt tìm kiếm các thành phố có ánh sáng với nhiều màu sắc và cấu hình không gian.

Phần dựng phim ở trên cho thấy 18 thành phố — từ Luân Đôn đến Singapore đến Phoenix — với những cảnh đèn ban đêm đặc biệt đa dạng. Các hình ảnh cũng có độ phân giải tương đối cao: Mỗi hình ảnh được chụp bằng ống kính 400 mm có khả năng phân giải các ánh sáng riêng lẻ. Sau đó, Small đã hiệu chỉnh từng hình ảnh để có cùng nhiệt độ màu, vì vậy chúng có thể được so sánh trực tiếp. Bản dựng phim này đã được hiệu chỉnh thành 5500 Kelvin — có cùng nhiệt độ màu với ánh sáng mặt trời.

Nói chung, màu vàng và cam ấm hơn trong các bức ảnh có thể là đèn natri cao áp. Chicago, chẳng hạn, từ lâu đã được biết đến với màu cam rực rỡ trên diện rộng. (Tuy nhiên, điều đó đang bắt đầu thay đổi trong những năm gần đây, khi thành phố chuyển sang sử dụng nhiều đèn LED hơn.) Màu xanh lá cây và xanh lam mát hơn có thể là đèn hơi thủy ngân. Đèn LED cũng có thể góp phần vào màu sắc.

Một phần quan trọng trong nghiên cứu của Small là cố gắng xác định lượng ánh sáng đến từ các tuyến đường (đường cao tốc và đường thành phố) so với các đèn riêng lẻ (đèn bãi đậu xe, đèn mặt tiền và biển quảng cáo). Ông đã phát hiện ra rằng “ánh sáng trong môi trường đô thị gần như hoàn toàn đến từ ánh sáng ngoài trời chứ không phải từ ánh sáng truyền từ bên trong các tòa nhà. Và hầu hết ánh sáng này đều có trên các đường phố và con đường ”.


Ngày 8 tháng 4 năm 2015

Các bức ảnh ISS chụp Paris (trên) và Kuwait City (dưới) đã được hiệu chỉnh thành nhiệt độ màu 2200 Kelvin, điển hình của đèn natri cao áp. Hai thành phố này hiển thị màu sắc và cấu hình không gian rất khác nhau. Ánh sáng ở Paris gần như hoàn toàn đến từ đèn đường — chủ yếu là màu vàng, nhưng cũng có màu xanh lam và xanh lục. Avenue des Champs-Elysées có màu trắng, có thể là do độ sáng của đèn đường và các tòa nhà làm bão hòa phần này của hình ảnh. “Paris có lẽ là ví dụ tốt nhất về sự đa dạng của màu sắc và cấu hình không gian mà chúng tôi đang cố gắng định lượng,” Small nói.

Ở Thành phố Kuwait và các vùng lân cận, hệ thống chiếu sáng trong các dự án mới hơn như Abdullah Mubarak Al-Sabah có màu xanh lục - có thể là đèn đường hơi thủy ngân. Những ngọn đèn sáng hơn, được bao quanh bởi những ánh sáng mờ hơn, đồng nhất hơn, có lẽ là những nhà thờ Hồi giáo.


Ngày 9 tháng 8 năm 2012

Khả năng phân giải các nguồn sáng riêng lẻ và màu sắc của chúng — từ ảnh ISS có độ phân giải cao — cùng với các quan sát lặp lại về độ sáng của ánh sáng ban đêm — từ các cảm biến vệ tinh có độ phân giải thấp hơn như VIIRS — đang giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về sự phát triển đô thị. “Độ sáng và màu sắc của các loại ánh sáng khác nhau có thể giúp chúng ta phân biệt các loại cơ sở hạ tầng khác nhau liên quan đến hình thức và chức năng của sự phát triển đô thị,” Small nói. “Điều này cung cấp cho chúng tôi hiểu biết về cách mạng lưới phát triển không gian phát triển trong quá trình tăng trưởng đô thị.”

Small nói rằng nghiên cứu đã chỉ ra rằng đèn chiếu sáng ở hầu hết các thành phố có xu hướng hiển thị các cấu trúc mạng chung và thường “xuất hiện mà không có quy hoạch hoặc thiết kế tập trung”, điều này có thể ngụ ý rằng các thành phố tuân theo các quá trình tăng trưởng tương tự cho dù chúng ở đâu. “Gợi ý rằng quá trình phát sinh hành vi dường như giống nhau ở các thành phố trên toàn thế giới tự nó rất thú vị,” Small lưu ý.

--------

SHEDDING LIGHT ON URBAN DEVELOPMENT 
In the past 20 years, astronauts on the International Space Station (ISS) have shot millions of photographs of Earth. The collection offers more than just remarkable views of our home planet; it is a valuable tool for researchers. Christopher Small, of Columbia University, has found the nighttime images to be especially illuminating. By analyzing images of Earth at night, he is working to gain insight into how cities grow and evolve.

Small has been working to characterize the different types of lighting used across a variety of urban areas. Specifically, he wants to quantify things like the relative brightness, color, and areal abundance of different types of city lights. He has sorted through hundreds of photos of cities that were shot from the ISS, looking specifically for cities with lights in a wide range of colors and spatial configurations.

The montage above shows 18 cities—from London to Singapore to Phoenix—with especially diverse nighttime lightscapes. The images are also relatively high in resolution: Each was shot with a 400-millimeter lens capable of resolving individual lights. Small then calibrated each of the images to have the same color temperature, so they could be compared directly. This montage was calibrated to 5500 Kelvin—about the same color temperature as sunlight.

In general, the warmer orange and yellow colors in the photographs are likely high-pressure sodium lights. Chicago, for example, has long been known for its widespread orange glow. (That is starting to change in recent years, however, as the city swaps in more LEDs.) Cooler greens and blues are likely mercury vapor lights. LEDs could also be contributing to the color.

A key part of Small’s research has been trying to determine how much light comes from thoroughfares (highways and city streets) compared to individual lights (parking lot lights, façade lights, and billboards). He has found that “the light in urban environments comes almost entirely from outdoor lighting rather than from light transmitted from within buildings. And most of this light is on streets and roads.”


April 8, 2015JPEG

The ISS photographs of Paris (above) and Kuwait City (below) have been calibrated to a color temperature of 2200 Kelvin, typical of high-pressure sodium lights. These two cities display very different color and spatial configurations. Light in Paris comes almost entirely from streetlights—primarily yellow, but also blue and green. Avenue des Champs-Elysées appears white, likely because the brightness of the street lights and buildings saturated this part of the image. “Paris is probably the best example of the diversity of colors and spatial configurations that we are trying to quantify,” Small said.

In Kuwait City and surrounding neighborhoods, lighting in newer developments such as Abdullah Mubarak Al-Sabah appears green—likely mercury vapor streetlights. The brighter lights, surrounded by dimmer, more uniformly disibuted lights, are probably mosques.


August 9, 2012JPEG

The ability to resolve individual light sources and their color—from high resolution ISS photographs—together with repeat observations of night light brightness—from lower-resolution satellite sensors such as VIIRS—are helping scientists better understand urban growth. “The brightness and color of different types of lighting can help us distinguish different types of infrastructure related to the form and function of urban development,” Small said. “This informs our understanding of how spatial networks of development evolve during urban growth.”

Small says that research is already showing that lights in most cities tend to display common network structures and often “emerge without centralized planning or design,” which could imply that cities follow similar growth processes no matter where they are. “The suggestion that the process of emergent behavior seems to be similar in cities all over the world is interesting in itself,” Small noted.

Geolink tổng hợp từ Earthobservatory

popup

Số lượng:

Tổng tiền: