Tạo bóng cây với sự trợ lực của AI và không ảnh

Tại các thành phố lớn, bê tông và cơ sở hạ tầng tạo nên những đảo nhiệt - tức là những vùng có nhiệt độ cao hơn xung quanh - dẫn đến chất lượng không khí kém, mất nước và các vấn đề khác về sức khỏe cộng đồng. Tình trạng nhiệt độ khắc nghiệt ngày càng trở nên phổ biến hơn, cây xanh được xem là giải pháp để vừa hạ nhiệt độ đường phố, vừa nâng cao chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên, nơi nào nóng, cần có thêm bóng râm? Đó là vấn đề mà nhiều thành phố có thể không có ngân sách hoặc nguồn lực để xác định. Không ảnh và trí tuệ nhân tạo (AI) có thể góp sức để giải quyết điều đó.

Bất kỳ ai cũng có thể truy cập Phòng thí nghiệm Tán cây từ máy tính bảng hoặc máy tính cá nhân. Ảnh: Google

Google đã xây dựng nên Phòng thí nghiệm Tán cây (Tree Canopy Lab), ở đó kết hợp AI và không ảnh để giúp các thành phố nhìn thấy độ che phủ của tán cây hiện tại và lập kế hoạch cho các dự án trồng cây trong tương lai. Hiện tại, dự án đã bắt đầu với TP.Los Angeles (Mỹ).

Với Phòng thí nghiệm Tán cây, bạn có thể nhìn thấy cây cối của Los Angeles trong bối cảnh của địa phương, như: tỷ lệ phần trăm khu dân cư có lá che phủ, mật độ dân số của khu vực, những khu vực nào dễ bị tổn thương bởi nhiệt độ khắc nghiệt và hội đồng ở địa phương nào có thể giúp trồng cây mới.

Phòng thí nghiệm Tán cây nằm trong nền tảng Environmental Insights Explorer (Nhà Khám phá sâu sắc về môi trường) của Google. Đây là một công cụ giúp các thành phố dễ dàng đo lường, lập kế hoạch giảm lượng khí thải carbon và ô nhiễm. Đây cũng là bước tiến trong cam kết của Google về việc giúp đỡ hàng trăm chính quyền địa phương chống lại biến đổi khí hậu.

Lập bản đồ che phủ cây xanh để ươm mầm cho những đô thị xanh

Với không ảnh được thu thập từ máy bay trong các mùa xuân, hạ và thu, cũng như khả năng phân tích dữ liệu của Google AI và Google Earth Engine, giờ đây Google có thể xác định chính xác tất cả các cây cối trong thành phố và đo mật độ của chúng. Hình ảnh sử dụng cho các phép tính này bao gồm các bức ảnh màu thể hiện gần như cách chúng ta nhìn thấy một thành phố từ bầu trời. Để có được thông tin chi tiết hơn nữa về độ che phủ của tán cây ở thành phố, ảnh cận hồng ngoại sẽ phát hiện màu sắc và chi tiết mà mắt người không thể nhìn thấy và so sánh hình ảnh từ các góc khác nhau để tạo bản đồ độ cao.

AI đọc thông tin từ lớp dữ liệu không ảnh và các lớp dữ liệu khác Ảnh: Google

Sau đó tổng hợp lại và đưa ra thông tin cho Phòng thí nghiệm Tán cây (Tree Canopy Lab) Ảnh: Google

Sau đó, Google sử dụng một phần mềm AI phát hiện cây chuyên dụng để tự động quét hình ảnh, phát hiện sự hiện diện của cây và sau đó tạo ra một bản đồ cho thấy mật độ cây che phủ, còn được gọi là “tán cây”.

Ngoài ra, Phòng thí nghiệm Tán cây cho TP.Los Angeles kết hợp lớp phủ dữ liệu công cộng đã nhập từ các nguồn bên ngoài, bao gồm dữ liệu rủi ro nhiệt, dữ liệu mật độ dân số, dữ liệu sử dụng đất và dữ liệu ranh giới vùng lân cận.

Trong Phòng thí nghiệm Tán cây, bạn có thể thu thập nhiều thông tin chi tiết về độ che phủ của cây. Ví dụ:

- So sánh độ che phủ của cây theo từng vùng.

- Kết hợp chỉ số nhiệt và mật độ dân số ở các giá trị cụ thể để xác định các điểm dễ bị tổn thương.

- Nhấp vào một khu vực để tìm hiểu về độ che phủ của cây, chỉ số sức khỏe nhiệt trung bình và mật độ dân số trung bình trên mỗi khu vực.

- Sử dụng các hình ảnh trực quan được tính toán trước để hiểu nhiệt độ và mật độ dân số tương quan như thế nào với độ che phủ của cây.

- Hiểu việc sử dụng đất và phân bố loại đất giữa các vùng lân cận.

Với công cụ này, TP.Los Angeles không phải dựa vào các nghiên cứu cây thủ công tốn kém và tốn nhiều thời gian, như các cuộc khảo sát cây từng mảng, các hồ sơ lỗi thời hoặc các nghiên cứu chưa hoàn thiện do chỉ đếm cây trong không gian công cộng.

Từ các nhà hoạch định chính sách đến khu vực lân cận, bất kỳ ai cũng có thể khám phá Los Angeles trong Phòng thí nghiệm Tán cây và có được những thông tin chi tiết. Ví dụ, phòng thí nghiệm có thể giúp bất kỳ ai xác định các khu dân cư có tiềm năng trồng cây cao và xác định vị trí các vỉa hè dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao hơn do độ che phủ của tán cây thấp.

Với Phòng thí nghiệm Tán cây, người ta phát hiện ra rằng hơn 50% cư dân Los Angeles sống ở những khu vực có độ che phủ tán cây dưới 10% và 44% cư dân Los Angeles sống ở những khu vực có nguy cơ nắng nóng khắc nghiệt. Người ta cũng thấy một mối tương quan cho thấy các khu vực của Los Angeles có nguy cơ nắng nóng thấp nhất cũng có độ che phủ của tán cây cao nhất - những khu vực này cũng là nơi có mật độ dân số thấp nhất của cư dân Los Angeles.

Kết nối các thành phố với những hiểu biết mới về môi trường

Los Angeles đã đi đầu trong các thành phố sử dụng rừng đô thị, không chỉ để thúc đẩy các mục tiêu bền vững mà còn để làm đẹp các khu dân cư, cải thiện chất lượng không khí và hạ nhiệt độ đường phố khi khu vực này trở nên nóng hơn do biến đổi khí hậu.

Với một mục tiêu ngắn hạn là trồng và duy trì 90 ngàn cây năm 2021 và tiếp tục trồng cây với tốc độ 20 ngàn cây mỗi năm trên một thành phố rộng hơn 1.300km², Phòng thí nghiệm Tán cây đã giúp đỡ mọi người trên toàn thành phố đạt được mục tiêu này. Từ những cư dân và các tổ chức cộng đồng đến Thị trưởng Eric Garcetti, tất cả đều có thể tiếp cận với cái nhìn trực quan về những cây hiện có của thành phố và những khu vực nào cần nhiều cây xanh hơn.

“Mỗi cây chúng ta trồng có thể giúp ngăn chặn cơn khủng hoảng khí hậu, và khi mở rộng rừng đô thị, ta có thể gieo mầm cho một tương lai khỏe mạnh, bền vững và công bằng hơn cho các cộng đồng bị ảnh hưởng nặng nề nhất bởi nhiệt độ tăng và các đợt nắng nóng gay gắt. Công nghệ của Google sẽ giúp chúng ta mang sức mạnh của cây xanh đến các gia đình và hộ gia đình trên khắp Los Angeles - thêm cây xanh vào không gian công cộng, tạo vẻ đẹp cho thành phố và mang lại nhiệt độ mát mẻ hơn cho các khu vực lân cận” - Thị trưởng Los Angeles, Eric Garcetti nói.

Google cho biết họ sẽ cung cấp thông tin chi tiết về Phòng thí nghiệm Tán cây cho hàng trăm thành phố khác trong năm tới để cùng bắt tay vào các sáng kiến trồng và bảo dưỡng cây. Và ngay từ bây giờ, bất cứ ai cũng có thể tìm hiểu và đăng ký tham gia vào dự án Phòng thí nghiệm Tán cây tại trang web: https://insights.sustainability.google/labs/treecanopy.

Phạm Hoài Nhân

(Tham khảo: Nicole Lombardo, Partner Development Manager, Google Earth, Earth Engine & Outreach; Ruth Alcantara, Program Manager, Research;

Website Environmental Insights Explorer, trang Labs: Tree Canopy)