Новый подход с высоким разрешением, объединяющий несколько типов данных дистанционного зондирования о загрязнении, позволил исследователям разработать приложение, которое отображает самые здоровые маршруты для городских жителей.

Организация Объединённых Наций определила улучшение пешеходной и велосипедной доступности городов в качестве ключевой цели в усилиях по снижению зависимости от автомобилей, выбрасывающих парниковые газы, и поощрению регулярных физических упражнений для общественного здравоохранения. Тем не менее, частые прогулки и езда на велосипеде могут быть сопряжены с риском для здоровья. 

Например, время, проведённое на открытом воздухе, в дополнение к другим факторам, увеличивает воздействие переносимых по воздуху загрязнителей. К наиболее вредным для здоровья человека категориям загрязняющих веществ относятся вдыхаемые частицы размером менее 2,5 микрометров, называемые PM2,5. По оценкам, более четырёх миллионов преждевременных смертей во всём мире ежегодно связаны с этими загрязняющими веществами. 

Чтобы помочь снизить риски для здоровья от этого загрязнения, Тонг и др. (Tong et al.) разработали новый подход для оценки концентраций PM2,5 на уровне земли на основе спутниковых наблюдений и включили его в мобильное картографическое приложение, определяющее маршруты по Гонконгу, чтобы свести к минимуму воздействие PM2,5 на пешеходов. 

Исследователи объединили несколько источников данных для построения структуры, учитывающей специфические для города факторы, которые производят и концентрируют PM2,5. Шестнадцать станций мониторинга качества воздуха предоставили ежечасные оценки PM2,5 по всему городу. По данным, полученным с помощью Landsat 8, предоставлены карты растительности, непроницаемых поверхностей и плотности аэрозолей. Данные о погоде были включены с использованием прогнозов Системы наблюдения за Землёй имени Годдарда (GEOS-FP) НАСА, а дорожные данные из OpenStreetMap помогли количественно оценить вклад автомобильного и автобусного движения. 

Входные данные использовались для оценки концентраций PM2,5 в режиме реального времени в сети по всему городу. Затем на эту сетку накладывался граф с узлами, представляющими пересечения улиц, и рёбрами, соответствующими самим улицам. Каждому ребру была назначена «стоимость» загрязнения на основе PM2,5 в ячейках сетки, которые оно пересекает. Загрязнение, вдыхаемое во время путешествия между двумя узлами, представляет собой сумму затрат рёбер, наиболее эффективно их соединяющих.

Тематическое исследование Гонконга включало оценки PM2,5 для 70 788 дорог. С помощью разработанного приложения, визуально похожего на коммерческие картографические приложения, пользователь может сравнить самые быстрые и безопасные маршруты между двумя точками. Исследователи заметили, что планирование здорового маршрута может снизить воздействие PM2,5 на 5–25%. В одном выделенном примере приложение показало, что выбор маршрута между двумя гонконгскими университетами, который на 100 метров длиннее самого короткого доступного маршрута, приведёт к снижению загрязнения выдыхаемого воздуха на 5–10%. 

 Показаны два маршрута для пешеходов или велосипедистов между Гонконгским политехническим университетом и Столичным университетом Гонконга. (a) «Здоровый» маршрут на 100 метров длиннее, чем (b) самый короткий маршрут, но загрязнение PM2,5 снижается примерно на 5–10%.

Исследователи отмечают, что обобщаемость их подхода для оценки уровней PM2,5 с высоким разрешением означает, что он может быть применим в других городах и полезен в других приложениях и службах планирования маршрутов для минимизации воздействия загрязнения на людей. (GeoHealth, https://doi.org/10.1029/2022GH000669, 2022).

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/mapping-street-level-pollution-estimates-to-reveal-safer-routes