Prezenta propunere de proiect vizează îmbunătățirea mijloacelor tehnice ale administrației publice locale prin integrarea hărților insulei de căldură urbană (ICU) detectată pe baza temperaturii suprafețelor (LST) extrasă din imaginile satelitare în sistemele informatice utilizate la nivelul administrației publice locale (realizată de coordonatorul de proiect și furnizată beneficiarului înainte de realizarea acestei propuneri de proiect). Hărțile ICUS vor fi realizate la scară anuală și anotimpuală, dar și pentru situații cu fenomene meteorologice extreme. Instrumentul nou propus, utilizat ca suport tehnic, se va dovedi extrem de util și va contribui la luarea unor decizii corespunzătoare în ceea ce privește diminuarea efectului de ICU, atât în cazul arealului urban existent, cât și în situația extinderii suprafeței urbane. Astfel, în urma implementării proiectului propus și în contextul schimbărilor climatice actuale decidenții vor avea la dispoziție un instrument care să permită planificarea și design-ul urban, având ca scop final creșterea calității vieții în oraș, urmând practicile altor areale urbane de la nivel internațional.
Majoritatea componentelor analiză a zonelor de climă urbană au fost testate în laboratoarele de cercetare ale UBB. După revizuirea literaturii de specialitate, algoritmii de calcul au fost testați prin intermediul aplicațiilor informatice disponibile pe infrastructura de cercetare și au fost validate în fluxuri de lucru semiatuomate.
Nivelul de maturitate tehnologică vizat este 6 – dezvoltarea unei platforme de prototipare și interconectarea algoritmilor de calcul și procesare de date. Testarea se va realiza intr-un sistem urban complex. Testele se vor realiza pe infrastructura Indeco Soft și Creative Space, iar corelările vor viza un municipiu reședință de județ, client al coordonatorului, astfel încât sistemul să valideze cerințele tehnice și procedurale, și să simuleze implementarea reală, funcțională, operațională, comercializabilă.
INTEGRATE propune îmbunătăţirea mijloacelor tehnice ale administraţiei publice locale deja existente la nivelul municipalităţilor prin integrarea hărţilor insulei de caldură urbană a suprafeţelor (ICUS) detectată pe baza temperaturii suprafeţelor (LST) extrasă din imaginile satelitare în sistemele informatice utilizate la nivelul administraţiei publice locale, realizată de coordonatorul de proiect (CO) şi furnizată unui portofoliu consistent de clienţi până în prezent. În cadrul proiectului, hărţile ICUS pentru varianta „statică” realizată pe baza datelor istorice, dar şi cea dinamică care presupune integarea near-real time a hărţilor ICUS vor fi realizate la o rezoluţie spaţială foarte bună (30 m x 30m, cu explorarea posibilităţii de creştere a acesteia până la 15 m x 15 m) şi vor fi integrate în sistemul GIS furnizat de Indeco Soft pentru un oraş-pilot pentru care se vor testa ambele versiuni. Hărţile realizate pe baza informaţiilor istorice se vor realiza la scara anuală şi anotimpuală, dar pentru creşterea acurateţii în detectarea extinderii şi intensităţii ICUS se vor analiza şi situaţiile cu fenomene meteorologice extreme (ex. valurile de căldură), în funcţie de disponibilitatea datelor satelitare. Instrumentul nou propus, utilizat ca suport tehnic, se va dovedi extrem de util şi va contribui la luarea unor decizii corespunzătoare în ceea ce priveşte diminuarea efectului de ICUS, atât în cazul arealului urban existent (ex. prin programe de reabilitare termică/energetică), cât şi în situaţia extinderii suprafeţei urbane, în viitor. Astfel, în urma implementării proiectului propus, în contextul schimbărilor climatice actuale şi în deplin acord cu Pactul Ecologic European, decidenţii vor avea la dispoziţie un instrument exterm de util pentru planificarea unor acţiuni la nivelul municipalităţii (Pop et al. 2019), de diminuare a ICUS, respectiv de creştere a calităţii vieţii. Astfel,
• componenta „statică” a aplicaţiei, prin identificarea arealelor de tip hot-spot pe baza informaţiilor istorice, va permite: alegerea locaţiilor pentru instalarea punctelor de prim-ajutor în oraş în caz de fenomene meteorologice extreme (ex. valuri de căldură care sunt intensificate în arealele urbane prin existenţa ICU) (acţiune pe termen scurt), identificarea tipurilor de ţesut urban care generează areale de tip hot-spot şi care să nu fie replicate în dezvoltarea ulterioară a oraşului (acţiune pe termen lung).
• componenta „dinamică” a sistemului (integrarea near-real time) va permite autorităţilor locale aplicarea unor acţiuni de tip urbanism tactic. Astfel, prin analiza unor hărţi ICUS succesive pre- şi post- implementare este posibilă evidenţierea efectului unor măsuri implementate pe termen scurt şi mediu pentru diminuarea arealalor de tip hot-spot din interiorul localităţii: de exemplu, umectarea unei zone (simularea unei fântâni arteziene), rerutarea pentru o anumită perioadă de timp a unor linii de transport urban (sau utilizarea pe acele linii exclusiv/preponderent a autobuzelor electrice, tot mai achiziţionate în oraşele din Româna în ultimii ani) sau amplasarea unor spaţii verzi „artificiale” (simularea înlocuirii unor spaţii asfaltate/betonate cu spaţii verzi reale). Pe hărţile ICUS succesive se poate vedea diferenţa dintre situaţia de dinainte şi cea de după realizarea acţiunii „temporare”, permiţând astfel luarea unei decizii de implementare sau nu a acţiunii respective în mod permanent.
Diminuarea intensităţii/extensiunii arealelor de tip hot-spot conduce la creşterea calităţii vieţii în mediul urban prin scăderea stressului termic din semetrul cald al anului, generator de efecte în lanţ ca urmare a impactului asupra sănătăţii umane (Croitoru et al., 2018) şi a diminuării capacităţii de muncă a populaţiei (Herbel et al., 2018) şi este un argument puternic pentru realizarea şi prioritizarea unor astfel de investiţii la nivelul unei municipalităţi, urmând practicile altor areale urbane de la nivel internaţional (Moreland, Atlanta, Phoenix, Dallas, Northeast US Urban Archipelago etc.).
Componenta statică va fi livrată o singură dată în timp ce componenta dinamică va fi livrată beneficiarilor pe baza de abonament. Produsul poate fi comercializat atât către municipalităţile din arealele urbane, cât şi către autorităţile locale de la nivelul comunelor situate în zonele limitrofe (metropolitane) ale marilor oraşe care au avut o expansiune teritorială consistentă în ultimii ani.
Obiectiv general
Prezenta propunere de proiect vizează îmbunătățirea mijloacelor tehnice ale administrației publice locale prin integrarea hărților insulei de căldură urbană (ICU) detectată pe baza temperaturii suprafețelor (LST) extrasă din imaginile satelitare în sistemele informatice utilizate la nivelul administrației publice locale (realizată de coordonatorul de proiect și furnizată beneficiarului înainte de realizarea acestei propuneri de proiect).
Obiective specifice
OS1. Identificarea arealului pentru studiul-pilot
A1.1. Crearea bazei date cu imagini satelitare pentru expansiunea urbană pe perioada istorică în municipalităţile clienţi ai CO;
A1.2. Analiza modificării arealului construit al suprafeţelor urbane, clienţi ai CO;
A1.3. Consultarea cu clienţii CO, administraţii publice locale, pentru prezentarea oportunităţii de a participa ca areal-pilot;
A1.4. Alegerea municipalităţii pentru studiul-pilot din portofoliul de clienţi ai CO
OS2. Analiza ICUS pentru oraşul-pilot
A2.1. Extragerea imaginilor satelitare pentru analiza ICUS pe perioada istorică pentru oraşul-pilot;
A2.2. Detectarea ICUS pe baza procesării imaginilor satelitare şi validarea datelor în teren;
A2.3. Stabilirea tiparelor sezoniere pentru ICUS pentru arealul pilot din imaginile Landsat;
A2.4. Explorarea posibilităţii de corelaţie a indicilor derivați din imagini Sentinel 2 cu LST din Landsat în vederea creşterii rezoluţiei spaţiale şi temporale a hărţii ICUS;
A2.5. Identificarea ţesuturilor urbane care generează areale de tip hot-spot şi cold-spot;
A2.6. Elaborarea de propuneri pentru remedierea în arealele de tip hot-spot în arealul-pilot.
OS3. Integrarea hărţilor sezoniere ICUS ca opţiune în soluţia oferită de CO pentru municipalităţi
A3.1. Cercetare industrială de dezvoltare a algoritmilor automaţi de calcul;
A3.2. Integrarea datelor pentru calculul LST și a algoritmilor de calcul dezvoltați în cadrul A2.4 în soluția GIS existentă a CO;
A3.3. Generalizarea algoritmilor pentru replicare în alte areale urbane.
OS4. Crearea componentei de oferire a hărţii ICUS near-real time şi integrarea ei în soluţia GIS a CO
A4.1. Cercetare industrială în scopul integrării rezultatelor A3.2 și A3.3 în soluția front-end a clienților CO (pentru analiza de date istorice)
A4.2. Cercetare industrială în scopul furnizării de servicii near-real time pentru clienții care utilizează serviciul recurent.
OS5. Diseminarea rezultatelor şi prezentarea produsului
A5.1. Crearea şi actualizarea periodică a websiteului proiectului
A5.2. Participarea la workshop-uri şi conferinţe ştiinţifice
A5.3. Publicarea de articole ştiinţifice
A5.4. Emisiune radio/tv pentru prezentarea serviciului nou creat
A5.5. Workshop cu clienţii actuali şi potenţiali ai CO pentru prezentarea serviciului realizat
