Teave

Meeskond

Lorenzo Becchi

Projekti looja, andmetehnika, veebiarendus

Itaalia insener poellumajandusinseneri taustaga troopiliste riikide jaoks. Parast toeoed maaelu arengus ja humanitaarabis Brasiilias, Ecuadoris, Kolumbias, Kuubal ja Marokos laeks Lorenzo ule georuumilisele tehnoloogiale, tehes koostoeoed FAO-ga veebikaardistamise susteemide alal. Praegu elab Barcelonas, kus ta uhendab kaugseire, korgjoedlusarvutuse ja taispiinu arenduse, et kujundada ja ehitada Green City Indexi iga kiht -- satelliidiandmete torustikust kuni mitmekelise veebiplatvormini.

Martin Kvist

Susteemihaldus, infrastruktuur

Avatud laehtekoodiga infrastruktuuri arhitekt Kopenhaagenis, Taani. Martin toob projekti ettevoette taseme DevOps-kompetentsi, pakkudes ja hooldades serverikeskkonda, mis toeidab satelliidiandmete torustikku. Tema kogemus suuremahuliste Linuxi juurutuste haldamises tagab, et toeoetlusinfrastruktuur toeoetab usaldusvaerselt mandri mastaabis.

Metoodika

Rohelise linna indeks mõõdab linnataimestiku katvust satelliidipiltide abil Euroopa Kosmoseagentuuri Sentinel-2 missioonilt. Arvutame iga linna jaoks normaliseeritud diferentseeritud taimestiku indeksi (NDVI) ja määrame, kui suur osa linnapiirkonnast on terve taimestikuga kaetud.

Andmeallikas: Sentinel-2

Kasutame Sentinel-2 Level-2A (L2A) tooteid, mis on atmosfääriliselt korrigeeritud pinnapeegelduse pildid. Põhiparameetrid:

Ruumiline resolutsioon: 10 meetrit (punase ja NIR kanalite jaoks)
Kordusvisiidi aeg: 5 päeva (mõlema Sentinel-2A ja 2B-ga)
Katvus: Kõik maismaapinnad laiuskraadide 56°S ja 84°N vahel

Data is accessed through the Copernicus Data Space Ecosystem.

Töötlusahel

1. Piltide valik

Iga linna jaoks tuvastame, millised Sentinel-2 plaadid (MGRS ruudustik) katavad selle piire. Seejärel otsime kõik saadaolevad pildid suvehooajal (juuni-august) alla 10% pilvkattega.

2. NDVI arvutamine

Normaliseeritud diferentseeritud taimestiku indeks arvutatakse iga piksli jaoks:

NDVI = (NIR - Punane) / (NIR + Punane)

Kus NIR on lähisinfrapuna kanal (B8) ja Punane on nähtav punane kanal (B4). NDVI väärtused jäävad vahemikku -1 kuni +1, kus kõrgemad väärtused näitavad tervemat taimestikku.

3. Pilvemaskimine

Kasutame Sentinel-2 L2A toodete stseeniklassifikatsiooni kihti (SCL) järgmiste elementide maskimiseks:

Pilved (kõrge, keskmine ja madal tõenäosus)
Pilvevarjud
Veekogud
Lumi/jää

4. Ajaline kompositeerimine

Müra vähendamiseks ja pilvelünkade täitmiseks loome kõigist kehtivatest vaatlustest mediaankomposiidi. See annab esindava vaate taimestikust tipphooajal.

5. Linna lõikamine

Komposiit lõigatakse ametlike linnpiiride järgi GADM-ist (Global Administrative Areas Database) versioon 4.1.

6. Taimestiku klassifitseerimine

Klassifitseerime pikslid "taimestikuga kaetuks", kui nende NDVI väärtus ületab 0.40. See lävi hõlmab tervet, aktiivselt fotosünteesivat taimestikku, välistades:

Paljas pinnas (tavaliselt NDVI 0.1-0.2)
Ehitatud pinnad (tavaliselt NDVI < 0.1)
Hõre või stressis taimestik (NDVI 0.2-0.4)

Arvutatavad näitajad

Metric	Description
Taimestiku indeks	Protsent linnaalast, mis on klassifitseeritud taimestikuga kaetuks (NDVI > 0.40). See näitab, kui palju linnast on roheline.
Keskmine rohelisus	Keskmine NDVI väärtus kõigi linna pikslite ulatuses (skaala 0-1). See näitab, kui roheline linn üldiselt on, kaasa arvatud taimestikuta alad. Kõrgemad väärtused viitavad tihedamale või tervemale taimestikule.
Haljasala (km²)	Taimestikuga kaetud ala kokku ruutkilomeetrites
Kogupindala (km²)	Linna haldusala kokku

Näide: Kahel linnal võib mõlemal olla 10% taimestiku indeks (sama palju haljasala), kuid erinev keskmine rohelisus, kui ühel on tihedamad pargid ja teisel hõredad muruplatsid.

Piirangud

Hooajaline varieeruvus: Tulemused kajastavad ainult suvetingimusi. Lehtpuud ja hooajaline taimestik võivad teistel aastaaegadel näidata erinevaid mustreid.
Linnapuude võrastik: Kitsastel tänavatel olevad puud võivad olla osaliselt varjatud hoonete poolt satelliidi vaatenurga tõttu.
Segapikslid: 10m resolutsiooni juures sisaldavad pikslid sageli taimestiku ja ehitatud pindade segu, mis annab vahepealseid NDVI väärtusi.
Läve tundlikkus: NDVI lävi 0.40 on mõnevõrra meelevaldne; erinevad lävid annaksid erinevaid protsente.

Comparison with Morgenpost (2016)

Aspect	Morgenpost	Green City Index
Satellite	Landsat 5/7/8	Sentinel-2
Resolution	30 meters	10 meters
NDVI Threshold	0.45	0.40
Time Period	2005-2015 composite	Annual (2024+)
Coverage	79 German cities	European cities (expanding)

Andmete omistamine ja litsents

Väljundandmete litsents

Kõik selle projekti väljundandmed (statistika, GeoJSON, kaardid, aruanded) on litsentseeritud CC BY 4.0 all. Teil on vabadus andmeid jagada ja kohandada mis tahes eesmärgil, sealhulgas äriliseks kasutuseks, kui viitate allikale:

Andmed: Rohelise linna indeks (https://green-city-index.org)

Lähteandmed

Satelliidipildid: Sisaldab muudetud Copernicuse Sentinel andmeid 2024. Copernicuse Sentinel-2 missiooni opereerib Euroopa Kosmoseagentuur (ESA) Euroopa Komisjoni nimel.

Halduspiirid: GADM versioon 4.1 (gadm.org), litsentseeritud CC BY 4.0 all.

Linnaandmed: GeoNames (geonames.org), litsentseeritud CC BY 4.0 all.