في عصر يسعى فيه العالم إلى تحقيق أهداف التنمية المستدامة، برز نظام SENSE (تركيب الطاقة المستند إلى الأقمار الصناعية للبيئة المستدامة) كحل مبتكر في نمذجة الطاقة الحضرية (Urban Building Energy Modeling). فقد أصبحت نمذجة الطاقة أمرًا حيويًا لتحقيق الأهداف ذات الصلة، إلا أن هناك تحديات عديدة لا تزال قائمة.

فعلى الرغم من النجاح الذي حققته الدراسات السابقة التي تعتمد على الصور الفضائية وتقنيات التعلم العميق، إلا أنها كانت تفتقر إلى مرونة التصميم الحضري وتجسيد الوظائف الحضرية. هنا يأتي دور SENSE، الذي يجمع بين بيانات استهلاك الطاقة وجودة المباني من أجل توفير نماذج طاقة دقيقة.

يقوم SENSE بتوليد صور فضائية حضرية واقعية بالتزامن مع إنشاء خرائط دقيقة لاستهلاك الطاقة وارتفاع المباني. يعتمد النظام على نموذج تشتت قابل للتحكم (controllable diffusion model)، ويستفيد من المعرفة المكتسبة بواسطة نماذج الرؤية الكبيرة (Large Vision Models) لخلق معلومات دقيقة حول استهلاك الطاقة. في تجارب أجريت عبر أربع مدن كبرى: نيويورك، بوسطن، ليون، وبوسان، حققت SENSE دقة بصرية عالية وتناسقًا فيزيائيًا قويًا، متجاوزة معايير ASHRAE.

ما يميز SENSE هو قدرته على توليد بيانات اصطناعية مشروحة تكفي لاستخدام أقل من 20% من بيانات الطاقة المعنونة، مما يعزز الأداء في التنبؤات بشكل ملحوظ. مقارنةً بأحدث الطرق المستخدمة في التنبؤ بالطاقة الحضرية (SOTA)، أظهرت SENSE تقليلًا في خطأ التنبؤ بنسبة تتراوح بين 3% إلى 11%، مما يمثل خطوة مهمة نحو تخطيط حضري أكثر كفاءة.

هذه الدراسة تمثل حلاً مبتكرًا يجمع بين علم الطاقة والعلم الحضري، مما يوفر استراتيجيات فعالة لتخطيط الطاقة في البيئات الحضرية. يمكنكم الاطلاع على مجموعة البيانات والكود المستخدم من خلال الروابط التالية رابط مجموعة البيانات و رابط الكود.