3rd International Conference and 6th National Conference of Quaternary Sciences – Quaternary Society of Iran

Important Dates

• *January29-February1,2024: Conference

• *May1,2023: Registration opens, call for the abstracts
• *November1,2023: Deadline for abstract submission
• *December1,2023: Announcement of abstracts

Aims

Quaternary sciences play a critical role in contributing the necessary knowledge to face current societal challenges and to mitigate the ongoing climate change. To this end, the IRQUA aims to convene the Iranian and international Quaternary scientists to present their work and discuss the processes and mechanisms that shaped the landscape, environments, civilizations and ecosystems of the past 2.5 million years.

The IRQUA aims to exchange research interests on global and regional scale and promote interdisciplinary studies in Quaternary science. The meeting will consist of various interconnected sessions covering paleoclimate and paleoceanography, geomorphology, soil system sciences, natural hazards, stratigraphy, sedimentology and paleontology, and archeology.
The meeting will foster greater collaborations to lead to solutions in all fields of Quaternary science, and to share and engage the science community, policymakers and stakeholders. We hope to see you in this meeting of action and collaboration.


Mahyar Mohtadi, PhD

Scientific Secretary

اهداف

علوم کواترنر نقش مهمی در کمک به دانش لازم برای رویارویی با چالش‌های اجتماعی فعلی و کاهش تغییرات آب و هوایی جاری دارد. به همین منظور، IRQUA قصد دارد دانشمندان ایرانی و بین‌المللی کواترنر را برای ارائه کار خود و بحث در مورد فرآیندها و مکانیسم‌هایی که چشم‌انداز، محیط‌ها، تمدن‌ها و اکوسیستم‌های 2.5 میلیون سال گذشته را شکل داده‌اند، گرد هم آورد.

هدف IRQUA تبادل علایق تحقیقاتی در مقیاس جهانی و منطقه ای و ترویج مطالعات بین رشته ای در علوم کواترنر است. این نشست شامل جلسات مختلف بهم پیوسته ای خواهد بود که اقلیم دیرینه و دیرین اقیانوس شناسی، ژئومورفولوژی، علوم سیستم خاک، مخاطرات طبیعی، چینه شناسی، رسوب شناسی و دیرینه شناسی و باستان شناسی را پوشش می دهد.

این نشست همکاری‌های بیشتری را برای راه‌حل‌هایی در تمام زمینه‌های علوم کواترنر، و به اشتراک گذاشتن و مشارکت جامعه علمی، سیاست‌گذاران و ذینفعان تقویت خواهد کرد. امیدواریم شما را در این جلسه اقدام و همکاری ببینیم.

Subjects

Climate records and models

All contributions related to paleoclimatic and paleogeographic changes in marine and terrestrial systems, abrupt and long-term climate change, historical and future climate, the use and development of (novel) climate proxies, simulations of past and future climate

Human evolution and ancient civilizations

All contributions related to anthropology, archeology, ancient civilizations, population dynamics and behavioral variability, cultural diversity, human-environment interaction, cultural-climatic evolution, vegetation, land-use and human impact

Landforms and soil system sciences

All contributions related to fluvial, estuarine and coastal geomorphology, lake- and sea-level changes, soil biology, chemistry and physics, soil and environment interaction, soil formation, diagenesis, erosion and transport, loess and paleosols

Natural Processes and Geohazards

All contributions related to extreme weather and climate events, drought, fire and water scarcity, floods and landslides, earthquakes and neotectonics, volcanic hazards and aerosols, pollution, risk assessments and -reduction

Geochronology, stratigraphy and sedimentology

All contributions related to application of, and advances in, geo- and thermochronology, paleomagnetism and magnetostratigraphy, radionuclides, radiocarbon and luminescence dating, trace and stable isotope geochemistry, correlations and mapping, statistical methods, scales and scaling, eolian dust and sedimentation, carbonate and siliclastic sediments, modern and ancient sedimentary environment

محورها:

سوابق و مدل های آب و هوا
همه مشارکت‌های مربوط به تغییرات دیرینه‌اقلیمی و جغرافیایی دیرینه در سیستم‌های دریایی و زمینی، تغییرات ناگهانی و بلندمدت آب و هوا، آب‌وهوای تاریخی و آینده، استفاده و توسعه پراکسی‌های آب و هوایی (جدید)، شبیه‌سازی آب و هوای گذشته و آینده

تکامل انسان و تمدن های باستانی
همه مشارکت های مربوط به مردم شناسی، باستان شناسی، تمدن های باستانی، پویایی جمعیت و تنوع رفتاری، تنوع فرهنگی، تعامل انسان و محیط، تکامل فرهنگی-اقلیمی، پوشش گیاهی، کاربری زمین و تاثیرات انسانی

لندفرم ها و علوم سیستم خاک
همه مشارکت‌های مربوط به ژئومورفولوژی رودخانه‌ها، مصب‌ها و ساحلی، تغییرات سطح دریاچه و دریا، زیست‌شناسی خاک، شیمی و فیزیک، تعامل خاک و محیط، تشکیل خاک، دیاژنز، فرسایش و حمل‌ونقل، لس و پالئوسول‌ها

فرآیندهای طبیعی و مخاطرات زمین
همه مشارکت‌های مربوط به رویدادهای آب و هوایی شدید، خشکسالی، آتش‌سوزی و کمبود آب، سیل و رانش زمین، زلزله و نئوتکتونیکی، خطرات آتشفشانی و ذرات معلق در هوا، آلودگی، ارزیابی خطر و کاهش

زمین شناسی، چینه شناسی و رسوب شناسی
همه مشارکت‌های مربوط به کاربرد و پیشرفت‌ها در زمین‌شناسی و گرماشناسی، دیرینه‌مغناطیس و چینه‌نگاری مغناطیسی، رادیونوکلئیدها، تاریخ‌گذاری رادیوکربن و لومینسانس، ژئوشیمی ایزوتوپ‌های ردیابی و پایدار، همبستگی‌ها و نقشه‌برداری، روش‌های آماری، مقیاس‌ها و پوسته‌گذاری، گرد و غبار و پوسته‌بندی بادیوم. و رسوبات سیلیسی، محیط رسوبی مدرن و باستانی

Registration and Excursion fee

Participation is both in-person and virtual. We look forward to seeing you in Tehran or online.

*Conference fees: Lunch, conference package, icebreaker.
*Excursion fees: Lunch, dinner, excursion package, bus and breaks
*Foreign participants will be charged in cash in Iran.

Excursion 1

Alborz Mountains and Central Plateau

Excursion 2

Makran Region

Categories	Conference (2 days)	Excursion 1 (2 days)	Excursion 2 (5 days)
Abstract submission	Free	–	–
Online participants	Free	–	–
Members of the Iranian Quaternary Association	USD 50	USD 100	USD 200
Non-members of the Iranian Quaternary Association	USD 100	USD 100	USD 200
Students & accompanying persons	USD 50	USD 100	USD 200

*Hotel expenses are the responsibility of the participants. If you need to coordinate, please contact the executive team.
*The list of hotels is below. If you need guidance and coordination, please contact the executive team.

1- Espinas hotel *****
2- Olympic hotel ****
3- Pazhouhesh hotel ***

---

 Excursion 1

Alborz Mountains and Central Plateau
  Badab-e Surt colorful spring in Sari, Cheshmeh Ali spring as a part of Damghan fault (length 100 km) close to Teppe Hesar site (4000 BC) and Haj Aligoli desert (Figure 1) combination of Sand dunes, Nebkha deposits, and salt playa.


Figure 1: Satellite view of Haj Aligholo Playa, Cheshmeh Ali and Badab-e surt springs
 

Badab-e Surt spring
Badab-e Surt spring (BSs) lying at about 1,841 m asl in Alborz Mountain ranges is located in Northern Iran (Mazandaran province), 100km of Southern Sari city and east of Orost village, it is recognized as a World Heritage Site.  A few other places in the world resemble it, including the Pamukkale in Denizli in southwestern Turkey, Mammoth Hot Springs in the USA, and Huanglong in Sichuan Province of China (Sotohian and Ranjbaran 2015). Geologically the spring comes from Shemshak Formation a thick sequence of siliciclastic sediments and coal-bearing deposits.

 BSs (Figure 2) is including two springs, one with the saline and the other spring water has a sour taste and orange color. They formed during Pleistocene and Pliocene, by the time the discharged cool bicarbonate-rich waters  from these springs has resulted in the formation of red, orange and yellow travertine terraces with crystalline crust, pisoid, tufa, and carbonate black muds lithofacies (Sotohian and Ranjbaran 2015).


Figure 2. Badab-e Surt Spring

Haj Aligoli desert
Haj Aligoli /Chah-e-jam/Damgan desert is located at about 1050-1094 m asl in the southern Alborz Mountains close to dry plains of Iran central plateau and southeast of Damgan city (Semnan province). The desert area is 2391 sq.km; average temperature during summer season (JJ) is 48 ⁰C and -5 ⁰C in winter (JF) (Vahdati Nasab and Hashemi 2016). Damgan desert is a sedimentary-structural phenomenon (Ahmadi 1999).

Due to poor vegetation, negative effective precipitation, and wind activity desert landforms Nebkah, Barkhan, Seif, and Sand dunes are dominant in the area (Vali and Musavi 2010). Based on sedimentology Damgan desert can be divided into three parts. The first part, which comprises 47% of the desert, is the flat plate of clayey sediments, the second part is the wet or swampy area, which covers an area of about 34% of the surface of the desert, and finally the remained central part is a salt desert (Figure 3) (Krinsley 1970). Discovered Upper/Epipaleolithic periods settlement evidence in the area indicating that climate during the Late Pleistocene was different from that present (Vahdati Nasab and Hashemi 2016).


Figure 3: Damgan Salt Playa

Cheshmeh Ali spring
The biggest karstic spring in Semnan province called Cheshme-Ali (CAs)(Figure 4) is located at 30 km of NW Damghan and is one of Damghan’s desert catchments. CAs water discharge is 500-700 l/s and which provides drinking water for part of Semnan city and 25 nearby villages. The average annual precipitation of the CAs watershed is 155 whereas the number for the evaporation is 1900 mm. Geologically CAs are a part of the eastern Alborz zone which is a combination of the thick Delichae and thin Lar calcareous formations (Hosseini et al. 2018).


Figure 4: Cheshmeh Ali and the constructed palace


Excursion 2

Makran- Chabahar

In geology studies, Iran’s East area is usually surveyed as an independent unit. This area was isolated from the sea in the late of third geological era because of organic movements and Lime scale build of marine that type are stacked in it at first and then sediments with relatively coarse and fine materials are stacked in it. The southern part of the province (Makran) is one of the areas that is under the gradual subsidence because of large thickness of sandy clay sediments that its depth reaches to 1 Km.

Accordingly, the Indian Ocean’s crust slope into the ground under this area that is one of the causes for creating a lot of mineral water springs and mud volcanoes in this area. Heights of Sistan and Baluchistan belonged to the second and third periods of geology and its stones are often Lime and plaster. According to the geologists, some mountains of this province (like Taftan volcano) belong to the late third era and early fourth era. Width of the province’s mountains is increased from the north to the south and reaches to its maximum amount between Iranshahr-Koohak (Bootorab, 2006).

Figure 1: Satellite view of places to visit in Makran-Chabahar

-Mud Volcanoes
 One of the unique Iran’s geomorphology phenomena that are mainly located in the south of Sistan and Baluchistan province is mud volcanoes. These effects are cone-like shapes similar to volcano that instead of lava, flower according with hydrocarbon gases (like Methane), di oxide carbon and petroleum materials exit from its crater (Yazdi et al., 2012).

According to the existence of substrates in the flower of mud volcanoes, today flower therapy has a special status and a lot of physicians find its effectiveness. Besides tourism, mud volcanoes are important in the field of treatment and can be useful in treating diseases of muscle, skin, gastrointestinal etc. (Yazdi et al., 2012). Baluchistan mud volcanoes are young and their existence backed from 30 to 40 thousands years ago (Negaresh, 2001). Mud volcanoes of this area are about 13 ones and their most important ones are Pirgel, Napag, Ain, Tang and Balbolok

Figure 2: Napag mud volcano crater (Yazdi et al., 2016)

Figure 3: Created bubble in outgoing flowers of Tang mud volcano

-Hara Jungle (Mangro)
Hara trees are expanded in Oman coasts especially around Gowatr, Khoors and Bahookalat
estuaries. The name of its kind is Avicenia Marina that their height reaches from 6 to 9 m. The leaves of these trees act as refinery and pass the salts (Negaresh, 2005). These trees grow mainly on fine sediment of the coast, estuaries and coastal marshes that are influenced by tidal currents (Momeni, 1991). Hara jungles with sea lanes between them create beautiful landscapes.

Figure 4: Hara Jungle (Mangro)

-Wetlands (The Pink Lagoon)
Lipar or the Pink Lagoon is a 13 kilometer wetland located 5 kilometers from Chabahar on the road to Gwatre. In late winter and early spring as well as end of summer and early fall visitors can witness the red tide phenomenon at this wetland. Lipar Wetland is a great bird watching destination and is home to the coot, flamingo, grebe, great egret, grey heron, purple swamphen, sandgrouse, see-see partridge, grey francolin, tawny eagle, Eurasian teal and kestrel.

Lipar wetland is also home to the endangered marbled duck. Lipar is the shores of beautiful and interesting areas of the region. Lipar wetland near the village of Ramin and 15 km East Coast Chabahar on the road Chabahar – Gwatre with the prospect of was fantastic. Growth of oak and nettle in the water of beauty has created a wonderful scene that cannot be seen anywhere else in the country. Lipar Red lagoon waters red with a beautiful view is taken.
  
Figure 5: Lipar Wetland or the Pink Lagoon

-Miniature Mountains (Mars or Martian Mounts)
25 kilometers of Chabahar on the northern coast of Oman Sea (Chabahar road-Gwatre), water and wind erosion on the marl- sandstone formations green area, the beautiful scenery of the foothills regular and frequent bad as the land under canvas (Bad Land) or the Mars mountains or the miniature mountains are established. These mountains are extremely beautiful and considered to be symbols of the unique geo-morphological phenomena of Chabahar. Mars or miniature mountains have been extensive parallel to the sea (along east – west) from near Kachoo village to the Gwatre Bay.
  
Figure 6: Mars or Miniature Mountain (https://itto.org)

-Erosion of honeycomb (Sadaf)
Wind erosion and surface water, especially rain in southern coasts of Chabahar, beautiful buildings and fungal forms honeycomb has established that locals say they Sadaf. These beautiful shapes in sandstone and carbonate rocks can be seen in abundance.
  
Figure 7: Erosion of honeycomb (Sadaf) on the road Lipar – Chabahar (Yazdi, et al, 2016)

برای اطلاعات بیشتر و ثبت نام به سایت همایش مراجعه نمایید.

The first Conference on Applied Geophysics in Mines

معرفی همایش

با استعانت از پروردگار متعال، ‘ اولین همایش ژئوفیزیک کاربردی در معادن ‘ توسط انجمن ملی ژئوفیزیک ایران؛ در تاریخ 1 تا 2 اسفندماه سال 1402 برگزار خواهد شد. این کنفرانس فرصت مناسبی برای ارائه دستاوردهای علمی و پژوهشی اساتید، دانشجویان و پژوهشگران رشته های ژئوفیزیک، معدن، وسایر رشته های مرتبط با علوم زمین را فراهم می‌نماید.

بدینوسیله از کلیه اساتید، دانشجویان و صنعتگران دعوت می ­شود تا با ارائه مقالات علمی و دستاوردهای صنعتی و پژوهشی خود در زمینه ­های مختلف مهندسی مکانیک، با این کنفرانس همکاری نموده و بر غنای آن بیفزایند. 
برنامه این کنفرانس شامل نشست های علمی موازی، نشست های ارائه مقالات، سخنرانی کلیدی توسط اساتید برجسته داخلی و خارجی، نمایشگاه محصولات فنی و صنعتی و همچنین کارگاه های آموزشی تخصصی هدفمند برای دانشجویان و صنعتگران خواهد بود. 

محورهای همایش

• پیشرفت‌های نوین در روش‌های ژئوفیزیک معدنی
• ژئوفیزیک هوابرد در شناسایی پتانسیل‌های معدنی
• ژئوفیزیک پهباد در مهندسی معدن
• ژئوفیزیک در بررسی مسائل هیدروژئولوژی در معادن
• ژئوفیزیک در بررسی مسائل زمین‌شناسی مهندسی ژئوتکنیک در معادن

• نقش ژئوفیزیک در اکتشاف معادن عمیق
• ژئوفیزیک درون‌چاهی در مهندسی معدن
• سنجش از دور در اکتشاف و استخراج مواد معدنی
• هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در ژئوفیزیک اکتشافی
• وارون‌سازی 3 بعدی داده‌های ژئوفیزیک
• وارون‌سازی مشترک داده‌های روش‌های مختلف ژئوفیزیک

• نقش دانش و اطلاعات زمین‌شناسی در پردازش و تفسیر داده‌های ژئوفیزیک
• روش‌های گرانی‌سنجی و مغناطیس‌سنجی در ژئوفیزیک معدنی
• روش رادیومتری در اکتشاف منابع معدنی
• روش‌های الکتریکی و الکترومغناطیس در اکتشاف منابع معدنی
• روش IP-RS در اکتشاف و استخراج مواد معدنی

• روش لرزه‌ای در اکتشاف مواد معدنی
• ژئوفیزیک درون‌چاهی در مهندسی معدن
• روش GPR در مهندسی معدن

 تاریخ های مهم

آغاز ثبت نام و ارسال مقاله: 1402/02/01
پایان مهلت ثبت نام زودهنگام (همراه با تخفیف): 1402/07/01
پایان مهلت ثبت نام عادی و ارسال مقاله: 1402/10/15
اعلام نتایج داوری: 1402/11/10
زمان برگزاری: 1402/12/01 الی 1402/12/02

هزینه های ثبت نام

قبل از واریز هزینه ها به نکات زیر توجه نمایید:

• با توجه به اینکه ملاک عمل صدور گواهینامه، صرفاً اطلاعات ثبت شده در فرم ارسال مقاله موجود در سایت می‌باشد، لذا پژوهشگران می‌بایست در هنگام ثبت مقاله، عنوان مقاله، اسامی نویسندگان و… را به طور کامل درج نمایند و با فایل مقاله خود تطبیق دهند.
• ثبت نام اولیه و ارسال مقاله به همایش جهت داوری رایگان می باشد.   

هزینه ثبت نام در کنفرانس شامل موارد ذیل می باشد:

• داوری مقاله و چاپ مقالات پذیرفته شده در کتابچه الکترونیکی مجموعه مقالات کنفرانس
• نمایه سازی مقالات در پایگاه های : ISC
• دریافت گواهینامه بین المللی پژوهشگری برای صاحب پانل- دریافت گواهینامه حضور
• صدور کارت ورود به برای صاحب پانل- حضور در سخنرانی ها ، پانل های تخصصی و ارائه مقالات به انتخاب کمیته علمی
• دریافت گواهینامه پذیرش اصلی با قابلیت استعلام دارای مهر و کد ریجستری آنلاین
• دریافت گواهینامه موقت (ویژه پژوهشگرانی که نیاز سریع به داوری مقاله خود دارند)
• دریافت پکیج کنگره  – پذیرایی بین جلسات 
• اهداء گواهینامه های بین المللی کنفرانس به زبان انگلیسی بدون هزینه و به صورت رایگان.
• برگزاری پنل های تخصصی- حضور مدیران دولتی در کنفرانس 

هزینه های مربوط به پذیرایی ناهار و اسکان در روزهای همایش متعاقباً تعیین و اعلام خواهد شد.

برای ثبت نام و کسب اطلاعات بیشتر به سایت همایش مراجعه نمایید.

برای افرادی که نابینا هستند یا دارای بینایی ضعیف هستند، دستورات صوتی در برنامه های ناوبری رایج – اغلب همراه با وسایل کمکی دیگر، مانند عصا یا سگ راهنما – به طرز شگفت انگیزی به آنها کمک می کند تا از نقطه A به نقطه B بروند. اما کاربران این موارد برنامه ها معمولاً در طول مسیر، زمینه های زیادی را از دست می دهند. برنامه‌های ناوبری به شما می‌گویند که در گوشه بعدی باید مستقیم یا راست یا چپ بروید. اما آیا این یک گوشه 60، 90 یا 120 درجه است؟ چه نوع خیابانی خواهد بود – یک خیابان باریک برای عابران پیاده یا یک خیابان عریض با تعداد زیادی ماشین؟ آرند یان ون دونگن، ساکن Vught، هلند، که از نظر قانونی نابینا است، فکر کرد. “شما این اطلاعات را از برنامه ناوبری دریافت نمی کنید. برای داشتن یک نمای کلی از آن به یک نقشه نیاز دارید.»

یک همکاری پرشور و پرشور در هلند در حال انجام است تا به افرادی که نابینا هستند یا بینایی محدودی دارند دسترسی منظم به نقشه‌های لمسی داشته باشند که می‌تواند به آنها کمک کند تا آگاهی موقعیتی از مکان‌هایی که می‌روند – خواه در اطراف محله‌شان قدم بزنند یا سفر کنند. به شهر بعدی، یا سفر به شهری دور. آژانس کاداستر، ثبت زمین و نقشه برداری هلند – معروف به Kadaster – با Esri Nederland (توزیع کننده Esri در هلند)، چندین سازمان دسترسی محلی و تعداد انگشت شماری از دانشگاه ها و دانشگاهیان برای استفاده از فناوری ArcGIS برای تولید نقشه ها بر روی کاغذ متورم کار می کند. که افراد مبتلا به اختلالات بینایی می توانند آن را لمس کنند تا مروری بر محله ها، مناطق، کل کشورها و جهان داشته باشند.

این گروه می‌خواهد اطمینان حاصل کند که نقشه‌ها برای طیف گسترده‌ای از نیازها و ترجیحات کاربران کاربردی هستند – و افرادی که بینایی ضعیفی دارند یا بدون دید می‌توانند نقشه‌ها را در صورت تقاضا، بدون کمک یک فرد بینا سفارش دهند. همکاران همچنین هدف خود را برای دسترسی به افرادی فراتر از هلند قرار داده اند.

وینسنت ون آلتنا، مشاور تحقیق و نوآوری در Kadaster گفت: «از طریق ArcGIS Living Atlas of the World، ما داده‌هایی برای کل جهان در مقیاس‌های مختلف در دسترس داریم. “گروه پروژه مایل است این نقشه ها را در صورت تقاضا برای مردم در همه جا در دسترس قرار دهد، به ویژه کسانی که در مکان هایی زندگی می کنند که دسترسی محدودی به منابعی مانند این دارند.”

جولیان نائوتا، مدیر محصول گرافیک لمسی در بنیاد Dedicon، که یک موسسه غیرانتفاعی است، می‌گوید: «همه رسانه‌های بصری باید برای افراد کم‌بینا یا افراد دارای ناتوانی در خواندن اقتباس شوند، به این دلیل ساده که، اول از همه، آنها مردم هستند. متون و تصاویر را در قالب های جایگزین بازتولید می کند و به پروژه کمک می کند. “برای اینکه آنها بتوانند به طور کامل در جامعه بسیار بصری و پر تصویر ما شرکت کنند، به راهی برای درک تصاویر، خواندن متن و تجربه نقشه ها نیاز دارند.”

یک راه حل دیجیتال ظهور می کند

اگرچه نقشه های لمسی برای افراد نابینا یا کم بینا موجود است، اما تهیه آنها اغلب دشوار و زمان بر است.

Nauta گفت: “Dedicon برای مدت طولانی نقشه های لمسی می سازد، اما همیشه یک فرآیند دستی بوده است.” وقتی کسی تماس می گیرد و نقشه یک کشور یا منطقه خاصی از شهر خود را می خواهد، یکی از تصویرگران ما شروع به کشیدن خیابان به خیابان می کند که البته بسیار کار بر است. این بدان معناست که ما نمی‌توانیم تعداد زیادی نقشه در روز، در سال بسازیم.»

شش سال پیش، ون آلتنا نماینده Kadaster در یک کنفرانس بود و با آنا وتر، کارآموز Esri سوئیس در آن زمان، که از فناوری ArcGIS برای ساخت اطلس لمسی سوئیس استفاده کرده بود، برخورد کرد. ون آلتنا به کار او علاقه مند بود و از او خواست که داده ها و فایل های پروژه را برای او بفرستد تا بتواند چیزی مشابه با داده های هلندی ایجاد کند. او وقت نداشت فوراً پروژه را دنبال کند، اما چند سال بعد، زمانی که ون آلتنا با Daan Rijnberk که در آن زمان کارآموز در Kadaster بود، کار می کرد، این ایده دوباره مطرح شد.

آن دو با Bartiméus، موسسه ای برای افراد کم بینا در تماس بودند. بنیاد دسترسی، سازمانی که بر دسترسی دیجیتال، فیزیکی و اجتماعی تمرکز دارد. بنیاد ددیکن؛ و کتابخانه سوئیس برای نابینایان و کم بینایان. این سازمان‌ها به آن‌ها کمک کردند گروه‌های متمرکز را با افراد نابینا برگزار کنند تا دریابند که نقشه‌های لمسی چگونه می‌توانند به آنها در زندگی روزمره کمک کنند.

ناوتا یکی از کاربران را در یک گروه تمرکز اولیه به یاد می آورد که گفته بود یک بار از خط راه آهن محلی برای رفتن به یک فروشگاه سخت افزار در یک روستای همسایه استفاده کرده است. چند روز بعد، آن شخص مجدداً برای بازدید از یک مغازه لوازم الکترونیکی خانگی، وارد خط آهن شد. او متوجه شد که این دو فروشگاه نزدیک به هم هستند و گفت که اگر زودتر این را می دانست، در سفر اولیه خود به هر دو مغازه سر می زد.

نائوتا گفت: «ما افراد بینا، وقتی به مکانی می‌رویم، می‌توانند فوراً هر چیزی را که در اطراف آن مقصد است ببینند. تا به حال، افراد کم بینا واقعاً نمی‌توانستند این کار را انجام دهند، مگر با نقشه‌های دست‌ساز که Dedicon تولید می‌کند، اما نمی‌تواند در مقادیر کافی تولید کند.»

راهی جدید برای به دست آوردن زمینه

در کار با Esri Nederland، van Altena و Rijnberk از ArcGIS Pro به همراه داده‌های Kadaster و ArcGIS Living Atlas برای ساختن برخی نقشه‌ها استفاده کردند. به جای اینکه روزها طول بکشد، حدود 20 دقیقه طول کشید تا هر نمونه اولیه را کنار هم بگذارند.

ون آلتنا گفت: «نقشه‌های قابل چاپ قابل لمس محله‌ها، و همچنین نقشه‌های هلند که زمینه را فراهم می‌کردند، مانند مراکز استان‌ها و مسیر راه‌آهن در کشور تولید کردیم.»

سپس تیم آزمایش قابلیت استفاده را با افرادی که نابینا هستند یا دید محدودی دارند انجام داد. الن زیلمان، یکی از آزمایش کنندگان، گفت که اولین باری که یکی از نقشه های لمسی Kadaster از جهان را احساس کرد، شگفت زده شد.

زیلمان در ویدئویی که توسط Kadaster تهیه شده و تجربه او را به عنوان یک آزمایشگر نقشه برجسته می کند، گفت: “با یک انگشت، می توانستم هلند را بپوشانم، و به هر دو دست نیاز داشتم تا از اندازه روسیه ایده بگیرم.” “جهان بینی من غنی شده است، زیرا اکنون به همان دانشی دسترسی دارم که دیگران دارند.”

وقتی ون دونگن نقشه های لمسی را آزمایش کرد، این کار را در Zwolle، نزدیک دفتر Kadaster انجام داد.

او گفت: “من توانستم منطقه را تشخیص دهم، اما چیزهایی را نیز روی نقشه دیدم که نمی دانستم.” «با نقشه‌ای که به روش درست ساخته شده است، می‌توانید دید کلی خوبی از یک موقعیت داشته باشید و از آن برای جهت‌دهی خود در زندگی روزمره استفاده کنید. … برای مثال، وقتی در تعطیلات هستم، دوست دارم اطراف هتل یا مجتمع آپارتمانی را که قرار است در آن اقامت کنم، بدانم. یا اگر مجبور باشم به بیمارستانی بروم، می‌توانم یک دید کلی از راهروها و نحوه قرارگیری بخش‌های مختلف بیمارستان داشته باشم تا زمانی که آنجا هستم راحت‌تر بتوانم راهم را پیدا کنم.»

از طریق آزمایش، این تیم متوجه شد که مردم عمدتاً می‌خواهند از نقشه‌ها استفاده کنند تا بفهمند شهرها و محله‌ها چگونه چیده شده‌اند، فروشگاه‌ها در کجا قرار دارند و چه مسیرهایی برای رفت و آمد در دسترس هستند. یک زن که چندین سال پیش بینایی خود را از دست داده بود، می خواست بداند مرکز خرید جدید در جامعه او چگونه است.

نیلز ون در وارت، رئیس مدیریت محصول و نوآوری در Esri Nederland، گفت: «او می‌داند محله‌اش قبلاً چه شکلی بود، اما نمی‌داند که مرکز خرید چگونه است – و مرتباً به خرید می‌رود. او از ما خواست تا نقشه ای از مرکز خرید ایجاد کنیم تا بتواند از نحوه چیدمان آن مطلع شود.

Van Altena معتقد است که آگاهی فضایی ارائه شده توسط این نقشه ها می تواند فراتر از نیازهای فوری و روزمره مردم باشد.

او گفت: «نقشه‌ها همچنین می‌توانند به کاربران درک بهتری از جامعه و موقعیت‌های خاص – در داخل شهرهای خودشان، بلکه در سطح اروپایی‌تر و حتی جهانی‌تر بدهند.»

چالش فیلتر کردن داده ها

همانطور که افراد بینا می توانند نقشه های دیجیتال را مطابق میل خود تنظیم کنند – با بزرگنمایی در یک منطقه خاص یا فیلتر کردن لایه ها به طوری که آنها فقط ساختمان ها یا پوشش گیاهی را نشان دهند – افرادی که با چشم خود نمی بینند باید بتوانند نقشه های خود را ایجاد کنند.

ون دونگن گفت: «مهمترین چیز این است که شما بتوانید تصمیم بگیرید که در نقشه چه می خواهید. برای من، وقتی وارد یک ایستگاه [قطار] می شوم، می خواهم بدانم که آیا وارد جلو یا پشت سالن می شوم. دیگران ممکن است به این موضوع اهمیتی ندهند.»

فیلتر کردن داده ها به ویژه هنگام تولید نقشه های لمسی چالش برانگیز است زیرا اطلاعات کمی را می توان در هر نقشه قرار داد.

ون آلتنا گفت: «از آنجایی که افراد نابینا از نوک انگشتان خود برای کاوش نقشه ها استفاده می کنند، به فضایی بین ساختارها، الگوها و خطوط نیاز دارند تا بتوانند آنها را تشخیص دهند.

ناوتا توضیح داد: «برای اینکه بتوانیم یک خط را احساس کنیم، حداقل ضخامت آن باید حدود سه چهارم میلی متر باشد. “برای تشخیص یک خط از یک خط کمی ضخیم تر، آن خط دوم باید تقریبا دو برابر ضخامت باشد. و برای اینکه بتوانیم تعیین کنیم که یک شی در کجا به پایان می رسد و شی بعدی شروع می شود، باید بین آنها سه یا چهار میلی متر فاصله وجود داشته باشد.

با هدف دستیابی به این نقشه ها تا حد امکان، این تیم از کاغذ متورم به اندازه حرف استفاده می کند که در چاپگرهای لیزری کار می کند. نقشه ها با جوهر سیاه چاپ می شوند و سپس کاغذ در یک اجاق کوچک (که شبیه لمیناتور است) قرار می گیرد که پوشش شیمیایی کاغذ را فعال می کند. در عرض چند ثانیه، جوهر به سمت بالا منبسط می شود تا یک ارتفاع یکنواخت. نتیجه نقشه ای است که مردم می توانند با نوک انگشتان خود آن را احساس کنند.

از آنجایی که مساحت سطح نقشه ها بسیار محدود است، تیم در حال آزمایش نحوه ارائه اطلاعات روی نقشه های لمسی است.

ون در فارت گفت: «ما در تلاشیم تا بفهمیم که یک نفر می‌تواند چند نماد مختلف را با انگشتان خود تشخیص دهد، از چه نمادشناسی استفاده کنیم و چند لایه اطلاعاتی را ارائه دهیم. “آیا ابتدا نقشه ای را فقط با جاده ها ارائه می کنیم و سپس نقشه دومی را با جاده ها و ساختمان ها ارائه می کنیم یا با نقشه ای با اطلاعات زیادی شروع می کنیم و سپس نقشه ای با اطلاعات کمتر به مردم می دهیم؟”

نمادشناسی نقشه لمسی چگونه کار می کند

تیم هنوز با این سوالات دست و پنجه نرم می کند. اما در حال حاضر، اولین نقشه‌ای که این تیم برای کاربران می‌سازد، یک لایه پایه است که فقط آبراه‌ها، راه‌آهن‌ها و جاده‌های یک منطقه را نشان می‌دهد.

مسیرهای پیاده روی با یک خط نقطه چین با نقاط کوتاه مشخص می شوند. مسیرهای دوچرخه خطوطی هستند که در آن هر نقطه دیگر سه برابر بقیه است – بنابراین، یک نقطه یک میلی‌متری، سپس یک نقطه سه میلی‌متری و غیره. نمادهای متفاوتی برای جاده هایی که عمدتاً برای اتومبیل ها هستند و همچنین برای بزرگراه ها وجود دارد. اگر جاده ای اجازه ماشین و دوچرخه را بدهد، نقشه فقط نماد یک جاده مبتنی بر ماشین را نشان می دهد زیرا برای نمایش نماد هر دو بسیار شلوغ است.

از آنجا، کاربران می توانند نقشه های همراه خود را بسازند. بگویید کسی نقشه ای می خواهد که رستوران ها و ایستگاه های حمل و نقل عمومی را نشان دهد. صفحه دوم در مجموعه ای از نقشه ها ممکن است شامل جاده ها و رستوران ها باشد و صفحه سوم ممکن است جاده ها و ایستگاه های حمل و نقل را نشان دهد. یا شاید اگر فضای کافی بین نمادها وجود داشته باشد، هر سه می توانند در یک نقشه قرار بگیرند.

ون آلتنا می‌گوید: «نقشه‌ها همچنین دارای یک نقطه لنگر بر روی خود هستند تا کاربران بتوانند خود را جهت‌یابی کنند و مکان‌های خاص را بر اساس آن نقطه تشخیص دهند.»

اگرچه هیچ استاندارد جهانی برای نمادشناسی نقشه های لمسی وجود ندارد، این گروه با محققانی کار می کند که نمادهای لمسی را مطالعه می کنند و در عین حال به استفاده از بهترین روش هایی که سازمان هایی مانند بنیاد Dedicon و بنیاد دسترسی توسعه داده اند، ادامه می دهند.

یک فرآیند کاملاً مستقل

گام بعدی در پروژه ایجاد سیستمی است که به افراد نابینا اجازه می‌دهد بدون کمک دیگران نقشه‌ها را درخواست کنند و حتی بسازند.

Aafke van Welbergen، کارشناس طراحی فراگیر و کاربر محور در بنیاد دسترسی، گفت: “ما در حال کار بر روی فرآیندی هستیم تا به مردم اجازه دهیم نقشه ها را به صورت آنلاین سفارش دهند.” بسیار مهم است که نه تنها نقشه‌ها وجود داشته باشند، بلکه به مردم اجازه دهیم تا به طور مستقل از آنها سفارش داده و از آنها استفاده کنند.»

ون در فارت گفت: «ما به دنبال ایجاد یک سیستم انتشار مبتنی بر وب هستیم و می‌خواهیم ببینیم که چگونه این می‌تواند با روش‌هایی که افراد نابینا از قبل اطلاعات دریافت می‌کنند – برای مثال از طریق Dedicon» مرتبط شود. برای بخش توسعه وب، ما به استفاده از ArcGIS Maps SDK برای جاوا اسکریپت فکر می کنیم تا نه تنها مکانیسم ترتیب نقشه، بلکه افسانه های پویا را که می خواهیم در نقشه ها استفاده کنیم، ایجاد کنیم.

هنگامی که تیم تمام فرآیند ساخت، سفارش، چاپ و استفاده از نقشه‌های لمسی را به صورت مستقل انجام داد، شرکت‌کنندگان پروژه امیدوارند که بتوانند کار خود را به سازمان‌های دیگر و به افراد دیگر کشورها گسترش دهند.

ون آلتنا گفت: «ما می‌خواهیم طرح‌های اثبات مفهومی خود را بگیریم که نشان می‌دهد چگونه می‌توان این نقسه‌ها را با استفاده از مجموعه داده‌های ملی و ArcGIS Living Atlas تهیه کرد و دانش خود را با سایر سازمان‌ها و آژانس‌های ملی نقش ه‌برداری به اشتراک گذاشت.» ما به دنبال همکاری با افراد بیشتری هستیم تا بتوانیم بر اساس این ایده‌ها ادامه دهیم.»

کارشناسان برای ایجاد روشی عملی برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از کاتالیزورهای پایدار، نیروهای خود را متحد کرده اند

کارشناسان سوانسی و گرنوبل برای ایجاد روشی عملی برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از کاتالیزورهای پایدار به نیروهای خود ملحق شده اند.

محققان اکنون امیدوارند که کار آنها گام بزرگی در جهت ساده تر، مقرون به صرفه تر و مقیاس پذیرتر کردن تولید هیدروژن سبز باشد.

دکتر موریتز کوئنل، مدرس ارشد گروه شیمی دانشگاه سوانسی، گفت: “در کار خود از آنزیم های طبیعی – هیدروژنازها – برای تولید هیدروژن سبز با استفاده از نور خورشید استفاده می کنیم. برخلاف کاتالیزورهای مصنوعی که بر پایه فلزات گرانبها مانند پلاتین هستند، هیدروژنازها فقط حاوی زمین هستند. عناصر فراوانی مانند آهن و نیکل. با این حال، این آنزیم ها بسیار حساس هستند و به سرعت در معرض هوا غیرفعال می شوند و استفاده عملی از آنها را تقریبا غیرممکن می کند.

این تیم اکنون حلال های مهندسی شده ای را توسعه داده اند که هیدروژنازها را قادر می سازد در هوا عمل کنند. قرار دادن آن‌ها به جای آب در این حلال‌ها باعث فعال‌تر و پایدارتر شدن آن‌ها می‌شود، به طوری که می‌توان از آن‌ها عملاً در هوا برای تولید هیدروژن استفاده کرد.

دکتر کریستین کاوازا، دانشمند ارشد در CEA گرنوبل، افزود: “ما نانوذرات مصنوعی را با آنزیم های طبیعی در مواد به اصطلاح ترکیبی ادغام کردیم، که بهترین های هر دو دنیا را برای دستیابی به عملکرد جدید و برتر ترکیب می کند. نانوذرات TiO 2 در استفاده از نور خورشید عالی _هستند . تولید بارها و هیدروژنازها در استفاده از این بارها برای تولید هیدروژن سبز بسیار کارآمد هستند.

بنابراین ترکیب این دو امکان تولید موثر هید روژن سبز از نور خورشید را فراهم می کند، چیزی که هیچ یک از اجزای جداگانه قادر به انجام آن نیستند.

این تحقیق تخصص دانشگاه سوانسی را در زمینه فوتوکاتالیز، طراحی حلال و تمرکز آن بر ارائه راه حل های عملی برای مشکلات پیچیده گرد هم آورد و این را با دانش استخراج آنزیم های طبیعی و استفاده از آنها برای تبدیل انرژی های تجدید پذیر در کمیسیون انرژی های جایگزین و انرژی اتمی (CEA) و دانشگاه گرنوبل آلپ (UGA).

این همکاری نتیجه مشارکت استراتژیک سوانسی با UGA بود. یافته های محققان به تازگی توسط مجله بین المللی Angewandte Chemie منتشر شده است .

دکتر آلن لو گاف، دانشمند ارشد در CNRS گرنوبل، گفت: “این کار نمونه ای الهام بخش از این است که چگونه ترکیب تخصص چندین شریک در یک همکاری بین المللی می تواند به پیشرفت های تحقیقاتی اساسی منجر شود.”

هیدروژن سبز به عنوان سوختی برای کربن زدایی حمل و نقل – به ویژه HGV، حمل و نقل هوایی طولانی مدت، بخش دریایی که در آن برق رسانی قابل دوام نیست – و همچنین صنایع شیمیایی، به ویژه تولید کود، و برای بخش انرژی مورد نیاز است.

با این حال، هزینه های تولید هیدروژن سبز در حال حاضر استفاده از آن را در مقیاس بزرگ محدود می کند، به همین دلیل است که این تحقیق برای آینده بسیار مهم است.

استفاده از کاتالیزورهای پایدار مانند هیدروژنازها به جای پلاتین گران قیمت می تواند هزینه الکترولیزها و پیل های سوختی را کاهش دهد و تولید و استفاده هیدرو ژن سبز را ارزان تر کند. همچنین وابستگی به واردات را کاهش می دهد که می تواند توسط عوامل خارجی مختل شود.

منابع آب غیرسنتی را می توان برای کمک به مقابله با خطرات آب ناشی از آب و هوا و مقابله با افزایش تقاضای آب برای کربن زدایی نیروگاه های سوخت فسیلی استفاده کرد، اما این می تواند هزینه تولید برق را بین 8 تا 10 درصد افزایش دهد.

یک تحلیل جدید به رهبری یک محقق دانشگاه وایومینگ نشان می‌دهد که آب‌های زیرزمینی شور یا شور این پتانسیل را دارند که جایگزین آب شیرین برای خنک کردن نیروگاه‌های زغال‌سنگ و گاز طبیعی و تقویت انعطاف‌پذیری در زیرساخت‌های انرژی شوند، اگرچه انجام این کار هزینه‌ای دارد. .

با تهدید منابع آب شیرین به دلیل خشکسالی، تغییرات آب و هوایی و رشد سریع اجتماعی و اقتصادی، رقابت آب بین بخش برق و سایر بخش ها در حال افزایش است. در حالی که در حال گذار به آینده انرژی کم کربن، کربن زدایی نیروگاه های سوخت فسیلی با جذب و ذخیره کربن به طور قابل توجهی مصرف آب را افزایش می دهد و رقابت آب را تشدید می کند. چالش های آب، اپراتورهای نیروگاه را به کشف منابع آب جایگزین سوق می دهد.

تیم تحقیقاتی به سرپرستی هایبو ژای، رئیس دانشگاه روی و کریل کلین نوشت: «منابع آب غیرسنتی را می توان برای مقابله با خطرات آب ناشی از آب و هوا و مقابله با افزایش تقاضای آب برای کربن زدایی نیروگاه های سوخت فسیلی به کار برد. در دانشکده فنی و مهندسی و علوم فیزیکی «تصفیه آب‌های زیرزمینی شور برای خنک‌سازی تولید ترموالکتریک می‌تواند به کاهش رقابت بالقوه برای منابع آب شیرین در میان بخش‌های مختلف در مناطق تحت تنش آبی کمک کند».

این تحقیق در مجله Nature Water با دکترای UW Zhai منتشر شده است. دانشجو، زیتائو وو، به عنوان نویسنده اصلی مقاله. سایر مشارکت کنندگان از آزمایشگاه ملی فناوری انرژی در پیتسبورگ، پاسیا هستند. این مجله بهترین تحقیقات را در مورد رابطه در حال تکامل بین آب و جامعه منتشر می کند. این دومین مقاله از یک پروژه چند ساله است که توسط وزارت انرژی ایالات متحده تامین مالی شده است. اولین مقاله که سال گذشته در مجله Applied Energy منتشر شد، امکان تغییر از برج های خنک کننده آبی به سیستم های خنک کننده خشک در نیروگاه های سوخت فسیلی را بررسی کرد.

حذف نمک ها و مواد معدنی اضافی محلول از آب شور می تواند به خودی خود انرژی بر باشد و آب نمک غلیظی تولید کند که نیاز به دفع دارد. روشی به نام تخلیه مایع صفر اثرات زیست‌محیطی نمک‌زدایی را به حداقل می‌رساند اما بسیار پرهزینه است.

محققان امکان سنجی فنی و اقتصادی چندین فرآیند نمک زدایی را بررسی کردند. آنها همچنین تخمین زدند که در نتیجه تصفیه آب شور برای خنک کردن نیروگاه، چقدر آب شیرین صرفه جویی می شود، و مقرون به صرفه بودن تعمیرات تصفیه آب شور – و تأثیر بر ظرفیت خالص تولید نیروگاه ها را ارزیابی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که مقاوم‌سازی نیروگاه‌ها برای تصفیه آب‌های زیرزمینی شور می‌تواند تقریباً استفاده از آب شیرین را حذف کند، اما هزینه تولید برق را بین 8 تا 10 درصد افزایش می‌دهد.

وو می‌گوید: «مطالعه ما مبادلاتی را در صرفه‌جویی در آب شیرین، هزینه و کمبود ظرفیت تولید ناشی از استقرار نمک‌زدایی نشان می‌دهد.

محققان خواستار توسعه بیشتر فناوری‌هایی برای تصفیه آب شور، همراه با اکتشاف استفاده از سایر منابع آب غیر سنتی برای خنک‌سازی نیروگاه‌ها هستند. اینها شامل فاضلاب شهری تصفیه شده و همچنین آب تولید شده از استخراج نفت و گاز و مخازن ذخیره دی اکسید کربن است.

به گفته محققان، مبادلات شناسایی شده برای منابع مختلف آب غیر سنتی، شکاف های دانش را پر می کند تا تصمیمات و مدیریت آب در مقابل انرژی را بهتر اطلاع رسانی کند.

یک کاتالیزور جدید با مقاومت در برابر دماهای بالا و نور 160 خورشیدی، 10 برابر کارآمدتر از دستگاه های تقسیم آب قبلی با انرژی خورشیدی در نوع خود است.نوع جدیدی از پنل خورشیدی که در دانشگاه میشیگان ساخته شده است، در تبدیل آب به هیدروژن و اکسیژن به کارایی 9 درصدی دست یافته است – تقلید از یک مرحله مهم در فتوسنتز طبیعی. در خارج از منزل، نشان دهنده جهش بزرگی در فناوری است که تقریباً 10 برابر کارآمدتر از آزمایش های خورشیدی تقسیم آب در نوع خود است.

اما بزرگترین مزیت کاهش هزینه هیدروژن پایدار است. این کار با کوچک کردن نیمه هادی، که معمولاً گران ترین بخش دستگاه است، فعال می شود. نیمه هادی خود ترمیم شونده تیم، نور متمرکزی معادل 160 خورشید را تحمل می کند.

در حال حاضر، انسان ها هیدروژن را از سوخت فسیلی متان تولید می کنند و از انرژی فسیلی زیادی در این فرآیند استفاده می کنند. با این حال، گیاهان اتم های هیدروژن را از آب با استفاده از نور خورشید برداشت می کنند. همانطور که بشر تلاش می کند تا انتشار کربن خود را کاهش دهد، هیدروژن هم به عنوان یک سوخت مستقل و هم به عنوان یک جزء در سوخت های پایدار ساخته شده با دی اکسید کربن بازیافتی جذاب است. به همین ترتیب، برای بسیاری از فرآیندهای شیمیایی، به عنوان مثال تولید کود، مورد نیاز است.

زتیان می، پروفسور مهندسی برق و کامپیوتر UM که سرپرستی این مطالعه را در Nature گزارش داد، گفت: «در پایان، ما معتقدیم که دستگاه‌های فتوسنتز مصنوعی بسیار کارآمدتر از فتوسنتز طبیعی خواهند بود، که مسیری را به سمت خنثی‌سازی کربن فراهم می‌کند .

نتیجه برجسته حاصل از دو پیشرفت است. اولین مورد، توانایی تمرکز نور خورشید بدون از بین بردن نیمه هادی است که نور را مهار می کند.

پنگ ژو، پژوهشگر UM در مهندسی برق و کامپیوتر و اولین نویسنده این مطالعه گفت: “ما در مقایسه با برخی از نیمه هادی ها که فقط در شدت نور کم کار می کنند، اندازه نیمه هادی را بیش از 100 برابر کاهش دادیم.” هیدروژن تولید شده توسط فناوری ما می تواند بسیار ارزان باشد.

و دوم استفاده از بخش انرژی بالاتر طیف خورشیدی برای شکافتن آب و از بخش پایینی طیف برای تامین گرمایی است که واکنش را تشویق می کند. جادو توسط یک کاتالیزور نیمه رسانا فعال می شود که با استفاده خود را بهبود می بخشد و در برابر تخریبی که چنین کاتالیزورهایی معمولاً هنگام مهار نور خورشید برای ایجاد واکنش های شیمیایی تجربه می کنند مقاومت می کند.

علاوه بر کنترل شدت نور بالا، می تواند در دماهای بالا که برای نیمه هادی های کامپیوتری تنبیه است، رشد کند. دماهای بالاتر روند تقسیم آب را سرعت می بخشد و گرمای اضافی نیز هیدروژن و اکسیژن را به جای تجدید پیوندها و تشکیل مجدد آب تشویق می کند تا جدا بمانند. هر دوی اینها به تیم کمک کرد تا هیدروژن بیشتری برداشت کند.

برای آزمایش در فضای باز، ژو عدسی به اندازه یک پنجره خانه راه اندازی کرد تا نور خورشید را روی یک پانل آزمایشی به عرض چند اینچ متمرکز کند. در داخل آن پانل، کاتالیزور نیمه هادی در لایه ای از آب پوشانده شده بود که با گازهای هیدروژن و اکسیژن که جدا می کرد، حباب می زد.

این کاتالیزور از نانوساختارهای نیترید گالیوم ایندیم ساخته شده است که روی سطح سیلیکونی رشد کرده است. این ویفر نیمه هادی نور را جذب می کند و آن را به الکترون ها و حفره های آزاد تبدیل می کند — شکاف هایی با بار مثبت که هنگام آزاد شدن الکترون ها توسط نور باقی می ماند. نانوساختارها با گلوله‌های فلزی در مقیاس نانو، به قطر 1/2000 میلی‌متر، آغشته شده‌اند که از آن الکترون‌ها و حفره‌ها برای کمک به هدایت واکنش استفاده می‌کنند.

یک لایه عایق ساده در بالای پانل، دما را در 75 درجه سانتیگراد یا 167 درجه فارنهایت نگه می دارد، به اندازه ای گرم که به تحریک واکنش کمک می کند و همچنین به اندازه کافی خنک است تا کاتالیزور نیمه هادی عملکرد خوبی داشته باشد. نسخه بیرونی این آزمایش، با نور خورشید و دمای کمتر قابل اطمینان، به بازده 6.1 درصدی در تبدیل انرژی خورشید به سوخت هیدروژنی دست یافت. با این حال، در داخل خانه، سیستم به بازده 9٪ دست یافت.

چالش‌های بعدی که تیم قصد دارد با آن مقابله کند، بهبود بیشتر بازده و دستیابی به هیدروژن با خلوص فوق‌العاده است که می‌تواند مستقیماً به سلول‌های سوختی وارد شود.

برخی از مالکیت معنوی مربوط به این اثر به NS Nanotech Inc. و NX Fuels Inc. که توسط Mi موسس شده اند مجوز داده شده است. دانشگاه میشیگان و Mi در هر دو شرکت منافع مالی دارند.

این کار توسط بنیاد ملی علوم، وزارت دفاع، مرکز نوآوری تحقیقات ترجمه و تجاری سازی میشیگان، برنامه آسمان آبی در کالج مهندسی در دانشگاه میشیگان و توسط دفتر تحقیقات ارتش پشتیبانی شد.

محققان منابع، جمعیت شناسی و اختلال در انتقال انرژی را تجزیه و تحلیل می کنند

تحقیقاتی که توسط دانشگاه کوئینزلند (UQ) و از جمله دانشگاه گوتینگن انجام شد، اثرات استراتژی‌های کربن‌زدایی را با پیوند دادن موجودی‌های منابع جهانی با سیستم‌های جمعیت‌شناختی برای تولید ماتریسی که خطرات و مزایا را نشان می‌دهد، تجزیه و تحلیل کرد. این تحقیق نشان می‌دهد که افزایش تقاضا برای فلزات انتقال انرژی (ETMs) می‌تواند برای برخی جوامع بیشتر از تولید زغال‌سنگ حرارتی مخرب باشد. این تیم محاسبه کرد که اگرچه حذف کامل زغال‌سنگ می‌تواند سیستم‌های شهر معدنی با حداقل 33.5 میلیون نفر را مختل کند، 115.7 میلیون نفر دیگر در خطر اختلال توسط ETMs قرار دارند. نتایج در Nature Communications منتشر شد.

محققان مکان و نوع منبع را با سکونتگاه‌های انسانی به منظور ارزیابی تعاملات، وابستگی‌ها و احتمالات بین منابع و جمعیت – یک رویکرد “سیستم‌های شهر معدنی” مرتبط کردند. این تحقیق هر دو طرف انتقال انرژی را با ترکیب موجودی منابع جهانی برای زغال سنگ از یک سو و فلزات انتقال انرژی از سوی دیگر در نظر می گیرد. فلزات انتقالی انرژی به مواد معدنی اطلاق می شود که برای فناوری های تجدیدپذیر برای تسریع انتقال به آینده انرژی پاک مورد نیاز است. این مواد معدنی و فلزات برای توربین‌های بادی، پنل‌های خورشیدی و باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی ضروری هستند.

دکتر کامیلا سوبودوا، که این مطالعه را رهبری کرد، محقق افتخاری در دانشگاه کوئینزلند و دارای بورسیه تحقیقاتی در دانشگاه گوتینگن است. Svobodova توضیح داد: “این یافته‌ها به برنامه‌ریزی و تنظیم آینده انتقال انرژی کمک می‌کند. رویکرد سیستم‌های شهر معدنی جدید ما، مبنایی تجربی برای بررسی مقیاس و مکان اثرات جمعیت‌شناختی تغییر سیستم‌های انرژی ایجاد می‌کند.”

“داده ها عدم تقارن در توزیع خطرات را نشان می دهد: سیستم های شهر معدنی در ایالات متحده به حذف تدریجی زغال سنگ حساس ترین هستند، در حالی که سیستم های استرالیا و کانادا به مرحله ورود ETM حساس ترین هستند. این مطالعه نیاز فوری را برجسته می کند. برای داده‌های دقیق‌تر اجتماعی-اقتصادی درباره جمعیت‌هایی که در مناطق آسیب‌دیده زندگی می‌کنند و کار می‌کنند، و برای برنامه‌ریزی هدفمند در سطح کلان به منظور حمایت از گذار از زغال سنگ به ETM که برای مردم محلی منصفانه است.”

Svobodova می افزاید: “مسائل مربوط به اختلالات اجتماعی به ندرت در مقیاس جهانی مورد توجه قرار می گیرند. با این حال، در این مطالعه ما قادر به ارائه یک مدل در مقیاس جهانی هستیم که می تواند به حوزه های قضایی ملی و مناطقی که تحت فشار انتقال انرژی هستند نیز کاهش یابد. “

ویروس‌ها در محیط‌های ساخت بشر باعث نگرانی‌های بهداشت عمومی می‌شوند، اما معمولاً کمتر از باکتری‌ها مورد مطالعه قرار می‌گیرند. مطالعه اخیر توسط دانشمندان محیط زیست از دانشگاه سیتی هنگ کنگ (CityU) اولین شواهدی را از تعاملات مکرر بین ویروس ها و باکتری ها در محیط های ساخته شده توسط انسان ارائه کرد. این نشان داد که ویروس‌ها به طور بالقوه می‌توانند به باکتری‌های میزبان کمک کنند تا در محیط‌های ساخته‌شده توسط انسان‌های فاقد مواد مغذی از طریق یک ژن منحصربه‌فرد سازگار شوند و زنده بمانند.

با درک این فعل و انفعالات ویروس-باکتری و شناسایی انتشار احتمالی ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی، تیم تحقیقاتی امیدوار است آخرین یافته‌های آن بتواند به استخراج استراتژی‌های کنترل موثر برای به حداقل رساندن قرار گرفتن انسان در معرض میکروارگانیسم‌های مضر کمک کند.

فعل و انفعالات ویروس-میزبان در اکولوژی و تکامل جوامع میکروبی در اکوسیستم‌های متنوع نقش اساسی دارند. با این حال، مکانیسم‌های ایمنی عفونت و فعل و انفعالات میزبان ویرو س که در محیط‌های ساخت بشر، از جمله ساختمان‌ها، فضاهای عمومی، حمل‌ونقل و زیرساخت‌ها رخ می‌دهد، به خوبی شناخته نشده است.

از آنجایی که جمعیت بیشتر و بیشتر جهان در مناطق شهری زندگی می کنند، اهمیت بهداشت در محیط های ساخته شده توسط انسان، به ویژه محیط های سرپوشیده، رو به افزایش است، زیرا ساکنان داخل به طور مداوم در معرض میکروارگانیسم های مختلف هستند که پیامدهای بهداشت عمومی دارند. پروفسور پاتریک لی کوان هون در دانشکده انرژی و محیط زیست (SEE) در CityU که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، گفت: مطالعات قبلی روی محیط‌های ساخته شده توسط انسان، ویروس‌ها را نادیده می‌گرفتند.

“بنابراین، در مطالعه خود، ویروس ها را در محیط های ساخت بشر به طور جامع بررسی کردیم و مکانیسم های مولکولی جدیدی را شناسایی کردیم که در آن ویروس ها و باکتری ها با یکدیگر تعامل دارند. این یافته ها نه تنها برای علوم پایه میکروبی، بلکه همچنین برای مدیریت پروفسور لی افزود: محیط‌های ساخت بشر برای محافظت از سلامت ساکنان.

در این مطالعه، محققان 738 نمونه را از انواع مختلف محیط‌های ساخت بشر، از جمله اماکن عمومی و اقامتگاه‌ها، در هنگ کنگ جمع‌آوری کردند. آنها نمونه ها را عمدتاً از سطوح نرده ها، بولاردها، کف، تیرها، دستگیره درها و پوست ساکنین جمع آوری کردند. سپس از تکنیک توالی یابی متاژنومی برای تجزیه و تحلیل استفاده کردند.

این تجزیه و تحلیل منجر به کشفیات جالب بسیاری شد. اول، داده ها نشان داد که ویروس ها اعضای جدایی ناپذیر جوامع میکروبی در محیط های ساخته شده توسط انسان هستند. در میان آنها، باکتریوفاژها، نوعی ویروس که در باکتری ها عفونی و تکثیر می شود، در تمام سطوح مختلف در محیط های ساخته شده توسط انسان وجود دارند. این تیم همچنین بسیاری از و یروس ها را شناسایی کردند که از سایر اکوسیستم ها متمایز هستند.

دوم، این تیم شواهدی از ویروس‌ها پیدا کردند که ژن‌هایی را وارد می‌کنند که یک مرحله خاص در مسیر متابولیک و حتی کل مسیر متابولیک را در میزبان باکتری‌ها کنترل می‌کنند. این نشان می‌دهد که ویرو س‌ها می‌توانند به باکتری‌ها کمک کنند تا در محیط‌های ساخته شده از مواد مغذی به حیات خود ادامه دهند.

این مطالعه همچنین سیستم‌های ایمنی متنوع و جدیدی را در برابر ویر وس‌ها در باکتری‌ها و پروتئین‌های کوچک در ویروس‌ها را نشان داد که می‌توانند از سیستم ایمنی باکتری‌ها فرار کنند. این نتایج نشان می‌دهد که میزبان‌های ویروس‌ها و باکتری‌ها اغلب در محیط‌های ساخته‌شده توسط انسان با یکدیگر تعامل دارند و هر کدام مکانیسم‌هایی برای دفاع در برابر یکدیگر دارند.

آن‌ها همچنین ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی (ARGs) را در ویرو س‌های روی پوست انسان و مکرراً سطوح داخلی را لمس کردند. این ویروس های حامل ARG ممکن است میزبان های باکتریایی را آلوده کنند و ARG ها ممکن است به صورت افقی بین گونه های باکتریایی منتقل شوند. بنابراین، نقشی که و یروس‌ها در محیط‌های ساخت بشر در ایجاد مقاومت آنتی‌بیوتیکی در باکتری‌ها ایفا می‌کنند، بسیار مهم است و نیاز به بررسی بیشتر دارد.

پروفسور لی می گوید: «مطالعه ما نشان می دهد که تنوع، ترکیب، عملکردهای متابولیکی و شیوه زندگی ویروس ها بسته به شرایط هر محیط ساخت بشر متفاوت است. “بنابراین، توسعه استراتژی‌های کنترل سفارشی برای به حداقل رساندن قرار گرفتن انسان در معرض میکروارگانیسم‌های مضر و محافظت بهتر از سلامت ساکنان مهم است. یافته‌های ما می‌تواند با افزایش درک اساسی از تعاملات پیچیده ویر وس-باکتری در محیط‌های ساخت بشر به این هدف کمک کند. “

اهمیت

اطلاعات مربوط به ارتفاعات ساخته شده شهری در سطح جهان برای ارزیابی اثرات شکل و زیرساخت شهری بر محیط زیست، اقتصاد و رفاه انسان مورد نیاز است. این مطالعه یک اطلس جهانی از ارتفاعات ساخته شده شهری ارائه می دهد و تغییرات فضایی زیادی را در ارتفاعات ساخته شده در سطوح قاره، کشور و شهر نشان می دهد. نتایج نشان می‌دهد که شکاف‌های شدید در دسترس بودن زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری در جنوب جهانی و نابرابری بزرگ در زیرساخت‌های ساخته‌شده در اکثر کشورها، اما بزرگترین در جنوب جهانی در مقایسه با شمال جهانی است. اطلس این پتانسیل را دارد که درک ما از اثرات شهرنشینی بر تقاضای مواد خام، مصرف انرژی تجسم یافته و عملیاتی، و شدت توسعه شهری را بهبود بخشد.

خلاصه

اطلاعات در مورد زیرساخت های ساخته شده شهری برای درک نقش شهرها در شکل دادن به نتایج زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی ضروری است. فقدان داده در مورد ارتفاعات ساخته شده در مناطق بزرگ، توانایی ما را برای توصیف زیرساخت های شهری و تغییرات فضایی آن در سراسر جهان محدود کرده است. در اینجا، ما یک اطلس جهانی از ارتفاعات ساخته شده شهری را در حدود سال 2015 با وضوح 500 متر از داده های ماهواره ای شناسایی شده از محدوده زمینی Sentinel-1 ایجاد کردیم. 

نتایج نشان‌دهنده شکاف‌های شدید در سرانه زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری در جنوب جهانی در مقایسه با میانگین جهانی، و حتی شکاف‌های بزرگ‌تر در مقایسه با سطوح متوسط ​​در شمال جهانی است. سرانه زیرساخت های ساخته شده شهری در برخی از کشورهای شمال جهانی بیش از 30 برابر بیشتر از زیرساخت های موجود در جنوب جهانی است. نتایج همچنین نشان می‌دهد که زیرساخت‌های ساخته شده در 45 کشور در شمال جهانی، با 16 درصد جمعیت جهان، تقریباً معادل 114 کشور در جنوب جهانی، با حدود 74 درصد از جمعیت جهان است.

 نابرابری در زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری، همانطور که با یک شاخص نابرابری اندازه‌گیری می‌شود، در بیشتر کشورها بزرگ است، اما در جنوب جهانی در مقایسه با شمال جهانی، بزرگ‌ترین است. تجزیه و تحلیل ما مقیاس تقاضای زیرساخت در جنوب جهانی را نشان می دهد که برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار مورد نیاز است. اما بزرگترین در جنوب جهانی در مقایسه با شمال جهانی است. 

تجزیه و تحلیل ما مقیاس تقاضای زیرساخت در جنوب جهانی را نشان می دهد که برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار مورد نیاز است. اما بزرگترین در جنوب جهانی در مقایسه با شمال جهانی است. تجزیه و تحلیل ما مقیاس تقاضای زیرساخت در جنوب جهانی را نشان می دهد که برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار مورد نیاز است.

برای هشدارهای PNAS ثبت نام کنید.

مدیریت هشدارهاامروزه 55 درصد از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می‌کنند که انتظار می‌رود این نسبت تا سال 2050 به 68 درصد افزایش یابد ( 1 ). حدود 80 درصد از تولید ناخالص داخلی جهانی و دو سوم انتشار گازهای گلخانه ای به مناطق شهری نسبت داده می شود ( 2 ). با این حال، شهرها در سراسر جهان نابرابری زیرساختی عمیقی را نشان می دهند، با تنوع قابل توجهی در در دسترس بودن، تامین و دسترسی به زیرساخت ( 3 ).

از آنجایی که زیرساخت های شهری با رشد اقتصادی شهری و تولید ناخالص داخلی (GDP) در سطح شهر همبستگی زیادی دارد ( 4 و 5 )، سطوح بالای نابرابری زیرساخت ها می تواند به سطوح پایین تر بهره وری اقتصادی، سرمایه اجتماعی و رفاه انسانی کمک کند ( 6) . ، 7). ارزیابی نابرابری زیرساخت برای درک الگوهای توسعه ناهمگون شهرها در مناطق و کشورهای مختلف حیاتی است ( 8 ).

فرم شهری هم شامل مناطق شهری دو بعدی و تراکم و هم ارتفاعات ساخته شده سه بعدی (3-بعدی) (یعنی ویژگی های عمودی الگوهای کالبدی، چیدمان و ساختار شهرها) است ( 5 ، 9 ). مناطق شهری به طور گسترده به صورت دو بعدی با استفاده از تصاویر ماهواره ای از نورهای شبانه ( 10 ) و سری زمانی Landsat ( 11 ) نقشه برداری شده اند. با توجه به اینکه 60 تا 80 درصد از مصرف انرژی در مناطق شهری رخ می دهد ( 12 )، نقشه برداری از اشکال شهری، که نشان داده شده است بر مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای تأثیر می گذارد، مهم است ( 13 ، 14) .). 

از آنجایی که فرم شهری شامل بعد عمودی محیط ساخته شده است، نقشه برداری از ارتفاعات ساخته شده شهری می تواند اطلاعاتی در مورد عناصر حیاتی مناطق شهری ارائه دهد.همچنین یک همبستگی قوی بین تراکم ساخته شده شهری بالاتر، ساختمان های بلندتر و رشد اقتصادی شهری وجود دارد ( 4 ). مطالعه اخیر روی 477 شهر بزرگ با مجموعه داده های ماهواره ای سری زمانی جدید نشان داد که رشد حجمی شهری به شدت با تولید ناخالص داخلی در سطح شهر همبستگی دارد ( 5 ).

 پیشرفت های اخیر در سنجش از دور امکان توسعه چندین مجموعه داده جدید از مناطق ساخته شده سه بعدی را فراهم کرده است، از جمله یکی از مجموعه داده های موجود در ساختمان های سه بعدی در سراسر جهان (15)، یک نقشه مورفولوژی شهری با وضوح بالا ( 16 )، سری زمانی سه دهه منطقه عمودی ساخته شده ( 17 ) و گونه شناسی رشد شهری دو بعدی و سه بعدی برای نزدیک به 478 شهر در سراسر جهان ( 18)). 

با این حال، اطلاعات ارتفاع ساخته شده در مناطق بزرگ هنوز محدود است، که درک ما از توسعه شهری و پیامدهای آن برای استفاده از انرژی و انتشارات گلخانه ای را مخفی می کند ( 19 ، 20 ).در اینجا ما ارتفاعات ساخته شده شهری جهانی را در سطح شبکه 500-mx 500-m برای توصیف توزیع زیرساخت ها در مناطق شهری برآورد کردیم ( شکل 1 A و پیوست SI ، شکل های S13-18 ). ارتفاع ساخته شده به عنوان میانگین ارتفاع در یک شبکه 500 متری، شامل ساختمان ها و سایر زیرساخت ها مانند خیابان ها، پارکینگ ها و فضای سبز، با استفاده از مدلی که قبلا توسعه داده بودیم، محاسبه شد (21) .)

بر اساس داده های شناسایی شده محدوده زمینی Sentinel-1 (GRD). ما ارتفاعات ساخته شده شهری مشتق از GRD را با استفاده از منابع متعدد داده های مرجع اعتبارسنجی کردیم. ما دریافتیم که ارتفاع‌های ساخته‌شده شهری مطابقت خوبی با داده‌های مرجع نشان می‌دهند و می‌توانند تغییرات ارتفاعات ساخته‌شده از هسته‌های شهری تا مناطق حاشیه‌شهری را به تصویر بکشند. این مجموعه داده جدید ارتفاعات ساخته شده جهانی پتانسیل قابل توجهی برای بهبود درک ما از چگونگی تغییر سطح زمین توسط فعالیت های شهری، آشکار کردن نابرابری های فضایی زیرساخت های شهری و کمک به مطالعات انرژی و آب و هوا دارد.عکس. 1.

نتایج

شکل شهری شهرها با ترکیب تراکم شهری و ارتفاع ساخته شده.

اطلس جهانی ارتفاعات ساخته شده شهری ( شکل 1 الف ) اطلاعات حیاتی را برای توصیف فرم شهری به صورت دو بعدی تا سه بعدی در سراسر جهان فراهم می کند. به طور کلی، نواحی شهری تحت سلطه تراکم کم و توسعه گسترده با ارتفاعات ساخته شده شهری کم هستند. ارتفاعات ساخته شده، تغییرات فضایی زیادی را در شهرها و مناطق نشان می دهد. شهرهایی با سطح عمودی بالا عمدتاً در شرق آسیا و اروپای غربی قرار دارند. دو کشور با بیشترین وسعت کل شهری، ایالات متحده و چین، الگوهای متضادی از ارتفاعات ساخته شده دارند. میانگین ارتفاع ساخته شده در چین دو برابر بیشتر از ایالات متحده است. 

این موضوع مطالعات دیگری را تأیید می کند که تفاوت های مشابهی را در ارتفاعات ساخته شده بین این دو کشور پیدا کرده اند ( 5 ، 17) .). اگرچه مجموع وسعت شهری آنها مشابه است، اما به دلیل تفاوت در ارتفاعات ساخته شده، آنها در ظرفیت خود برای پذیرش جمعیت شهری متفاوت هستند. 

ما هم تراکم شهری (یعنی نفوذ ناپذیری) و هم ارتفاعات ساخته شده (یعنی میانگین و تنوع در یک شهر) را ارزیابی کردیم و شهرهای سراسر جهان را در شش دسته گروه بندی کردیم. برخی از این شش نوع شهر، خوشه بندی جغرافیایی را نشان می دهند ( شکل 1 B ). به عنوان مثال، منطقه اقیانوس اطلس جنوبی ایالات متحده توسط شهرهایی با تراکم کم، و ارتفاعات کم و همگن ساخته شده است، در حالی که شهرهای شرق آسیا عمدتاً بلند و نه چندان متراکم هستند.

اگرچه شباهت ها در تراکم شهری و ارتفاعات ساخته شده در سطح شهر در سطح جهانی قابل تشخیص است ( شکل 1 B )، اطلاعات با وضوح مکانی بالا در مورد ارتفاعات ساخته شده به دلیل تنوع زیاد در ارتفاعات ساخته شده در داخل هنوز مورد نیاز است. شهرها ( شکل 2 ). به طور کلی، بیشتر شهرها دارای یک قله مشخص در ارتفاعات ساخته شده در مرکز شهری هستند، با کاهش ارتفاع از مرکز به سمت خارج به مناطق اطراف. با این حال، برخی شهرها با چندین مرکز شهری (مانند کیپ تاون، آفریقای جنوبی، و دهلی نو، هند) وجود دارند که با بیش از یک قله ارتفاع ساخته شده نشان داده شده است. 

در برخی از شهرها مانند دهلی نو، که محدودیت‌های سیاستی در مورد ارتفاع ساختمان وجود دارد ( 22نتایج نشان می دهد که هم تراکم و هم ارتفاع ایجاد شده به طور کلی کم هستند. برخی از شهرهای بزرگ و کم‌مرتبه مانند آتلانتا، جورجیا در ایالات متحده، دارای ساختمان‌های بلند در مراکز شهری خود هستند، اما نسبت چنین ساختمان‌هایی بسیار کم است. شهرهایی مانند سئول، جمهوری کره (کره جنوبی)، مانند برخی از شهرهای اروپایی (مانند مونیخ، آلمان) دارای مناطق بزرگ با ارتفاعات بالا در خارج از مراکز شهری هستند.شکل 2.

شکاف های شدید در زیرساخت های ساخته شده شهری در جنوب جهانی.

ما دریافتیم که ثروتمندترین کشورهای جهان به طور نامتناسبی در کل زیرساخت های ساخته شده شهری جهانی مشارکت می کنند ( شکل 3)). در مجموع 45 کشور در شمال جهانی با مجموع 16٪ از جمعیت جهان، تقریباً به اندازه 114 کشور در جنوب جهانی، که حدود 74٪ از جمعیت جهان را در اختیار دارند، زیرساخت های ساخته شده شهری جهانی دارند. با هم، سه کشور برتر با بیشترین میزان زیرساخت های ساخته شده شهری، چین، ایالات متحده و ژاپن، حدود 50 درصد از کل جهان را تشکیل می دهند. 

به طور کلی، کشورهای بیشتری در شمال جهانی (به عنوان مثال، ایالات متحده، ژاپن، روسیه، آلمان، فرانسه، ایتالیا) وجود دارد که هر کدام بیش از 2٪ در کل زیرساخت های ساخته شده جهانی مشارکت دارند. شایان ذکر است که سطوح پایین شهرنشینی در جنوب جهانی ممکن است منجر به دست کم گرفتن زیرساخت های ساخته شده سرانه شود، زیرا ما فقط زیرساخت های شهری را در این تحلیل لحاظ کردیم.شکل 3.

این تجزیه و تحلیل تفاوت های بزرگی را در سرانه زیرساخت های ساخته شده در بین کشورها و شکاف های شدید در سرانه در دسترس بودن زیرساخت های شهری بین شمال جهانی و جنوب جهانی را آشکار می کند ( شکل  A و B ). اگرچه کل زیرساخت های ساخته شده شهری در برخی از کشورها مانند چین بزرگ است، سطح سرانه هنوز در مقایسه با شمال جهانی به طور قابل توجهی پایین تر است.

 یافته‌ها نشان می‌دهد که زیرساخت سرانه برای حدود 90 درصد جمعیت جهان کمتر از سطح متوسط ​​شمال جهانی است. متوسط ​​سرانه زیرساخت های ساخته شده شهری شمال جهانی تقریباً 300 متر ^مکعب است که تقریباً سه برابر در جنوب جهانی (108 متر ^{مکعب) است.}). 

برخی از کشورهای شمال جهانی (به عنوان مثال، ایالات متحده) دارای سرانه زیرساخت های ساخته شده بزرگتر از 600 متر ^مکعب هستند ، در حالی که این زیرساخت در برخی از کشورهای جنوب جهانی مانند بنگلادش به 20 متر ^مکعب می رسد که منعکس کننده یک وضعیت شدید است. اختلاف 30 برابری دامنه وسیع و تنوع زیرساخت های سرانه در شمال جهانی نشان می دهد که می توان سطوح بالایی از توسعه شهری با سطوح پایین زیرساخت سرانه داشت. 

علاوه بر این، با میانگین 47 متر ^مکعب ، تقریباً تمام کشورهای آفریقایی سطح زیربنای سرانه کمتری نسبت به سایر کشورهای جنوب جهانی دارند ( شکل 4 D). علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که ارتباط معنی داری و قوی بین تولید ناخالص داخلی سرانه و سرانه زیرساخت شهری وجود دارد ( شکل 4 C و پیوست SI ، شکل S7 ). این رابطه نشان دهنده تقاضای زیادی برای زیرساخت های آینده در جنوب جهانی است.شکل 4.

نابرابری بزرگ در زیرساخت های ساخته شده شهری در جنوب جهانی

ما نابرابری‌های بزرگی را در زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری در بیشتر کشورها یافتیم، اما در کشورهای جنوب جهانی در مقایسه با کشورهای شمال جهانی، بیشترین نابرابری‌ها را یافتیم ( شکل 5 A و B ). با استفاده از روش های پیشنهاد شده توسط Pandey و همکاران. ( 3 ) و برلسفورد و همکاران. ( 23 )، ما یک شاخص نابرابری را محاسبه کردیم که سطح نابرابری فضایی را در زیرساخت های ساخته شده شهری اندازه گیری می کند. 

هر چه مقدار شاخص بالاتر باشد، نابرابری در زیرساخت های ساخته شده بیشتر می شود. به طور کلی، نابرابری در زیرساخت های ساخته شده در جنوب جهانی (میانگین: 0.58) در مقایسه با شمال جهانی (میانگین: 0.49) بیشتر است ( شکل 5 B و C و پیوست SI ، شکل S8).). با این حال، تفاوت در نابرابری زیرساخت های ساخته شده بین جنوب و شمال جهانی کمتر از زیرساخت های ساخته شده سرانه است. علاوه بر این، مشابه زیرساخت های سرانه، نابرابری در کشورهای آفریقایی در مقایسه با سایر کشورهای جنوب جهانی بزرگتر است ( شکل 5 E ). 

تعداد قابل توجهی از کشورهای آفریقا و آسیا دارای شاخص های نابرابری فوق العاده بالای بالای 0.6 هستند. با این حال، نتایج متفاوت از سرانه زیرساخت های شهری، ارتباط معنی داری بین نابرابری زیرساخت ها و تولید ناخالص داخلی سرانه نشان نمی دهد ( شکل 5 D) به این معنی است که توسعه اقتصادی خود ممکن است مشکل نابرابری زیرساخت را حل نکند. این دیگر تحقیقات اخیر را تأیید می کند که نشان می دهد نابرابری زیرساخت های شهری یکی از ویژگی های شهرنشینی است ( 3 ).شکل 5.

نقاط قرمز نشان دهنده کشورهای شمال جهانی است. ( ب ) نابرابری های زیرساختی در کشورهای جنوب و شمال جهانی. ( ج ) نابرابری‌های زیرساختی در کشورهای جنوب و شمال جهانی برگرفته از میانگین (متر�) و SD (پ�) از توزیع‌های زیرساختی ساخته‌شده با کران بالای 95 درصد محدود شده است. ( د ) رابطه بین تولید ناخالص داخلی سرانه و نابرابری های زیرساختی. ( ه ) نقشه نابرابری های زیرساختی. مرزهای سبز در نقشه نشان دهنده کشورهای جنوب جهانی است.

پیامدهای ارتفاعات ساخته شده شهری جهانی.

اطلس جهانی ارتفاعات ساخته شده پیامدهای مهمی برای استفاده از انرژی و کاهش تغییرات آب و هوا دارد. به عنوان مثال، مصرف انرژی مرتبط با حمل و نقل شهری به دلیل سهم زیادی از کل مصرف انرژی و پتانسیل کاهش تغییرات آب و هوا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تراکم جمعیت بالاتر با مایل های کمتر طی شده توسط وسایل نقلیه و مصرف انرژی مرتبط است ( 24 ). ارتفاعات ساخته شده نسبت به تراکم جمعیت، اندازه گیری مستقیم و مکانی-زمانی منسجم تری از شکل شهری را ارائه می دهد، که اغلب نیاز به کاهش مقیاس از داده های سطح منطقه ای دارد ( 25 ). 

علاوه بر این، ما یک رابطه منفی بین میانگین ارتفاعات شهری و مصرف انرژی مربوط به حمل و نقل پیدا کردیم ( شکل 6)). ما رابطه قوی بین مصرف انرژی مرتبط با حمل و نقل و اندازه گیری های دوبعدی وسعت شهری پیدا نکردیم ( ضمیمه SI ، شکل S9 ). شهرهایی با ارتفاع کمتر ساخته شده در مقایسه با شهرهای عمودی تر، مصرف انرژی مرتبط با حمل و نقل بالاتری دارند. 

این نشان می‌دهد که استراتژی‌های کاهش مصرف انرژی حمل‌ونقل ممکن است از طریق رشد عمودی استراتژیک که افراد بیشتری را در نزدیکی مشاغل قرار می‌دهد، به دست آید. با این حال، معاوضه بین انرژی کمتر حمل و نقل و شدت مواد و انرژی بیشتر برای ساخت و راه اندازی ساختمان های بلند باید در نظر گرفته شود.شکل 6.

بحث

تغییرات فضایی زیاد در ارتفاعات ساخته شده را می توان به عوامل مختلفی مانند تاریخچه کاربری و سیاست ها نسبت داد، به ویژه با توجه به سرمایه گذاری های اولیه زیرساختی، منطقه بندی، کدهای ساختمانی و محدودیت های ارتفاع. محدودیت‌های کاربری زمین و زیرساخت‌ها و سیاست‌های حمل‌ونقل از مهم‌ترین عوامل ایجاد ارتفاع ساختمان‌ها هستند. ارتفاعات ساخته شده در شرق آسیا به طور کلی بالاتر از آمریکای شمالی و اروپا است، در حالی که تراکم جمعیت نسبتاً پایین در اکثر شهرهای ایالات متحده بازتاب ارتفاع کمتر ساخته شده شهری است. 

علیرغم تراکم بالای جمعیت در چین و هند، ارتفاعات ساخته شده شهری در چین به طور قابل توجهی در مقایسه با هند بلندتر است که عمدتاً به دلیل مقررات نسبت مساحت در هند است ( 22) .). ارتفاعات ساخته شده عموماً در کشورهایی که در دهه های اخیر دچار شهرنشینی قابل توجهی شده اند در مقایسه با کشورهایی که انتقال شهرنشینی آنها چندین دهه پیش رخ داده است، بالاتر است ( 26 ). 

علاوه بر این، محدودیت منابع زمین و قیمت بالای زمین با ارتفاعات شهری بالاتر در آسیا و اروپا همبستگی دارد ( 27 ، 28 ).شکاف شدید در سرانه زیرساخت‌های ساخته‌شده در جنوب جهانی نشان‌دهنده تقاضای جهانی قریب‌الوقوع بزرگ برای مواد و افزایش انرژی و انتشارات گلخانه‌ای در صورت پر شدن این شکاف است. همچنین نتایج حاکی از افزایش تقاضا برای زیرساخت ها با توسعه اقتصادی است. برای رفع شکاف زیرساختی، حتی با فرض عدم رشد جمعیت، به بیش از مجموع زیرساخت‌های ساخته‌شده جهانی نیاز است. 

با رشد جمعیت مورد انتظار، این تقاضا می تواند بین 1.25 تا 1.65 برابر کل زیرساخت های ساخته شده شهری کنونی در جهان تحت سناریوهای مسیر اجتماعی-اقتصادی مشترک 1 (پایداری) و مسیر اجتماعی-اقتصادی مشترک 3 (رقابت منطقه ای) افزایش یابد (29) .)، به ترتیب. با تقاضای فزاینده برای مصالح ساختمانی و خاک‌های کمیاب تخصصی، ممکن است در توسعه زیرساخت‌ها در جنوب جهانی یک تاخیر مداوم وجود داشته باشد که منجر به سطوح پایین توسعه انسانی می‌شود. علاوه بر این، بیشتر پیش‌بینی‌های شهرنشینی آینده در بیشتر مطالعات تنها گسترش جانبی زمین شهری را در نظر گرفته‌اند. درک بهتر از رشد عمودی شهری برای توسعه پیش بینی های واقعی تر از تقاضای آینده برای زیرساخت های ساخته شده مورد نیاز است

.نابرابری بزرگ در زیرساخت های ساخته شده شهری در سرتاسر جهان مستلزم چالش های بزرگی برای توسعه پایدار است، زیرا زیرساخت ها به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر 72 درصد از اهداف اهداف توسعه پایدار سازمان ملل تأثیر می گذارد (30) .). این چالش در جنوب جهانی، با نابرابری بیشتر زیرساخت ها، به ویژه در کشورهای آفریقایی، بزرگ ترین است. 

از آنجا که توسعه اقتصادی به خودی خود نابرابری زیرساخت ها را کاهش نمی دهد، تلاش ها و استراتژی های دیگری برای کاهش نابرابری زیرساخت های ساخته شده شهری مورد نیاز است. حتی اگر این مطالعه نابرابری زیرساخت‌های جهانی را مورد بررسی قرار داد، دامنه محدود این مطالعه مستلزم بررسی بیشتر در مورد شیوه‌های کارآمد، مؤثر و اقتصادی است که می‌تواند نابرابری زیرساخت‌ها را کاهش دهد.

 علاوه بر این، بررسی بیشتر نابرابری زیرساخت ها فراتر از سطح ملی در کشورهای بزرگ (مثلاً چین) با تغییرات منطقه ای قابل توجهی از زیرساخت های ساخته شده می تواند بینش های جدیدی را برای توسعه پایدار در مقیاس های کوچکتر ارائه دهد.اطلاعات در مورد تغییرات ارتفاع ساخته شده در داخل یک شهر پتانسیل قابل توجهی برای پیشبرد مطالعاتی مانند آب و هوای شهری و مدل سازی مصرف انرژی دارد ( 31 ، 32 ). 

تهویه در فضای باز می تواند تحت تأثیر تغییرات ارتفاع ساختمان قرار گیرد ( 33 ). ارتفاعات ساخته شده شبکه بندی شده همچنین به عنوان ورودی کلیدی برای برآورد سایر پارامترهای سطح شهری مهم مانند ناهمواری عمل می کند که می تواند به طور قابل توجهی بر محیط جوی شهری تأثیر بگذارد. مصرف انرژی حمل‌ونقل و انتشار گازهای گلخانه‌ای عموماً در شهرهایی با یک مرکز واحد بیشتر است، در مقایسه با شهرهایی با مراکز متعدد ( 34 ) که می‌توانند دسترسی کلی را افزایش دهند، طول سفر را کوتاه‌تر کنند و خدمات حمل‌ونقل عمومی را بهینه کنند ( 35) .).

 فراوانی ارتفاعات مختلف ساخته‌شده در داخل شهر می‌تواند به آشکار کردن کاربری‌های زمین شهری و الگوهای سفر کمک کند و بنابراین، از مطالعات در مورد حمل‌ونقل شهری و استفاده از انرژی حمایت کند.اطلس ارتفاعات ساخته شده می تواند درک ما را از تقاضا برای مصالح ساختمانی، استفاده از انرژی تجسم یافته و عملیاتی و کربن مرتبط بهبود بخشد ( 36-38 ) . 

به عنوان مثال، ارتفاع ساختمان برای تخمین فضای کف ساختمان، یک متغیر حیاتی در مدل سازی انرژی و تقاضای مصالح استفاده شده است ( 39 ). واضح است که مناطقی با ارتفاع زیاد ساخته شده حاوی مصالح ساختمانی بیشتری مانند سیمان هستند. با این حال، تغییرات فضایی زیاد ارتفاع‌های ساخته شده در اکثر مطالعات کربن به دلیل در دسترس بودن داده‌های محدود، به‌ویژه در جنوب جهانی در نظر گرفته نشده است ( 40 ، 41) .

). در مقایسه با نقشه‌های دوبعدی مناطق شهری، ارتفاع‌های ساخته شده می‌تواند به طور قابل توجهی در شهرهایی با مناطق شهری مشابه متفاوت باشد، که منجر به تفاوت‌های زیادی در حجم شهری و مصرف انرژی در این شهرها ی‌شود (42 ) . علاوه بر این، ساختمان‌های بلند نسبت به ساختمان‌های کم‌مرتبه انرژی بیشتری مصرف می‌کنند و شار گرمای انسانی بیشتری را به جو منتشر می‌کنند ( 42 ). برآورد دقیق شار حرارتی انسانی ساختمان برای درک بهتر سهم ساختمان‌ها در اقلیم شهری و حمایت بیشتر از توسعه پایدار مفید است.

اطلس ارتفاعات ساخته شده همچنین اطلاعات منحصر به فردی را برای تخمین و پیش بینی مصرف انرژی ساختمان و انتشار گازهای گلخانه ای ارائه می دهد. اطلاعات مربوط به ارتفاع ساخته شده می تواند به طور قابل توجهی کمیت فضای کف ساختمان را بهبود بخشد که یکی از مهم ترین عوامل در مدل سازی مصرف انرژی تجسم یافته و عملیاتی ساختمان است. 

برای مثال، فضای کف ساختمان یکی از متغیرهای کلیدی در مدل‌های ارزیابی یکپارچه است، مانند GCAM (مدل ارزیابی تغییرات جهانی) ( 43 ) و MESSAGE (مدلی برای استراتژی‌های جایگزین استراتژی تامین انرژی و اثرات کلی محیطی آن‌ها) ( 44) .) که می تواند تقاضاهای انرژی ساختمان در آینده را برای ارزیابی تأثیر تغییرات آب و هوا و توسعه استراتژی های کاهش پیش بینی کند. 

با این حال، اطلاعات فعلی در مورد فضای طبقه ساختمان، به ویژه در جنوب جهانی، محدود است ( 39 ). اگرچه مقیاس های فضای کف ساختمان به صورت خطی با وسعت شهری است، اما به دلیل تغییرات در ارتفاع ساخته شده، هنوز اختلافات قابل توجهی وجود دارد ( ضمیمه SI ، شکل S10).). به عنوان مثال، شهرستان های هادسون، نیوجرسی و کینگز، نیویورک رابطه بین فضای کف و وسعت شهری را به دلیل تفاوت های اساسی در ارتفاعات ساخته شده در این دو شهرستان دنبال نمی کنند. این مثال اهمیت ادغام ارتفاع‌های ساخته شده را در برآورد دقیق فضای کف ساختمان، حتی در سطح شهرستان، نشان می‌دهد.

 بدون در نظر گرفتن ارتفاع‌های ساخته شده، می‌توان در مطالعات آینده استفاده از انرژی ساختمان و انتشار گازهای گلخانه‌ای مرتبط با آن، تعصبات در فضای تخمینی طبقات ساختمان منتشر شود.مجموعه داده‌های مربوط به ارتفاعات و زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری جهانی همچنین می‌تواند از کاربردهایی مانند مقیاس‌بندی شهری ( 45 ، 46 ) و نقشه‌برداری توزیع جمعیت و پویایی ( 25 ، 45 ، 46 ) پشتیبانی کند. 

مطالعات نشان می‌دهد که حجم زیرساخت‌های شهری با جمعیت سریع‌تر از سطح شهری مقیاس می‌شود ( 45 ). اندازه‌گیری‌های مداوم زیرساخت‌های ساخته‌شده شهری سه‌بعدی یک شاخص شهری جامع‌تر برای بررسی روابط مقیاس قدرت-قانون اندازه شهر ارائه می‌کند.

 ارتفاعات ساخته شده همچنین می‌تواند ظرفیت ما را برای کاهش مقیاس جمعیت ملی به مقیاس‌های فضایی ظریف‌تر ارتقا دهد. در مقایسه با رویکردهای سنتی که فقط مناطق شهری دوبعدی (به عنوان مثال، نورهای شبانه) را در نظر می گیرند ( 7)ارتفاعات ساخته شده می تواند جمعیت را در شبکه هایی با وسعت شهری و فعالیت های انسانی مشابه متمایز کند. به عنوان مثال، ارتفاعات ساخته شده برای ترسیم پویایی جمعیت ساعتی همراه با سایر داده های سنجش از دور و مکانی استفاده شده است ( 25 ).

 علاوه بر این، ارتفاعات ساخته شده می تواند به نقشه برداری از کاربری های شهری (به عنوان مثال، تجاری، مسکونی، صنعتی) کمک کند ( 48 ). با کمک اطلاعات عمودی، کاربری های شهری با عملکردهای مختلف را می توان بهتر شناسایی کرد و بنابراین، پویایی زمانی (مثلاً روزانه) جمعیت ها را بهتر مشخص کرد.

مواد و روش ها

داده ها.

داده های Sentinel-1.

ما داده‌های Sentinel-1 GRD را به‌عنوان منبع اصلی داده در نقشه‌برداری ارتفاع ساخته‌شده شهری جهانی جمع‌آوری کردیم. داده‌های Sentinel-1 GRD، هر دو با مدارهای صعودی و نزولی، در حدود سال 2015 جمع‌آوری شدند که پوشش جهانی داده‌های Sentinel-1 در دسترس قرار گرفت ( 49 ). در اینجا، صحنه‌های GRD استفاده‌شده از حالت ابزار نوار وسیع تداخل‌سنجی جمع‌آوری شد، که از آن ضرایب پراکندگی برگشتی (یعنی VV [همقطبی‌سازی] و VH [قطبی‌شدن متقاطع]) از یک ابزار SAR با باند C دو قطبی در آنبورد گنجانده شد. با وضوح فضایی خام 10 متر.

مرجع داده های ارتفاع ساخته شده

ما داده های ارتفاع ساخته شده مرجع را در 37 شهر در ایالات متحده ( 7 ) و اروپا (30 ) ( ضمیمه SI ، شکل S6 ) برای توسعه و ارزیابی مدل جمع آوری کردیم. این مجموعه داده‌های مرجع با وضوح فضایی خوب (کمتر از 10 متر) عمدتاً از داده‌های تشخیص نور هوابرد و محدوده در ایالات متحده ( 21 ) و تصاویر استریو در اروپا ( 50 ) مشتق شده‌اند. شایان ذکر است که از ارتفاعات ساخته شده مرجع 27 شهر در ایالات متحده و اروپا برای کالیبره کردن مدل ارتفاع ساخته شده شهری استفاده شد، در حالی که ارتفاع 10 شهر باقی مانده برای ارزیابی ارتفاعات تخمین زده شده از Sentinel-1 استفاده شد. داده ها. 

داده های مرجع ثبت شده به عنوان شماره طبقه در 20 شهر چین (https://www.amap.com )؛ داده های ارتفاع مرجع در سائوپائولو، برزیل ( https://osmbuildings.org )؛ ونکوور، کانادا ( https://opendata.vancouver.ca )؛ و محصول شبکه بندی شده (10 متر) ارتفاع ساخته شده در آلمان به دست آمده از مشاهدات ماهواره ای ( 51 ) نیز به عنوان مجموعه داده های اضافی برای ارزیابی جمع آوری شد.

داده های مرز شهری

ما مرز مناطق شهری را با وضوح خوب (30 متر) در سال 2015 از مجموعه داده های مرز شهری جهانی جمع آوری کردیم ( 52 ). مناطق شهری تعریف شده در این مجموعه داده برای محاسبه زیرساخت سرانه برای کشورها و شهرستان ها و برای ترسیم مرزهای شهری شهرهای معرف استفاده شد.

داده های بانک جهانی

ما داده های جمعیت و تولید ناخالص داخلی هر کشور را در سال 2015 از بانک جهانی (https://data.worldbank.org ) جمع آوری کردیم. جمعیت برای محاسبه تولید ناخالص داخلی سرانه و زیرساخت های ساخته شده نشان داده شده در شکل ها استفاده شد. 3 و 4 . در مجموع، ما 159 کشور را مورد بررسی قرار دادیم که 45 کشور در شمال جهانی (به عنوان مثال، ایالات متحده و استرالیا) و 114 کشور در جنوب جهانی (مانند چین، مصر، هند) قرار دارند. 

شمال جهانی و جنوب جهانی بر اساس ویژگی های اجتماعی-اقتصادی و سیاسی تعریف شده اند و کشورهای این دو گروه در مطالعات اندکی متفاوت هستند ( 53) .). در این مقاله، نام کشورهای جنوب جهانی که به آن دسته از کشورهای در حال توسعه اطلاق می‌شود که مجموعه‌ای از آسیب‌پذیری‌ها و چالش‌ها را به اشتراک می‌گذارند، از برنامه توسعه سازمان ملل متحد به دست آمده است (54 ) .

داده های فضای طبقه ساختمان

ما سرانه فضای طبقه ساختمان های شهرستان های منتخب ایالات متحده را از آرهارت و همکاران جمع آوری کردیم. (39 ) برای کشف مفهوم ارتفاعات ساخته شده شهری در مدل سازی انرژی. با در نظر گرفتن شهرستان به عنوان واحد جغرافیایی، میانگین ارتفاع ساخته شده و درصد شهری (نسبت مساحت شهری در یک شهرستان به مساحت یک شهرستان) را محاسبه کردیم. 25 شهرستان برتر با مرتب سازی درصدهای شهری به ترتیب نزولی در ایالات متحده با مساحت کل شهرستان کمتر از 400 کیلومتر ^مربع انتخاب شدند تا اهمیت ارتفاعات ساخته شده را برجسته کنند.

داده های مصرف انرژی حمل و نقل شهری

ما از مجموعه داده مصرف انرژی مربوط به حمل و نقل ( 24 ) برای نشان دادن رابطه بین ارتفاع ساخته شده شهری و مصرف انرژی مربوط به حمل و نقل استفاده کردیم. این مجموعه داده شامل مصرف سرانه انرژی مرتبط با حمل و نقل در 31 شهر بود. میانگین ارتفاع ساخته شده برای هر شهر از ارتفاع ساخته شده شبکه بندی شده بر اساس مرز شهری محاسبه شد.

مواد و روش ها

نقشه برداری از ارتفاع ساخته شده شهری جهانی

ما ارتفاعات ساخته شده شهری را در سرتاسر جهان با استفاده از مدلی که قبلاً ( 21 ) بر اساس داده های Sentinel-1 GRD ایجاد کرده بودیم، تخمین زدیم. ما ارتفاع ساخته شده شهری را به عنوان ارتفاع متوسط ​​در یک شبکه 500 متری در حوزه شهری، شامل ساختمان ها و غیرساختمان ها مانند خیابان ها و پارکینگ ها تعریف کردیم ( ضمیمه SI ، شکل S1 ). ابتدا، داده‌های Sentinel-1 GRD (یعنی پراکندگی‌های پس‌انداز از VV و VH) را در سال 2015 و داده‌های ارتفاع ساختمان مرجع در 27 شهر از 37 شهر در ایالات متحده و اروپا (ضمیمه SI، شکل S6) را به 500- جمع‌آوری کردیم .

تفکیک متر، که با تجزیه و تحلیل حساسیت تفکیک پذیری از 100 متر تا 1 کیلومتر ( 21) تعیین شد.). برای کاهش تأثیر اشیاء مرتفع (به عنوان مثال، درختان)، ما مناطق غیر شهری را در داده‌های Sentinel-1 GRD با استفاده از نقشه وسعت شهری از لایه سکونت انسانی جهانی پنهان کردیم (55 ) .

 سپس، VVH، نشانگر ارتفاعات شهری، را با ادغام پراکندگی پس‌زمینه از اطلاعات دو قطبی (یعنی VV و VH) از داده‌هایSentinel-1 GRD در وضوح 500 متر استخراج کردیم (معادل 1 ) . در نهایت، ما مدل ارتفاع ساخته شده شهری را کالیبره کردیم ( معادل 2 ؛ به عنوان مثال، رابطه بین VVH و ارتفاع ساخته شده شهری تغییر یافته با ورود به سیستم):

VVH = VV*rVاچVVH=��*���[1]وln H = a * VVاچب+ ج ،ln �=�*����+�,[2]جایی که γ پارامتری برای مشخص کردن تاثیر نسبی VH بر VVH مشتق شده است،اچ�ارتفاع ساخته شده شهری تغییر یافته است وآ�،ب�، وج�ضرایبی هستند که باید در مدل ارتفاع شهری برآورد شوند.

در این مطالعه، γ طبق پیشنهاد لی و همکاران، 5 تعیین شد. ( 21 ). چنین مدل ارتفاع ساخته شده مبتنی بر فیزیکی می تواند برای تخمین ارتفاع ساخته شده شهری در سراسر جهان استفاده شود. ما مدل های ارتفاع ساختمان را با استفاده از داده های Sentinel-1 با مدارهای صعودی و نزولی، با پارامترهای کالیبره شده توسعه دادیم (به عنوان مثال،آ�،ب�، وج�) از -2.16، -0.45، 4.78، و -0.61، -0.79، و 2.31، به ترتیب. ارتفاعات نهایی جهانی که از ادغام نتایج مشاهدات صعودی و نزولی به دست می‌آید را می‌توانید از https://figshare.com/s/7f2b254ed18fac8eb7a0 دانلود کنید .

ما ارتفاعات جهانی ساخته شده شهری را بر اساس سه شاخص ارزیابی کردیم: ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، و میانگین خطای مطلق (MAE). ابتدا، ما یک اعتبارسنجی متقاطع با استفاده از داده های ارتفاع ساخته شده مرجع در 27 شهر از 37 شهر در 10 کیلومتری انجام دادیم.

××دامنه 10 کیلومتری در ناحیه شهری در ایالات متحده و اروپا ( ضمیمه SI ، شکل S2 ). داده های ارتفاع ساخته شده مرجع به طور تصادفی به 10 برابر تقسیم شد و هر بار از یک برابر برای ارزیابی استفاده شد. دوم، ما ارتفاع شهری برآورد شده را با استفاده از 10 شهر باقیمانده از 37 شهر در حوزه 10 کیلومتری 10 کیلومتری در ناحیه شهری ( ضمیمه SI ، شکل S3 )، و در کل منطقه شهری در تمام 37 شهر ارزیابی کردیم.

 در نهایت، ما ارتفاع برآورد شده شهری را با استفاده از داده های مرجع شماره طبقات در 20 شهر در چین ( ضمیمه SI ، شکل S4 )، داده های مرجع ارتفاع ساختمان در سائوپائولو، برزیل ارزیابی کردیم. ونکوور، کانادا؛ و محصول ملی ارتفاع ساخته شده (10 متر) در آلمان از مشاهدات ماهواره ای (پیوست SI ، شکل S5 ).

ارتفاعات ساخته شده شهری جهانی مطابقت خوبی با داده های مرجع نشان می دهد و می تواند تغییرات ارتفاعات ساخته شده را به تصویر بکشد ( ضمیمه SI ، شکل S2 ). RMSE بین مرجع و ارتفاعات تخمینی ساخته شده شهری زیر 0.50 متر است و ضریب همبستگی بیشتر از 0.80 است ( ضمیمه SI ، شکل S3 ).

 ارتفاعات ساخته شده شهری برآورد شده در چین نیز قابل اعتماد هستند، همانطور که توسط شاخص های RMSE و MAE با استفاده از داده های مرجع شماره طبقات نشان داده شده است ( ضمیمه SI ، شکل S4 )، با ضریب همبستگی کمی پایین تر به دلیل تفاوت بین تعداد و ارتفاع طبقه نتایج مشابه (یعنی RMSE: 0.37~0.47 و MAE: 0.40~0.49) در سائوپائولو، برزیل به دست آمد. ونکوور، کانادا؛ و آلمان (پیوست SI ، شکل S5 )، با استفاده از داده های مرجع ارتفاع ساختمان و محصول شبکه بندی شده ارتفاع ساخته شده از ماهواره ها.

فرم شهری با ترکیب تراکم 2 بعدی و ارتفاع 3 بعدی.

ما شهرهای جهان را بر اساس فضای ویژگی تراکم شهری دوبعدی (نفوذ ناپذیری) و همچنین ارتفاعات ساخته شده سه بعدی (میانگین و تغییرات درون شهر) به شش نوع گروه بندی کردیم (ضمیمه SI، شکل S11 ) . ما میانگین و ضریب چارک پراکندگی (QCD) ( معادل 3 ) ارتفاعات ساخته شده و همچنین میانگین سطوح غیرقابل نفوذ (ISA) در هر شهر را برای توصیف فرم شهری در ابعاد عمودی و افقی محاسبه کردیم:

( QCD ) =س3-س1س1+س3،(QCD)=�3−�1�1+�3,[3]جایی که س1 �1 و س3 �3 چندک اول (صدک 25) و سوم (صدک 75) ارتفاع ساخته شده در هر منطقه شهری است. QCD می تواند تغییرات ارتفاعات ساخته شده را در داخل شهر ثبت کند و همچنین بین شهرهایی با میانگین ارتفاعات مختلف قابل مقایسه است.

 میانگین ISA می تواند نشان دهنده تراکم نفوذناپذیری کلی شهر باشد و از داده های ISA جهانی 30 متر محاسبه شد ( 56). ما آستانه‌های نفوذناپذیری، میانگین و QCD ارتفاع‌های ساخته‌شده (ارتفاع میانگین: 3؛ QCD: 0.6؛ میانگین ISA: 0.75) را برای طبقه‌بندی شهرها در سطح جهانی به شش نوع، عمدتاً بر اساس توزیع داده‌های هر ویژگی، تعریف کردیم. 

هدف اصلی مقایسه شهرها و نشان دادن نمای کلی از منظر جهانی فرم شهری با در نظر گرفتن تراکم دو بعدی و ارتفاع سه بعدی است. این آستانه ها را می توان به راحتی برای طبقه بندی مجدد شهرهای جهان تنظیم کرد. ما دریافتیم که تنوع ارتفاعات ساخته شده در شهرهای مرتفع کم است.

 بنابراین، ما انواع شهرهایی که هم بلند و هم در ارتفاعات ساخته شده ناهمگن باشند، نداشتیم. این شش نوع شهر عبارتند از (1) پراکنده و همگن کم، (2) متراکم و همگن کم، (3) پراکنده و ناهمگن کم، (4) متراکم و ناهمگن کم، (5) پراکنده و همگن بالا،سرانه و نابرابری زیرساخت های ساخته شده شهری در این تحقیق پیشنهاد شد که حجم ساخت و ساز شهری با ضرب مساحت و ارتفاعات شهری می تواند به عنوان نماینده ای برای زیرساخت های ساخته شده شهری در نظر گرفته شود.

 ما زیرساخت های ساخته شده شهری را در هر شبکه محاسبه کردیم و همه پیکسل ها را در هر کشور جمع کردیم. درصد جمعیت انباشته و زیرساخت سرانه در هر کشور با استفاده از سوابق جمعیتی بانک جهانی محاسبه شد. در مجموع 159 کشور در سراسر جهان (آنهایی که دارای رکورد تولید ناخالص داخلی نیستند، مانند جمهوری دموکراتیک خلق کره [کره شمالی] حذف شدند) در شکل‌ها مورد بررسی قرار گرفتند. 3 و 4 . در شکل 3، مساحت هر مستطیل نشان دهنده درصد کل زیرساخت های ساخته شده در هر کشور است. 

ما همچنین رابطه بین زیرساخت سرانه و تولید ناخالص داخلی در هر کشور را با استفاده از داده های بانک جهانی بررسی کردیم.با استفاده از روش پیشنهادی Pandey و همکاران. ( 3 ) و برلسفورد و همکاران. ( 23 ) (یعنی معادله 4 ) ، ما شاخص نابرابری زیرساخت های ساخته شده شهری را محاسبه کردیم که می تواند سطح نابرابری فضایی در زیرساخت ها را در هر یک از 119 کشور اندازه گیری کند (با تعداد کل مناطق شهری مشخص شده توسط شهری 2015 داده های مرزی بزرگتر از 10) در جنوب و شمال جهانی:

من=پμ ( 1 – μ )——-√; 0 < μ < 1 ،�=��(1−�);0<�<1,[4]که در آن I شاخص نابرابری است که از 0 (کمترین نابرابری) تا 1 (بالاترین نابرابری) متغیر است.

متر�وپ�میانگین و SD، به ترتیب، توزیع‌های زیرساختی ساخته‌شده هستند که توسط یک کران بالا در هر منطقه جغرافیایی محدود شده‌اند. این شاخص بررسی می‌کند که چگونه ناهمگونی‌های بین منطقه‌ای ( ضمیمه SI ، شکل‌های S8 و S12 ) با میانگین کلی توزیع‌های زیرساختی که توسط یک کران بالا محدود می‌شود، متفاوت است ( 3) .). ما همچنین سه کران بالا (یعنی 90، 95، و 100 چندک در توزیع‌های زیرساخت) را در محاسبه شاخص نابرابری آزمایش کردیم. 

ابتدا، چندک های 90، 95 و 100 را از توزیع زیرساخت در هر منطقه جغرافیایی به عنوان سه کران بالا محاسبه کردیم. دوم، ما توزیع‌های زیرساختی را در هر منطقه جغرافیایی ایجاد کردیم که توسط آن سه مرز بالا محدود شده بود. در نهایت، تحت هر کران بالایی محدود، SD (σ) و مقادیر میانگین (μ) برای محاسبه شاخص های نابرابری به دست آمد. نتایج ما تا حد بالایی متفاوت است، همانطور که در پیوست SI ، شکل S8 نشان داده شده است .