توسط : جهان در حال گرم شدن است، شرایط اقلیمی هر سال، متفاوت‌تر از سال قبل عمل می‌کند. کشاورزان، دام‌پروران و صنایع وابسته نمی‌دانند که برای سال بعد انتظار چه چیزی را بکشند. حتی نگرانی‌های ناشی از خشکسالی، بی‌خانمانی حیوانات و آلایند‌گی‌های مختلف دل مردم عادی را به درد آورده است. شاید بتوان گفت که حفظ و احیای محیط زیست تنها دغدغه مشترک جهان است.
اینک چه باید کرد؟ آیا می‌توان از تکنولوژی کمک گرفت و آینده سبزتری را برای زمین نقاشی کرد؟ ماهواره‌ها، شبیه‌سازها و استفاده‌های گوناگون از هوش مصنوعی تاثیرات مثبت به‌سزایی بر این عرصه گذاشته‌اند. می‌دانیم که در پشت صحنه تمام این فناوری‌ها، گرافیک ابری نشسته است.
گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست می‌تواند نقش بسزایی در مدل‌سازی داده‌های محیطی، شبیه‌سازی اثرات تغییرات اقلیمی و پیش‌بینی الگوهای آب و هوا داشته باشد. این فناوری یه موهبت بزرگ است. در ادامه با نقش گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست آشنا خواهیم شد.
فهرست مطالب
- نقش گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
- کاربردهای گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
- مزایای استفاده از گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
- تاریخچه گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
- نرم‌افزارهای کاربردی گرافیک ابری مناسب محیط زیست
- پیشنهاد ویژه: استفاده از سرور گرافیک ابری ابر فردوسی
نقش گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
استفاده از گرافیک ابری مترادف با حداکثر دسترسی به منابع پردازشی و حداقل انتشار گازهای گلخانه‌ای است. با کمک این فناوری می‌توان کارهایی از قبیل مدل‌سازی تغییرات اقلیمی، شبیه‌سازی جنگل‌زدایی، پیش‌بینی سیل‌ها، خشکسالی‌ها و مدیریت پایدار منابع طبیعی را با دقت بالا و سرعتی بی‌نظیر انجام داد. حتی هوش مصنوعی به انسان نشان داد که با همین روند معیوب، چه آینده‌ای در انتظار زمین است.
برای مثال، با استفاده از گرافیک ابری، محققان می‌توانند مدل‌های سه‌بعدی پیچیده‌ای از جنگل‌ها، رودخانه‌ها و یا کل یک زیست‌بوم بسازند و تأثیر تغییرات آب و هوایی بر این مناطق را به‌طور دقیق‌تر پیش‌بینی کنند. این پیش‌بینی‌ها به سیاست‌گذاران کمک می‌کنند تا تصمیمات بهتری برای حفاظت از محیط زیست بگیرند.
گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست نه تنها نیاز به خرید و نگهداری از سخت‌افزارهای گران و پرمصرف را از بین می‌برد، بلکه از طریق متمرکزسازی دیتاسنترها، انتشار کربن و گازهای گلخانه‌ای را نیز کاهش می‌دهد. بدون کمک این فناوری، هر شرکت مجبور به تجهیز یک دیتاستر اختصاصی و تولید حجم زیادی از آلایندگی است. اما اینک می‌تواند منابع سرورهای گرافیک ابری موجود در دیتاسنترهای راه دور را از طریق اینترنت کرایه کنند.
و اما یکی دیگر از نقش‌های گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست ایجاد طرح‌های پایدارتر با کمترین نرخ آلایندگی است. از آنجایی که GPUها قادر به پردازش موازی و همزمان داده‌های کلان در کمترین زمان ممکن است، مهندسان و معماران قادر به ایجاد جزئیات و شبیه‌سازی‌های فراوانی هستند. یعنی قادرند ماشین و ساختمان‌هایی با کمترین تأثیرات مخرب محیط زیستی را مدل‌سازی، عیب‌یابی و در نهایت بسازند.
کاربردهای گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست کاربردهای گسترده‌ای دارد که منجر به تصمیم‌گیری‌ها و راهبردهای موثر و پایدارتری می‌شود. در ادامه به برخی از آنها اشاره کرده‌ایم.
- مدل‌سازی و شبیه‌سازی تغییرات اقلیمی به صورت سه‌بعدی
- پایش و نظارت بر جنگل‌زدایی و حفاظت از زیست‌بوم‌ها از طریق ماهواره‌ها
- شبیه‌سازی و بهینه‌سازی مصرف انرژی در ساختمان‌ها و دیتاسنترها
- مدیریت مصرف آب، کیفیت خاک، زمان کاشت و کارداشت و… از طریق کشاورزی هوشمند
- پایش کیفیت هوا و مبارزه با آلودگی هوا با کمک حسگرهای محیطی و ماهواره‌ها
- نظارت بر حیات وحش و اکوسیستم‌ها
- پیش‌بینی و مدیریت بلایای طبیعی و نحوه امدادرسانی‌ها با کمک شبیه‌سازی و مدل‌سازی‌های سه‌بعدی
- امکان دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در زمان واقعی
مزایای استفاده از گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
گرافیک ابری با کاهش نیاز به سخت‌افزارهای محلی و استفاده از سرورهای مشترک راه دور، مزایای بسیاری به دنبال دارد. از جمله این مزایا که توسط شرکت‌های استفاده کننده از گرافیک ابری در محیط زیست نیز گزارش شده‌اند، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش مصرف انرژی و تولید گرما
- کاهش هزینه‌ها و پرداخت به روش PAY AS YOU GO
- کاهش نیاز به سخت‌افزار محلی و ضایعات الکترونیکی
- دسترسی جهانی به داده‌های محیط زیستی
- شبیه‌سازی‌های پیشرفته برای مدیریت بحران‌ها
- افزایش سرعت پردازش و تحلیل داده‌های زیست‌محیطی
- امکان پردازش داده‌های بزرگ و پیچیده
- پایش در زمان واقعی محیط زیست
- افزایش دقت پیش‌بینی‌های اقلیمی و محیط زیستی
- افزایش همکاری‌های بین‌المللی
تاریخچه گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست
در دهه 1990 میلادی، استفاده از فناوری گرافیکی برای مدل‌سازی محیط زیستی به شکل اولیه آغاز شد. اما این روش به دلیل محدودیت‌های سخت‌افزاری و هزینه بالای پردازش داده‌ها، بسیار کند و پرهزینه پیش می‌رفت.
با ورود به قرن جدید، رایانش ابری به عنوان یک فناوری نوین ظاهر شد و شرکت‌هایی مانند Amazon Web Services (AWS) و Google Cloud را به وجود آورد. سرورهای ابری موجود در این شرکت‌ها کار محققان را آسان‌تر کرد.
در این دوره، Google Earth به عنوان یک نقطه عطف و پروژه بزرگ مبتنی بر ابر معرفی گردید که با کمک آن محققان و عموم مردم جهان می‌توانستند به داده‌های جغرافیایی و ماهواره‌ای دسترسی پیدا کنند.
و اما در دهه 2010 بود که گرافیک ابری در حفاظت از محیط زیست به جهان معرفی گردید و با کمک آن مدل‌سازی و شبیه‌سازی‌های محیط زیستی جانی دوباره گرفت. Google Earth Engine و NASA شروع به استفاده از گرافیک ابری برای تحلیل داده‌های بزرگ خود کردند.
در همان سالها Google Earth Engine به محققان اجازه دسترسی به داده‌های ماهواره‌ای و Autodesk و Esri به معماران امکان ایجاد طراحی‌های پایدار و شبیه‌سازی‌های محیط زیستی دادند.
دهه 2020 نیز با پیشرفت‌های هوش مصنوعی با کمک گرافیک ابری همراه بود که به تحلیل دقیق‌تر داده‌های محیط زیستی کمک شایانی کرد. مثلا Microsoft با پلتفرم Azure AI for Earth پروژه‌های متعددی را برای مدیریت منابع طبیعی، پایش کیفیت آب و هوا و تحلیل داده‌های اقلیمی اجرا کرد.
نرم‌افزارهای کاربردی گرافیک ابری مناسب محیط زیست
در حال حاضر نرم‌افزارهای متعددی وجود دارند که به طور خاص برای کاربردهای محیط زیستی طراحی شده‌اند. با کمک این نرم‌افزارها محققان، طراحان و مهندسان می‌توانند به راحتی به مدل‌سازی، شبیه‌سازی و تحلیل داده‌های پیچیده بپردازند. در ادامه با برخی از این نرم‌افزارها آشنا خواهیم شد.
Google Earth Engine:
- قدرت پردازش داده‌های ماهواره‌ای به صورت زنده
- دارای ابزارهای مناسب برای تحلیل زمانی و مکانی
- مناسب برای نظارت بر تغییرات اقلیمی، زیست‌محیطی و منابع طبیعی
ArcGIS Online:
- دارای ابزارهای پیشرفته برای تحلیل داده‌های مکانی
- قابلیت پردازش موازی داده‌های بزرگ زیست‌محیطی
- مناسب برای پروژه‌های پایش منابع طبیعی و تغییرات زمین
Autodesk Insight:
- مدل‌سازی و شبیه‌سازی عملکرد انرژی و مصرف آب
- امکان عیب‌یابی محصول پیش از فرآیند تولید
- مناسب برای طراحی‌های سه‌بعدی پایدار و بهینه‌سازی ساختمان‌ها
Microsoft Azure AI for Earth:
- ارائه ابزارهای پیشرفته هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های زیست‌محیطی
- پردازش داده‌های بزرگ با سرعت و کیفیت بالا بر بستر ابر
- نظارت و مدیریت منابع طبیعی و تنوع زیستی
Amazon Web Services (AWS) Cloud for Environment:
- دارای قدرت پردازش و ذخیره‌سازی داده‌های بزرگ
- ارائه ابزارهای هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های زیست‌محیطی
- مناسب برای پروژه‌های تحقیقاتی و مدیریت منابع طبیعی
Climsoft:
- امکان مدیریت داده‌های اقلیمی و هواشناسی
- ارائه قدرت ذخیره‌سازی و تحلیل داده‌ها بر بستر ابر
- مناسب برای پایش تغییرات اقلیمی در کشورهای در حال توسعه
OpenStreetMap (OSM):
- نرم‌افزاری منبع‌باز و رایگان برای تحلیل داده‌های جغرافیایی
- قدرتمند در تحلیل تأثیرات زیست‌محیطی و مدیریت منابع طبیعی
- مناسب برای پروژه‌های محلی و جهانی
SimScale:
- قدرت شبیه‌سازی دینامیک سیالات و انتقال حرارت
- تحلیل عملکرد انرژی و بهینه‌سازی محیط زیستی
- مناسب برای پروژه‌های بهینه‌سازی منابع و کاهش مصرف انرژی
پیشنهاد ویژه: استفاده از سرور گرافیک ابری ابر فردوسی
اگر به دنبال ارتقاء سرعت و کیفیت پروژه‌های هواشناسی و هوش مصنوعی خود هستید، سرورهای گرافیک ابری ابر فردوسی بهترین گزینه هستند. سرورهای پیشرفته موجود در این شرکت مزایای زیر را برای کاربرانش به ارمغان می‌آورد.
- امکان استفاده مستقیم از Jupyter Notebooks و ژوپیتر لب
- افزایش سرعت و دقت پردازش‌ها
- کاهش چشم‌گیر زمان انجام رندرها و آموزش الگوریتم‌ها
- بهره‌مندی از تیم پشتیبانی مجرب برای امورات سخت‌افزاری
- عدم نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین برای سخت‌افزارهای گران‌قیمت
- مقیاس‌پذیری و امنیت بالای پروژه‌ها
- امکان پرداخت به روش دقیق Pay as you go
- بهره‌مندی از کتابخانه‌‌های TensorFlow، PyTorch و Pure-Python
- امکان انتخاب گرافیک‌های RTX3090 / RTX2080Ti / TeslaA100 / Tesla V100
نتیجه‌گیری
گرافیک ابری به عنوان یک فناوری نوین، نقش کلیدی در حفاظت از محیط زیست دارد. این فناوری با کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن، امکان پردازش‌های پیچیده محیط زیستی را فراهم می‌کند. همچنین استفاده از GPU در حفاظت از محیط زیست به محققان و سازمان‌های محیط زیستی در تحلیل داده‌ها و مدل‌سازی‌های پیچیده کمک می‌کند و از طرفی منجر به تولید محصولات پایدار و کم آلاینده‌تر می‌گردد.
