Design and development of customized applications for the analysis, visualizations, and assessment of the evolution of urban areas using artificial intelligence and machine learning methods
Authors: Τσάγκης Παύλος 
Published: October 2024

Η έλλειψη σχεδιασμού και διαχείρισης της αστικής ανάπτυξης μπορεί να οδηγήσει σε μη βιώσιμη αστική ανάπτυξη. Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, πρέπει να εφαρμοστούν αποτελεσματικά εργαλεία και τα μοντέλα αστικής ανάπτυξης έχουν αποδειχθεί ανεκτίμητο εργαλείο για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος. Με τη βοήθεια της μηχανικής μάθησης, στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου αστικής ανάπτυξης που μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε γεωγραφική περιοχή εντός της Ευρωπαϊκής Ένωσης χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση νευρωνικών δικτύων. Αναπτύσσοντας μηχανικά αναγνώσιμες μορφές για τα συλλεγόμενα ιστορικά ανοιχτά χωρικά δεδομένα χρησιμοποιώντας μια μεθοδολογία που περιλάμβανε συλλογή, οργάνωση, χειρισμό και μετασχηματισμό των ανοιχτών χωρικών δεδομένων, ήταν δυνατό να αναπτυχθούν μηχανικά αναγνώσιμες μορφές για τα συλλεγόμενα ιστορικά ανοιχτά χωρικά δεδομένα. Οι παράγοντες επιρροής περιλαμβάνουν τις κοινωνικές, οικονομικές και βιοφυσικές δυνάμεις, καθώς και τις γειτονικές και πολιτικές επιρροές, κάτι που απαιτεί τη μετατροπή τέτοιων δεδομένων σε μορφή πίνακα. Επιπλέον, η διατριβή εισάγει ένα μοντέλο τεχνητού νευρωνικού δικτύου (ΑΝΝ), σε συνδυασμό με μια λεπτομερή μεθοδολογία για την εκπαίδευση και αξιολόγησή του. Αυτό περιλαμβάνει τη μόχλευση ενός ισχυρού εργαλείου αναλυτικού λογισμικού, που βασίζεται στη γλώσσα προγραμματισμού Python, για να εξακριβώσει τα βέλτιστα βάρη για τους διάφορους παράγοντες επιπτώσεων που είναι ενσωματωμένοι στο μοντέλο. Το αποκορύφωμα αυτής της αυστηρής διαδικασίας επεκτείνεται στη δημιουργία προβλέψεων για το έτος 2030, στις οποίες παρουσιάζονται σχολαστικά τα αποτελέσματα της έρευνας και οι λεπτομερείς χάρτες για καθεμία από τις πέντε μητροπολιτικές περιοχές της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) που εχουν επιλεχθεί.Είναι σημαντικό να υπογραμμιστεί ότι το εύρος της μελέτης δεν περιορίζεται στους συγκεκριμένους τομείς μελέτης περίπτωσης αλλά διευρύνεται με τη χρήση πανευρωπαϊκών συνόλων δεδομένων. Αυτή η στρατηγική προσέγγιση διασφαλίζει ότι το αναπτυγμένο μοντέλο δεν είναι μόνο εφαρμόσιμο στις άμεσες τοποθεσίες μελέτης, αλλά μπορεί να επεκταθεί απρόσκοπτα για να συμπεριλάβει οποιαδήποτε ευρωπαϊκή περιοχή. Η συμπερίληψη των πανευρωπαϊκών συνόλων δεδομένων διευκολύνεται μέσω της ενσωμάτωσης ενός βοηθητικού προγράμματος ανοιχτού κώδικα που έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει το μοντέλο. Αυτό το καινοτόμο χαρακτηριστικό ενισχύει σημαντικά την ευελιξία του μοντέλου και υπογραμμίζει τις δυνατότητές του ως πολύτιμου εργαλείου για τον αστικό σχεδιασμό και τη χάραξη πολιτικής σε διάφορα τοπία της Ευρώπης. Η ευρύτερη επίπτωση αυτής της έρευνας είναι η ενδυνάμωση των τοπικών υπευθύνων χάραξης πολιτικής και των πολεοδόμων με ένα ισχυρό εργαλείο. Αξιοποιώντας αυτό το εξελιγμένο μοντέλο, αυτοί οι ενδιαφερόμενοι αποκτούν την ικανότητα να αναλύουν μια μυριάδα μελλοντικών σεναρίων ανάπτυξης. Αυτή η αναλυτική ικανότητα, που βασίζεται στις εμπειρικές γνώσεις που παρέχονται από το μοντέλο, εξοπλίζει τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων να διαμορφώνουν ενημερωμένες στρατηγικές για βιώσιμη αστική ανάπτυξη. Ουσιαστικά, αυτό το έργο αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο στην πλοήγηση στις πολυπλοκότητες της αστικής ανάπτυξης, προσφέροντας όχι απλώς μια αναδρομική ανάλυση αλλά μια προοπτική που μπορεί να καθοδηγήσει και να ενημερώσει τις διαδικασίες λήψης αποφάσεων, συμβάλλοντας τελικά σε πιο ανθεκτικά και βιώσιμα αστικά τοπία.