2100年の世界はどうなっているでしょうか？リモートセンシングデータを使用して未来の都市を予測する

2100 年の世界がどのようになっているかを想像したことがありますか?私たちの街はどのように発展していくのでしょうか？最近、2 人のデータ サイエンティストがデータ サイエンスと機械学習を使用して、2100 年の世界的な都市拡大傾向を予測しました。

少し前に、AI を使用して中華民国時代の北京の街並みを復元する動画がインターネット上で広まり、人々は 100 年前にタイムスリップして当時の首都の生活を体験できるようになりました。

レンガとタイルの家や馬車、市場に出店する行商人を見て、誰もが100年でこんなに変わってしまったと嘆きました。

実際、多くの都市は 1 世紀の間に地球を揺るがす変化を遂げてきました。建物はますます高くなり、交通はより便利になり、都市はますます大きくなります...

研究者らは衛星画像を使用して、1985 年から 2015 年までの都市の成長をマッピングしました。研究によると, 過去 30 年間で、世界の都市面積は 80% 拡大し、都市人口の増加率は世界の人口増加率をはるかに上回っています。

そして100年後、あるいはそれ以上に世界中の都市はどうなっているでしょうか？

現在では、データ サイエンスとシミュレーション モデルを使用して、過去のデータ、国情、社会に基づいて都市開発パターンを予測することが可能です。

歴史を学び、未来を予測する

最近、デラウェア大学のデータサイエンティストであるジン・ガオ氏とデンバー大学の卒業生で教授のブライアン・オニール氏は、は、データサイエンスと機械学習を使用して都市がどのように変化するかを確認するグローバルシミュレーションモデルをリリースしました。

ジン・ガオさんは、特に町の発展の仕方に魅了されたと語った。世界を見渡すと、インドのニューデリーからフランスのパリに至るまで、都市開発は世界中で異なります。

シカゴ、ロサンゼルス、ニューヨークを例に挙げると、これらの都市は、土地面積の拡大という点でさまざまな方法で成長しました。

したがって、将来の都市化の長期的な不確実性を説明するために、Jing Gao と O'Neill は次のように述べています。  共有社会経済経路 (SSP) と一致する 5 つのシナリオが、モンテカルロ アプローチと組み合わせたモデリング フレームワークを使用して開発されました。

このモデルは、データ サイエンスと機械学習の技術を使用して、10 年に 1 回、都市化傾向の長期観察を実施し、さまざまな社会的および経済的条件の下で、今後 100 年間に都市の土地がどのように変化するかを予測できます。

この変化がどのように起こったかを理解するために、Jing Gao と O'Neill はデータ サイエンスを使用して 15 個の地球規模の衛星リモート センシング データ セットを分析し、過去 40 年間の都市の土地の変化を理解しました。

これらのリモート センシング データ セットは、約 125 フィート (38 メートル) までの精度があり、都市の各エリアがどのように見えるかを大まかに把握できます。

ジン・ガオはこう言いました。「歴史的データをマイニングすることにより、都市化、安定した都市化、急速な都市化という 3 つの異なる都市化スタイルが示されます。」時間の経過とともに、各国は急速な都市化から安定した都市化、そして都市化へと発展していきます。

米国とほとんどの西ヨーロッパ諸国が都市化を達成し、インドと中国が急速な発展を遂げ、現在は安定した都市化に移行していることはよく知られています。現在、アフリカの多くの国は依然として急速な都市化の段階にあります。

総都市面積は2億2,500万のサッカー場を超える

しかし、リモートセンシングデータを通じて広範な地域開発を理解するだけでは、世界的な観点から都市化が地域的にどのように発生するかを理解するのに十分ではありません。

これを行うために、研究者らは世界を 375 の小さな地域に分割し、各地域に対してカスタマイズされた開発モデルを同時に実行し、すべてのモデルの結果をつなぎ合わせて世界地図を作成しました。

たとえば、米国本土は 28 の個別の地域としてモデル化され、中国は 26 の地域としてモデル化されます。さまざまな地域のモデルは、さまざまな開発モデル パラメーターを使用して推定されます。

研究チームの予測によると、2100 年までに、地球上の総都市面積は 1.8 ～ 5.9 倍に増加します。

予測によると、今世紀中に世界中で約 618,000 平方マイル (160 万平方キロメートル) の新しい都市地域が建設される予定です。この面積はドイツの約 4.5 倍、つまり 2 億 2,500 万以上のサッカー場に相当します。

これは、大規模な戦争、病気、革命などの変革的な出来事が起こらないと仮定した、過去数十年の都市開発パターンの要約と評価に基づいています。

さらに、過去 100 年間に地球外文明などの大きな出来事を幸運にも目撃できた場合、それもモデルの結果に影響します。

環境意識が強ければ強いほど、都市の拡大速度は遅くなります。

ただし、都市がどのように拡大するかは、今後数年間の社会動向に大きく依存します。これには、経済成長、人口動態の変化、生活習慣の傾向、さらには人間の環境保護に対する私たちの姿勢も含まれます。

米国では、人々がグリーン開発や環境意識などの持続可能な開発に焦点を当てている場合、都市が拡大する可能性は最も低くなります。

このシナリオでは、都市の土地は 2100 年までに 1.3 倍に成長すると予想されます。

しかし、同じ時代の人々が高度に物質主義的に発展し、化石燃料を大量に消費する傾向があるとします。例えば、中央アジア諸国の都市拡大率は非常に高く、今世紀初頭の米国の都市拡大率の４倍にもなると予測されています。

ほとんどの人は、建物や道路などの景観の変化が自分たちの生活に影響を与える可能性があることに気づいていません。

たとえば、デラウェア州では、海岸近くに家を建てると、農地が犠牲になることがよくあります。

これらの開発は地域の経済的繁栄に役立つ可能性がありますが、沿岸の洪水や海面上昇の可能性の増加など、他の予期せぬ結果をもたらす可能性もあります。

このような極めてありそうもない出来事が実際に起こった場合、都市の継続的な発展は言うまでもなく、一部の都市は必然的に歴史となる可能性があります。

さらに、どの社会経済モデルが選択されたとしても、シミュレーション結果は次のことを示しています。今世紀末までに、世界中のほとんどの国が都市化されるでしょう。

そこで質問は、今から 80 年後にはどの都市になっていると思いますか?市内のどこですか？

用紙のアドレス:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-15788-7.pdf

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