Стало проще, чем когда-либо, просматривать карты любого места, куда вы хотите отправиться, то есть на машине. Пешком другое дело. В большинстве городов и поселков в США нет карт тротуаров, и пешеходы обычно предоставлены сами себе: можете ли вы дойти от своего отеля до ресторанов на другой стороне шоссе? Есть ли короткий путь от центра города до спортивной арены? И вообще, как добраться до этой автобусной остановки?
Теперь исследователи Массачусетского технологического института вместе с коллегами из нескольких других университетов разработали инструмент с открытым исходным кодом, который использует аэрофотоснимки и распознавание изображений для создания полных карт тротуаров и пешеходных переходов. Этот инструмент может помочь планировщикам, политикам и урбанистам, которые хотят расширить пешеходную инфраструктуру.
«В области городского планирования и городской политики это огромный пробел», — говорит Андрес Севцук, доцент Массачусетского технологического института и соавтор новой статьи, подробно описывающей возможности инструмента. «Большинство городских властей США очень мало знают о своих тротуарных сетях. Данных о нем нет. Частный сектор не взял на себя задачу его картирования. Это казалось действительно важной технологией для разработки, особенно с открытым исходным кодом, которую можно использовать в других местах».
Инструмент под названием TILE2NET был разработан с использованием нескольких регионов США в качестве исходных источников данных, но его можно усовершенствовать и адаптировать для использования где угодно.
«Мы думали, что нам нужен метод, который можно масштабировать и использовать в разных городах», — говорит Марьям Хоссейни, постдоктор в лаборатории форм города Массачусетского технологического института в Департаменте городских исследований и планирования (DUSP), чьи исследования в значительной степени сосредоточены на разработке инструмент.
Статья «Отображение маршрута: масштабируемый подход компьютерного зрения для создания наборов данных сети тротуаров из аэрофотоснимков» опубликована в журнале онлайн. Компьютеры, окружающая среда и городские системы. Авторы Хоссейни; Севцук, адъюнкт-профессор развития карьеры Чарльза и Энн Сполдинг в области городских наук и планирования в DUSP и глава лаборатории City Form в Массачусетском технологическом институте; Фабио Миранда, доцент кафедры компьютерных наук Иллинойского университета в Чикаго; Роберто М. Сезар, профессор компьютерных наук Университета Сан-Паулу; и Клаудио Т. Сильва, профессор Института компьютерных наук и инженерии в Тандонской инженерной школе Нью-Йоркского университета (NYU) и профессор науки о данных в Центре науки о данных Нью-Йоркского университета.
Значительное исследование для проекта было проведено в Нью-Йоркском университете, когда Хоссейни был там студентом, работая с Сильвой в качестве соконсультанта.
Существует несколько способов нанести на карту тротуары и другие пешеходные дорожки в городах и поселках. Планировщики могут составлять карты вручную, что является точным, но требует много времени; или они могут использовать дороги и делать предположения о протяженности тротуаров, что снижает точность; или они могли бы попытаться отслеживать пешеходов, что, вероятно, будет ограничено в отображении полного охвата пешеходных сетей.
Вместо этого исследовательская группа использовала компьютеризированные методы распознавания изображений для создания инструмента, который будет визуально распознавать тротуары, пешеходные переходы и пешеходные дорожки. Для этого исследователи сначала использовали 20 000 аэрофотоснимков из Бостона, Кембриджа, Нью-Йорка и Вашингтона — мест, где уже существовали исчерпывающие карты пешеходов. Обучив модель распознавания изображений на таких четко определенных объектах и используя части этих городов в качестве отправной точки, они смогли увидеть, насколько хорошо TILE2NET будет работать в других местах этих городов.
В конечном итоге инструмент работал хорошо, распознавая, например, 90 или более процентов всех тротуаров и пешеходных переходов в Бостоне и Кембридже. После визуального обучения на этих городах инструмент можно применять и к другим районам метро; люди в других местах теперь также могут подключать свои аэрофотоснимки к TILE2NET.
«Мы хотели, чтобы городам в разных частях мира было проще делать это без необходимости выполнять тяжелую работу по обучению. [the tool]”, – говорит Хоссейни. «Совместно мы будем делать это все лучше и лучше, надеюсь, по мере продвижения вперед».
Потребность в таком инструменте огромна, подчеркивает Севцук, чьи исследования сосредоточены на пешеходном и немоторизованном движении в городах и который за свою карьеру разработал несколько видов картографических инструментов. Он отмечает, что в большинстве городов очень неполная сеть тротуаров и дорожек для пешеходов. И все же трудно эффективно расширять эти сети, не отображая их.
«Представьте, что у нас были такие же бреши в автомобильных сетях, как и у пешеходов в своих сетях», — говорит Севцук. «Вы подъезжаете к перекрестку, а затем дорога просто заканчивается. Или вы не можете повернуть направо, так как дороги нет. Это то что [pedestrians] постоянно противостоят друг другу, и мы не осознаем, насколько важна преемственность для [pedestrian] сети».
В еще более широкой картине, отмечает Севцук, продолжение изменения климата означает, что городам, среди прочих мер, придется расширять свою инфраструктуру для пешеходов и велосипедистов; транспорт остается огромным источником выбросов углекислого газа.
«Когда города говорят о сокращении выбросов углекислого газа, нет другого способа внести большой вклад, кроме как заняться транспортом», — говорит Севцук. «Весь мир городских данных об общественном транспорте, пешеходах и велосипедах действительно сильно отстает. [vehicle data] по качеству. Анализ того, как города могут работать без автомобиля, требует таких данных».
С другой стороны, считает Севцук, добавление пешеходной и велосипедной инфраструктуры «делается более агрессивно, чем за многие десятилетия в прошлом. В 20 веке было наоборот, мы убирали тротуары, чтобы освободить место для автомобильных дорог. Сейчас мы наблюдаем обратную тенденцию. Чтобы наилучшим образом использовать пешеходную инфраструктуру, важно, чтобы у городов были сетевые данные о ней. Теперь вы действительно можете сказать, как кто-то может добраться до автобусной остановки».
