Road transportation is one of the largest sectors of greenhouse gas (GHG) emissions affecting climate change. Tackling climate change as a global community will require new capabilities to measure and inventory road transport emissions. However, the large scale and distributed nature of vehicle emissions make this sector especially challenging for existing inventory methods. In this work, we develop machine learning models that use satellite imagery to perform indirect top-down estimation of road transport emissions. Our initial experiments focus on the United States, where a bottom-up inventory was available for training our models. We achieved a mean absolute error (MAE) of 39.5 kg CO$_{2}$ of annual road transport emissions, calculated on a pixel-by-pixel (100 m$^{2}$) basis in Sentinel-2 imagery. We also discuss key model assumptions and challenges that need to be addressed to develop models capable of generalizing to global geography. We believe this work is the first published approach for automated indirect top-down estimation of road transport sector emissions using visual imagery and represents a critical step towards scalable, global, near-real-time road transportation emissions inventories that are measured both independently and objectively.


翻译:在这项工作中,我们开发了机器学习模型,利用卫星图像间接进行自上而下的公路运输排放量估算。我们最初的实验侧重于美国,那里有一个自下而上的清单用于培训模型。我们实现了39.5公斤二氧化碳2美元的年度公路运输排放量的绝对误差(MAE),这是在Sentinel-2图像中以比素比素(100立方米2美元)计算得出的每年公路运输排放量的临界步骤。我们还讨论了关键模型假设和挑战,这些假设和挑战需要解决,以便制定能够普遍推广到全球地理的模型。我们认为,这项工作是首次公布使用视觉图像自动间接估算公路运输部门排放量的间接自上而下方法,是朝着独立和客观衡量的可扩展的全球近实时公路运输排放量清单迈出的关键一步。

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