AI數位孿生技術助力綠色城市：讓每棵樹成為氣候變遷的英雄！

樹蔭能夠降低周遭空氣與地表的溫度，樹葉釋放的水分在蒸發過程中能冷卻空氣，進而減少都市熱島效應的強度；樹冠則能減緩雨水流向地面的速度，有樹木生長的土地比單純的土壤更能吸收水分，從而降低洪水發生的機率與強度，英國一項研究發現樹木對於雨水的攔截，可讓暴雨影響時間延遲，讓部分水直接從樹冠蒸發回到大氣中，減少雨水對地面侵蝕。

除此之外，美國一項研究顯示，一棵成熟的樹木在一年內可以吸收大約 0.5 噸二氧化碳；美國農業部林務局指出，每年聯邦政府、私人種植的樹苗約有 12 億顆，加起來可吸收 1600 萬至 2800 萬噸二氧化碳，相當於 180 萬至 320 萬戶家庭一年用電量的碳排放量。

AI 在氣候調適中的應用

在人工智慧（AI）發達的時代裡，如何運用 AI 來進行氣候調適是重要的議題。透過 AI 科技進行樹木、植林等規劃，進一步增強樹木在氣候適應中的作用，同時支持永續發展。

現階段，已有企業在自然空間中使用人工智慧，如科技公司 IBM 利用來自 NASA 的衛星數據，協助肯亞進行植樹造林工作；基礎設施工程軟體公司 Bentley Systems 則提供了一個利用人工智慧建立城市數位孿生的程式，可用於市政規劃和基礎設施管理，包含樹木這類的綠色基礎設施。

科技公司 IBM 利用來自 NASA 的衛星數據，協助肯亞進行植樹造林工作。(來源：Leon Pauleikhoff on unsplash)

虛擬世界中的「樹木地圖」

數位孿生（Digital twin）是現實世界事物精確虛擬呈現，使用即時數據來模擬潛在情境的結果。將它們與 AI 結合，可以讓系統從接收到的數據中學習，進而提供更佳的分析與預測。

「我們看到越來越多的關注點從永續發展、從淨零排放，轉向韌性發展，也發現更多的客戶和使用者專注於確保我們現有的設施已做好準備，能夠適應並具備韌性，應對氣候變遷帶來的當前和未來的挑戰。」Bentley Systems 負責推動永續發展目標的總監 Rodrigo Fernandes 表示，氣候變遷對各類基礎設施，如橋樑、道路和綠化設施等，造成了更大的壓力。數位孿生技術有助於監控和檢查這些基礎設施，以利長期維護和規劃，政府部門可以利用數位孿生技術來建立區域內的樹木和植被的數位地圖，這是一種技術升級版的「樹木地圖」。

利用 AI 打造數位城市，能更精準、有效地進行市政規劃和基礎設施管理，包含樹木這類的綠色基礎設施。（來源：FOTH 官網）

數位城市的氣候調適夥伴

新加坡土地管理局使用這套數位孿生城市系統，詳細繪製了整個城市的基礎設施，包含樹木與綠地的數量，並透過衛星數據，或在汽車、無人機甚至飛機上安裝感測器來搜集相關數據。Fernandes 表示：「我們的軟體能整合這些數據，並生成詳細的地圖，這樣一來我們就能輕鬆地計算出綠地或植被的面積，清楚掌握城市的綠色空間」這些數據有助於規劃更多綠化工程，像是增加樹蔭、改善空氣品質、防洪等。

新加坡使用 Bentley Systems 的系統製作首個全國範圍的數位孿生 Virtual Singapore。(來源：新加坡土地管理局）

智慧科技助力樹木健康管理

美國愛荷華州的佩里市也採用類似的技術，他們與工程公司 FOTH 合作，處理了高達 4.1TB 的原始資料、37 萬 5788 張影像，製作成佩里市的數位孿生，用以管理城市的人造設施和綠地，例如復育自然環境、移除外來種。這套軟體還能用來監測樹木的健康狀況，藉由 AI 辨認葉子的顏色，進一步判斷樹木是否健康，Fernandes 舉例，「在阿根廷的門多薩，他們運用這套系統檢測了百萬棵樹木，並據此制定更完善的維護計畫。」

此外，要讓數位孿生技術在樹木管理中廣泛應用，需要一場文化上的轉變，雖然城市管理者了解數位化城市模型對於城市永續發展和環境適應的重要性，但他們往往有更迫切的事務需要處理。由於 AI 技術是近 5 年來新技術，許多人對這類技術的應用還不夠了解。「他們可能會想：『為了降低溫度、提升生活品質、改善空氣，我們應該多種樹』，但他們並不知道數位技術可以幫助我們更有效地達成這些目標。」Fernandes 認為，是否會有更多政府單位在未來大規模採用此類軟體作為應對永續發展和氣候變遷的一部分，仍有待觀察。

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原文連結：AI 為城市帶來綠色變革，讓每棵樹木變成抗氣候變遷的英雄