Le smart city di oggi si affidano alle reti:squillions di dispositivi a semiconduttore che pulsano costantemente onde elettromagnetiche (frequenze luminose e radio) attraverso satelliti per telecomunicazioni.

Un altro genere di satelliti, attrezzato appositamente per le osservazioni della Terra, sta accelerando una forma più avanzata di urbanistica:le città dei dati. Questi regni non sono solo "intelligenti e connessi", ma sono anche sempre più sensibili alle prove elettroniche che rivelano situazioni e sfide reali.

In varie pubblicazioni e in un nuovo libro, Data Cities:come i satelliti stanno trasformando l'architettura e il design, Spiego come il paradigma della scienza dell'osservazione della Terra di questo secolo sia destinato a trasformare le pratiche tradizionali tra i professionisti dell'ambiente costruito. Ciò include geometri, architetti, ingegneri, progettisti del paesaggio, sviluppatori di proprietà, costruttori e urbanisti.

In che modo tutti i dati satellitari influenzano il design urbano?

In sostanza, informazioni molto più dettagliate e accurate sulle condizioni ambientali locali saranno fornite ai team di sviluppo prima della progettazione di nuovi concetti di costruzione. Questo dovrebbe essere più informativo e perdere meno tempo rispetto alle routine attuali. Attualmente, le autorità di pianificazione determinano le proposte di costruzione sulla base dei rapporti di valutazione dell'impatto ambientale preparati dopo la fase di progettazione.

Architetti e ingegneri condividono già la costruzione su schermo di modelli di informazioni edilizie. Dovrebbero trarre vantaggio dall'ottenere più informazioni specifiche del sito prima di quanto non sia ora normale. Ciò consentirebbe loro di calcolare parametri più utili, e ricevere previsioni sulle prestazioni più accurate, per i loro edifici e paesaggi virtuali.

I satelliti per l'osservazione della Terra trasportano sistemi di sensori e scanner che rimbalzano segnali diversi da e verso la Terra. Questi sistemi monitorano e visualizzano costantemente molte condizioni ambientali che normalmente sono invisibili all'uomo.

Alcune innovazioni nell'imaging satellitare includono:i modelli di illuminazione stradale che mappano in modo affidabile diverse città di notte; termoimmagine (infrarossi) delle temperature superficiali e delle perdite energetiche degli edifici; e panoramiche ad alta risoluzione delle aree colpite dalla siccità, allagamento, incendi, fuoriuscite di sostanze chimiche, eruzioni, guerre e altri disastri.

I satelliti per l'osservazione della Terra non sono nuovi. Nel 1946, una telecamera a bordo di un missile V-2 (noto anche come A-4) lanciato dal New Mexico ha scattato la prima foto della Terra dallo spazio. La prima mappa meteorologica satellitare è stata trasmessa attraverso piccoli schermi televisivi in ​​bianco e nero nel 1960.

Oggi, oltre 650 satelliti per l'osservazione della Terra operano oltre l'atmosfera terrestre. Alcuni orbitano attorno al pianeta per consentire la scansione in fasce. Altri mantengono posizioni geostazionarie sopra luoghi specifici.

Questi satelliti operano anche a diverse distanze dalla Terra. E trasportano diversi tipi di apparecchiature di scansione e rilevamento. Di conseguenza, producono una vasta gamma di risoluzioni di immagine, stili e scale di copertura del suolo.

I satelliti registrano vari tipi di informazioni ambientali, a seconda di quali onde dello spettro elettromagnetico vengono utilizzate. Questi dati vengono analizzati ed elaborati utilizzando algoritmi precisi.

Un esempio comune sono le visualizzazioni dei dati, spesso mappe video 2D o 3D registrate nel tempo. Tipicamente, i colori brillanti vengono applicati per evidenziare le condizioni contrastanti. Per esempio, i dati sulla temperatura sono colorati per mostrare le isole di calore nelle città. La stessa cosa viene fatta con i dati sugli aerosol per rappresentare i modelli di inquinamento da carbonio.

Qual è il ruolo dell'Australia in questo?

L'Australia non fa ancora volare i satelliti. Ma nel luglio 2018 ha lanciato l'Agenzia spaziale australiana (ASA). Diretto dall'ex direttore del CSIRO Megan Clark, ha un budget iniziale di 300 milioni di dollari australiani.

L'ASA sta lavorando con Geoscience Australia (GA) su un programma da 225 milioni di dollari australiani per migliorare la precisione del posizionamento dei dati, fino a 3 cm nelle città con copertura mobile. Altri 37 milioni di dollari australiani sono destinati allo sviluppo del programma Digital Earth Australia per le simulazioni di dati ambientali.

Terra digitale, un termine coniato da Al Gore nel suo libro del 1992, Terra in equilibrio, è un'agenda scientifica internazionale per utilizzare i sistemi di osservazione della Terra per aggiornare l'antica cartografia con l'ambizione di "presentare il mondo conosciuto come uno e continuo".

Questo sogno è stato sostenuto in modo più influente nel XX secolo dallo scienziato statunitense Richard Buckminster Fuller, con i suoi concetti in evoluzione per un piano urbanistico mondiale Air-Ocean (1928), Mappa Dymaxion (1943), Geoscope (un gigantesco globo elettronico a cornice spaziale, 1962) e il suo libro, Manuale operativo per l'astronave Terra (1969).

Nei primi anni 2000, La NASA (World Wind) e Google (Google Earth) hanno lanciato i primi "globi virtuali" abilitati a Internet.

Nel 2005, le principali nazioni hanno istituito il segretariato del Gruppo sulle osservazioni della Terra (GEO) a Ginevra per sviluppare un'amministrazione in rete globale e un sistema di accesso online per i dati geospaziali. Questi dati provengono principalmente dai satelliti in questa fase.

Il programma Global Earth Observations System of Systems (GEOSS) coinvolge ora più di 200 governi nazionali, agenzie di dati delle Nazioni Unite, e organizzazioni scientifiche e non governative globali.

Il rappresentante dell'Australia su GEO è il capo della divisione ambientale di Geoscience Australia, Stuart Minchin. Lavorare con Minchin, un team di GA guidato da Adam Lewis ha prodotto il sistema Data Cube leader a livello mondiale per analizzare rapidamente serie temporali di immagini Landsat americane che coprono le oltre 40 zone di latitudine e longitudine dell'Australia.

Gli scienziati europei stanno ora utilizzando questo metodo per compilare una mappa a strati di dati degli insediamenti umani in tutto il mondo.

Un altro notevole progresso nella modellazione urbana deriva da una partnership pubblico-privato tra la società di marketing dei dati del governo australiano, PSMA, e due società globali:il fornitore statunitense di immagini satellitari DigitalGlobe e il fornitore di software aziendale Pitney Bowes Australia. Offrono immagini aeree online ricche di informazioni dei sobborghi australiani. Per creare queste immagini vengono utilizzati sensori a infrarossi multispettrali ea onde corte a bordo dei satelliti WorldView di DigitalGlobe.

Le opzioni di menu consentono agli utenti di chiarire impronte e altezze di edifici e alberi, materiali del tetto, e posizioni di piscine e pannelli solari. PSMA aggiunge dati catastali e altri dati fondiari del governo, comprese le aree del lotto e gli indirizzi stradali. Questo copre più di 15 milioni di edifici su 7,6 milioni di chilometri quadrati.

Allora, dove si collocano le persone in questo mondo?

Come notò Al Gore nel 1992:"... nessuno sa ancora come far fronte agli enormi volumi di dati che verranno regolarmente trasmessi dall'orbita".

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.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.