遙感技術(shù)可以改善贊比亞的電氣化規(guī)劃

柏林Reiner Lemoine Institut的研究人員有效地利用遙感技術(shù)探測(cè)了沒(méi)有電的贊比亞村莊的樣本。他們的研究最近發(fā)表在Springer的“能源論文集 ”系列叢書(shū)中，強(qiáng)調(diào)了機(jī)器學(xué)習(xí)策略在改善世界欠發(fā)達(dá)地區(qū)電氣化規(guī)劃方面的潛力。

盡管過(guò)去幾年取得了一些進(jìn)展，但撒哈拉以南非洲的許多地區(qū)仍然無(wú)法獲得包括電力在內(nèi)的能源。根據(jù)經(jīng)濟(jì)事務(wù)研究所(IEA)2017年世界能源展望報(bào)告，生活在贊比亞的1700萬(wàn)人中有三分之二缺電。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，首先必須獲得有關(guān)該國(guó)當(dāng)前電氣化狀態(tài)的準(zhǔn)確和詳細(xì)信息，確定無(wú)法獲得電力的家庭的位置和分布。然后，這些重要數(shù)據(jù)可用于評(píng)估不同電氣化選項(xiàng)的可行性，例如獨(dú)立系統(tǒng)，小型電網(wǎng)或電網(wǎng)擴(kuò)展。

“通過(guò)有限的或沒(méi)有可用的電力供應(yīng)區(qū)域來(lái)更好地了解各自的能源供應(yīng)選擇，需要有關(guān)人們居住地的地理空間數(shù)據(jù)，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一Catherina Cader告訴TechXplore。“很多時(shí)候，特別是在欠發(fā)達(dá)國(guó)家，這些數(shù)據(jù)或詳細(xì)的空間分類(lèi)信息無(wú)法獲得，或者僅在匯總的國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，沒(méi)有特定地點(diǎn)的信息。”

在最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，Cader和她的同事研究了使用公開(kāi)可用的衛(wèi)星圖像和機(jī)器學(xué)習(xí)工具來(lái)填補(bǔ)這一知識(shí)空白，最終改進(jìn)了能源使用規(guī)劃。研究人員使用了遙感技術(shù)，這些技術(shù)涉及應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，這些算法經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，可對(duì)中等分辨率的Sentinel 2多光譜圖像進(jìn)行分類(lèi)。

“我們利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)得出了定居結(jié)構(gòu)和人口密集區(qū)，以描繪村莊邊界，”卡德解釋說(shuō)。“為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，土地覆蓋分類(lèi)采用算法進(jìn)行，根據(jù)以前開(kāi)發(fā)的訓(xùn)練場(chǎng)地自動(dòng)檢測(cè)居住區(qū)域。”

由研究人員使用的算法能14個(gè)病房分類(lèi)不用電，用約10,000公里，總面積2。這些結(jié)果非常有希望，突出了遙感在改善贊比亞以及撒哈拉以南非洲其他國(guó)家的能源分配方面的潛力。

“開(kāi)放式衛(wèi)星數(shù)據(jù)集和開(kāi)源軟件使我們能夠進(jìn)行成功的分類(lèi)，以確定村莊的位置，”卡德說(shuō)。“這些信息可以進(jìn)一步用于能源使用規(guī)劃。”

將來(lái)，他們的調(diào)查結(jié)果可以為該地區(qū)的官方機(jī)構(gòu)，如農(nóng)村電氣化局(REA)以及計(jì)劃開(kāi)展電氣化工作的私營(yíng)企業(yè)家的工作提供信息。使用遙感技術(shù)收集的信息也可以與其他開(kāi)源數(shù)據(jù)結(jié)合使用，以便為檢測(cè)到的村莊提供更好的人口估計(jì)。

“基于我們之前的研究，我們正在努力將遙感數(shù)據(jù)與能源獲取規(guī)劃所需的特定地點(diǎn)調(diào)查數(shù)據(jù)相結(jié)合，例如電器，家庭支出或生產(chǎn)用途，”Cader說(shuō)。“這有助于確定相關(guān)性，并允許將結(jié)果空間外推到調(diào)查樣本之外的地點(diǎn)。”