30.05.14

Исследования учёных США в области связей физики и городского планирования

На сайте Directionsmag.com размещена статья Франц-Йозефа Ульма (Franz-Josef Ulm), в которой приводится исследования связи физики и городского планирования.

Франц-Йозеф Ульм и его коллега однажды увидели аэроснимок города. Они заметили связь между моделями домов и улиц и основной молекулярной структурой цемента.

Это наблюдение привело к исследованиям, которые связали воедино, казалось бы, разрозненные дисциплины - физику и городское планирование. «В конечном счете, я полагаю, что может возникнуть новая область исследований», - сказал Ульм, профессор из Департамента гражданской и экологической инженерии, соруководитель и старший научный сотрудник Международной группы по сотрудничеству (UMI) между MIT и CNRS (Национального центра научных исследований Франции). «Это также может привести к появлению новых инструментов для архитекторов и градостроителей».

Городская физика - так Ульм называет новую работу - осуществляет обзор городов в качестве комплексных компонент. За последние 50 лет физики постоянно разрабатывали лучшие статистические инструменты, чтобы иметь возможность узнать больше о материалах на молекулярном уровне. Сам Ульм является мировым лидером в использовании этих инструментов, занимается изучением структуры цемента для создания лучшего материала.

Ульм и его коллеги применили эти же инструменты, чтобы объяснить структуру городов. «По существу мы берем большой город, сжимаем его, извлекая только самую важную статистическую информацию», - говорит Ульм. Конечным результатом являются компьютерные модели, которые могут точно показать внутреннюю структуру города с минимумом данных. Этими моделями затем можно манипулировать, чтобы исследовать, как город будет реагировать на различные явления, начиная от ураганов и заканчивая глобальным потеплением.

Исследователи обнаружили, что так же, как атомы в молекуле выстраиваются в повторяющиеся структуры, здания в городе формируют свой собственный порядок, который повторяется на макроуровне и придает городу особые свойства. Этот локальный порядок может быть вычислен на основе физических моделей, которые, в свою очередь, включают имеющиеся данные географических информационных систем (ГИС), например, высоты зданий и расстояний между ними.

К настоящему моменту исследователи проанализировали 12 городов в Соединенных Штатах Америки. Они обнаружили, что каждый из них имеет совершенно разную структуру: Нью-Йорк напоминает высоко упорядоченный кристалл, Чикаго напоминает менее упорядоченное стекло, а Бостон - аморфное тело.

Эти структуры, в свою очередь, определяют, как город, скорее всего, будет реагировать на различные происшествия. Так команда обнаружила, что города с кристаллической структурой поглощают и удерживают больше тепла, чем города с менее упорядоченной структурой. Это открытие может помочь градостроителям смягчить последствия таких факторов в различных городах.

Первоначально другие физики скептически отнеслись к работе, вспоминает Ульм. «Они сказали: Вы сумасшедшие, ребята, вы прыгнули на 12 порядков от одного поля [молекулярной физики] к другому [градостроительство]». Но, говорит Ульм - «по мере того, как мы движемся вперед, мы находим просто невероятные закономерности в городах, и, что удивительно, мы считаем, что наша работа может иметь действительно важное значение для градостроителей 21-ого века».

Источник: http://gisa.ru/

ВІСНИК ГЕОДЕЗІЇ ТА КАРТОГРАФІЇ