Apie

Autorius

Lorenzo Becchi yra italų inžinierius su patirtimi atogrąžų šalių žemės ūkio inžinerijoje. Po darbo kaimo plėtros ir humanitarinės pagalbos srityje Brazilijoje, Ekvadore, Kolumbijoje, Kuboje ir Maroke, jis perėjo prie geoprostorių technologijų, bendradarbiaudamas su FAO kuriant žemėlapių sistemas internete.

Šiuo metu gyvenantis Barselonoje, Lorenzo specializuojasi aukšto našumo skaičiavimuose, geoprostorėje programinėje įrangoje ir nuotolinio stebėjimo programose. Anksčiau dirbo Josep Carreras leukemijos tyrimų institute kurdamas HPC sąsajas.

Metodologija

Green City Index matuoja miestų augmenijos dangą naudodamas Europos kosmoso agentūros Sentinel-2 misijos palydovinius vaizdus. Apskaičiuojame normalizuotą skirtuminį augmenijos indeksą (NDVI) kiekvienam miestui ir nustatome, koks procentas miesto ploto turi sveiką augmeniją.

Duomenų šaltinis: Sentinel-2

Naudojame Sentinel-2 Level-2A (L2A) produktus, kurie yra atmosferiškai koreguoti paviršiaus atspindžio vaizdai. Pagrindinės specifikacijos:

Erdvinė rezoliucija: 10 metrų (raudonam ir NIR kanalams)
Grįžimo laikas: 5 dienos (su Sentinel-2A ir 2B)
Aprėptis: Visi sausumos paviršiai tarp 56°S ir 84°N platumos

Data is accessed through the Copernicus Data Space Ecosystem.

Apdorojimo seka

1. Granulių atranka

Kiekvienam miestui nustatome, kurios Sentinel-2 plytelės (MGRS tinklelis) dengia jo ribas. Tada ieškome visų prieinamų granulių vasaros sezono metu (birželis-rugpjūtis) su mažiau nei 10% debesuotumu.

2. NDVI skaičiavimas

Normalizuotas skirtuminis augmenijos indeksas apskaičiuojamas kiekvienam pikseliui:

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

Kur NIR yra artimasis infraraudonasis kanalas (B8), o Raudona yra matomas raudonas kanalas (B4). NDVI reikšmės svyruoja nuo -1 iki +1, kur aukštesnės reikšmės rodo sveikesnę augmeniją.

3. Debesų maskavimas

Naudojame Scene Classification Layer (SCL) iš Sentinel-2 L2A produktų maskuoti:

Debesis (aukšta, vidutinė ir maža tikimybė)
Debesų šešėlius
Vandens telkinius
Sniegą/ledą

4. Laikinis kompozitas

Triukšmui sumažinti ir debesų tarpams užpildyti sukuriame medianinį kompozitą iš visų tinkamų stebėjimų per sezoną. Tai suteikia reprezentatyvų vaizdą augmenijos piko vegetacijos sezono metu.

5. Miesto iškirpimas

Kompozitas iškirpamas pagal oficialias miesto ribas iš GADM (Globali administracinių sričių duomenų bazė) versija 4.1.

6. Augmenijos klasifikacija

Klasifikuojame pikselius kaip "augmeniją", jei jų NDVI reikšmė viršija 0.40. Šis slenkstis fiksuoja sveiką, aktyviai fotosintetinančią augmeniją, išskyrus:

Pliką dirvą (paprastai NDVI 0.1-0.2)
Užstatytus paviršius (paprastai NDVI < 0.1)
Retą arba stresuotą augmeniją (NDVI 0.2-0.4)

Apskaičiuotos metrikos

Metric	Description
Augmenijos indeksas	Procentas miesto ploto, klasifikuoto kaip augmenija (NDVI > 0.40). Tai parodo kiek miesto yra žalia.
Vidutinis žalumas	Vidutinė NDVI reikšmė visų pikselių mieste (0-1 skalė). Tai parodo koks žalias miestas yra apskritai, įskaitant ne augmenijos zonas. Aukštesnės reikšmės rodo tankesnę ar sveikesnę augmeniją.
Žaliasis plotas (km²)	Bendras augmenijos plotas kvadratiniais kilometrais
Bendras plotas (km²)	Miesto bendras administracinis plotas

Pavyzdys: Du miestai gali turėti tą patį 10% augmenijos indeksą (tas pats žaliųjų plotų kiekis), bet skirtingą vidutinį žalumą, jei vienas turi tankesnius parkus, o kitas turi retus vejas.

Apribojimai

Sezoniniai svyravimai: Rezultatai atspindi tik vasaros sąlygas. Lapuočiai medžiai ir sezoninė augmenija gali rodyti skirtingus modelius kitais sezonais.
Miesto medžių laja: Medžiai siaurose gatvėse gali būti iš dalies uždengti pastatų dėl palydovo žiūrėjimo kampo.
Mišrūs pikseliai: Esant 10m rezoliucijai pikseliai dažnai apima augmenijos ir užstatytų paviršių mišinį, todėl gaunamos tarpinės NDVI reikšmės.
Slenksčio jautrumas: 0.40 NDVI slenkstis yra šiek tiek savavališkas; skirtingi slenksčiai duotų skirtingus procentus.

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)

Duomenų priskyrimas ir licencija

Išvestinių duomenų licencija

Visi šio projekto išvestiniai duomenys (statistika, GeoJSON, žemėlapiai, ataskaitos) yra licencijuoti pagal CC BY 4.0. Galite laisvai dalintis ir pritaikyti duomenis bet kokiam tikslui, įskaitant komercinį naudojimą, jei nurodote šaltinį:

Duomenys: Green City Index (https://green-city-index.org)

Šaltinio duomenys

Palydoviniai vaizdai: Sudėtyje yra modifikuotų Copernicus Sentinel 2024 duomenų. Copernicus Sentinel-2 misiją valdo Europos kosmoso agentūra (ESA) Europos Komisijos vardu.

Administracinės ribos: GADM versija 4.1 (gadm.org), licencijuota pagal CC BY 4.0.

Miestų duomenys: GeoNames (geonames.org), licencijuota pagal CC BY 4.0.