As cidades inteligentes de hoje dependem de redes:quilhões de dispositivos semicondutores que pulsam constantemente ondas eletromagnéticas (frequências de luz e rádio) por meio de satélites de telecomunicações.

Outro gênero de satélites, equipado especialmente para observações da Terra, está acelerando uma forma mais avançada de urbanismo:cidades de dados. Esses reinos não são apenas "inteligentes e conectados", mas também respondem cada vez mais às evidências eletrônicas que revelam situações e desafios reais.

Em várias publicações e um novo livro, Data Cities:como os satélites estão transformando a arquitetura e o design, Eu explico como o paradigma da ciência da observação da Terra deste século está destinado a transformar as práticas tradicionais entre os profissionais do ambiente construído. Isso inclui agrimensores, arquitetos, engenheiros, paisagistas, incorporadores imobiliários, construtores e planejadores urbanos.

Como todos os dados de satélite afetam o desenho urbano?

Em essência, Informações muito mais detalhadas e precisas sobre as condições ambientais locais serão fornecidas às equipes de desenvolvimento antes que novos conceitos de construção sejam projetados. Isso deve ser mais informativo e menos demorado do que as rotinas atuais. Atualmente, autoridades de planejamento determinam propostas de construção com base em relatórios de avaliação de impacto ambiental preparados depois de a fase de design.

Arquitetos e engenheiros já compartilham a construção na tela de modelos de informações de construção. Eles devem se beneficiar com a obtenção de mais informações específicas do site antes do normal. Isso permitiria que eles calculassem parâmetros mais úteis, e receber previsões de desempenho mais precisas, para seus edifícios e paisagens virtuais.

Os satélites de observação da Terra transportam sensores e sistemas de varredura que refletem diferentes sinais de e para a Terra. Esses sistemas monitoram e exibem constantemente muitas condições ambientais que normalmente são invisíveis para os humanos.

Algumas inovações em imagens de satélites incluem:os padrões de iluminação das ruas que mapeiam de forma confiável diferentes cidades à noite; termografia (infravermelho) das temperaturas superficiais e das perdas de energia dos edifícios; e visões gerais de alta resolução das áreas afetadas pela seca, inundação, incêndios, derrames quimicos, erupções, guerras e outros desastres.

Os satélites de observação da Terra não são novos. Em 1946, uma câmera a bordo de um míssil V-2 (também conhecido como A-4) lançado do Novo México tirou a primeira foto da Terra vista do espaço. O primeiro mapa meteorológico de satélite foi transmitido através de pequenas telas de televisão em preto e branco em 1960.

Hoje, mais de 650 satélites de observação da Terra operam além da atmosfera terrestre. Alguns orbitam o planeta para permitir a varredura em faixas. Outros ocupam posições geoestacionárias acima de locais específicos.

Esses satélites também operam em diferentes distâncias da Terra. E eles carregam diferentes tipos de equipamentos de varredura e detecção. Como resultado, eles produzem uma ampla gama de resoluções de imagem, estilos e escalas de cobertura do solo.

Os satélites registram vários tipos de informações ambientais, dependendo de quais ondas do espectro eletromagnético são usadas. Esses dados são analisados ​​e processados ​​usando algoritmos precisos.

Um exemplo comum são as visualizações de dados - geralmente mapas de vídeo 2-D ou 3-D gravados ao longo do tempo. Tipicamente, cores brilhantes são aplicadas para realçar as condições de contraste. Por exemplo, os dados de temperatura são coloridos para mostrar as ilhas de calor nas cidades. A mesma coisa é feita com dados de aerossóis para descrever padrões de poluição por carbono.

Qual é o papel da Austrália nisso?

A Austrália ainda não opera satélites. Mas em julho de 2018 lançou a Agência Espacial Australiana (ASA). Liderado pela ex-diretora do CSIRO, Megan Clark, tem um orçamento inicial de A $ 300 milhões.

A ASA está trabalhando com a Geoscience Australia (GA) em um programa de A $ 225 milhões para melhorar a precisão do posicionamento de dados - para 3 cm em cidades com cobertura móvel. Outros A $ 37 milhões serão destinados ao desenvolvimento do programa Digital Earth Australia para simulações de dados ambientais.

Digital Earth, um termo que Al Gore cunhou em seu livro de 1992, Terra em equilíbrio, é uma agenda científica internacional para usar sistemas de observação da Terra para atualizar a antiga ambição da cartografia de "apresentar o mundo conhecido como um e contínuo".

Este sonho foi defendido de forma mais influente no século 20 pelo cientista norte-americano Richard Buckminster Fuller, com seus conceitos em evolução para um plano urbano aéreo-oceânico (1928), Mapa Dymaxion (1943), Geoscope (um globo gigante de espaço eletrônico, 1962) e seu livro, Manual de operação da nave espacial Terra (1969).

No início dos anos 2000, NASA (World Wind) e Google (Google Earth) lançaram os primeiros "globos virtuais" habilitados para internet.

Em 2005, As principais nações estabeleceram o secretariado do Grupo de Observações da Terra (GEO) em Genebra para desenvolver uma administração em rede global e um sistema de acesso online para dados geoespaciais. Esses dados são principalmente de satélites neste estágio.

O programa Sistema Global de Sistemas de Observação da Terra (GEOSS) envolve agora mais de 200 governos nacionais, Agências de dados das Nações Unidas, e ciência global e organizações não governamentais.

O representante da Austrália no GEO é o chefe da divisão ambiental da Geoscience Australia, Stuart Minchin. Trabalhando com Minchin, uma equipe de GA liderada por Adam Lewis produziu o sistema Data Cube líder mundial para analisar rapidamente pilhas de séries temporais de imagens americanas Landsat cobrindo mais de 40 zonas de latitude e longitude da Austrália.

Cientistas europeus agora estão usando esse método para compilar um mapa em camadas de assentamentos humanos ao redor do mundo.

Outro avanço notável na modelagem urbana vem de uma parceria público-privada entre a empresa de marketing de dados do governo australiano, PSMA, e duas empresas globais:a fornecedora de imagens de satélite dos EUA DigitalGlobe e a fornecedora de software de negócios Pitney Bowes Australia. Eles oferecem imagens aéreas on-line ricas em informações dos subúrbios australianos. Sensores infravermelhos multiespectrais e de ondas curtas a bordo dos satélites WorldView da DigitalGlobe são usados ​​para criar essas imagens.

As opções de menu permitem aos usuários esclarecer pegadas e alturas de edifícios e árvores, materiais de telhado, e localização de piscinas e painéis solares. PSMA adiciona dados cadastrais e outros dados de terras do governo, incluindo áreas de lote e endereços de rua. Isso cobre mais de 15 milhões de edifícios em 7,6 milhões de quilômetros quadrados.

Então, onde as pessoas se encaixam neste mundo?

As Al Gore noted in 1992:"… no one yet knows how to cope with the enormous volumes of data that will be routinely beamed down from orbit. "

But he cited the importance of machines learning to improve their methods and a global infrastructure of massive parallelism—using dispersed chips and computers to process information at faster speeds.

Where do people step into this auto-piloting system? That remains moot.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.