Les mathématiques peuvent aider les villes à aborder les quartiers non structurés

Anonim

Les nouveaux modèles mathématiques mis au point par le Oak Ridge National Laboratory du Département de l’énergie avec des collaborateurs de l’Université d’État de Sam Houston et de l’Université de Chicago peuvent aider à modifier l’agencement des quartiers pauvres pour améliorer l’accès aux ressources.

Les chercheurs ont mis au point une méthode novatrice d’analyse mathématique des communautés urbaines pauvres et informelles, en mettant en évidence les obstacles entre les zones non planifiées et les infrastructures qui fournissent des ressources pour les besoins humains fondamentaux. Dans leur article publié dans Science Advances, ils ont utilisé des images satellitaires et des données municipales pour développer des algorithmes mathématiques qui révèlent que les bidonvilles et les quartiers planifiés sont fondamentalement différents.

Leurs modèles identifient clairement les distinctions entre l'arrangement informel des zones urbaines insuffisamment desservies et la structure formelle des quartiers urbains. Dans deux études de cas, les chercheurs ont utilisé des données du monde réel pour montrer que la disposition physique de certains quartiers non planifiés ne permettait pas d’espace pour les conduites d’égout, les routes ou les conduites d’eau.

Sur les quatre milliards de personnes vivant actuellement dans les zones urbaines du monde, environ un milliard résident dans des bidonvilles. Avec des infrastructures inadéquates pour la santé, l’assainissement et l’accès aux services d’urgence, ces zones deviennent des problèmes humanitaires et de développement durable à la suite de l’urbanisation rapide. Christa Brelsford, une boursière ORNL Liane Russell et auteur principal, estime que cette recherche peut transformer l'avenir des bidonvilles.

"Pour moi, cette recherche était une opportunité de regarder les villes dans une perspective mathématique nouvelle et passionnante", a déclaré Brelsford. "En mettant ces outils entre les mains des organisations communautaires locales et des résidents, les efforts pour une infrastructure accessible permettent aux résidents de prendre des décisions concernant leurs quartiers et leurs communautés."

"Tout ce que nous pouvons faire pour améliorer les conditions de vie est à la fois bénéfique pour le monde et pour la sécurité nationale américaine, car plus nos besoins sont satisfaits, plus nous sommes sûrs", a-t-elle ajouté.

Bien que les communautés mal desservies soient la première application, l'algorithme des chercheurs fournit une manière mathématique de décrire toutes les villes. L'équipe a utilisé une technique topologique novatrice, basée sur les connexions entre les lieux, pour caractériser les premiers bidonvilles plutôt qu'une approche géométrique traditionnelle.

"En comprenant la topologie fondamentale - la relation entre les lieux de résidence et le travail sur les réseaux d'infrastructures urbaines - nous pouvons déterminer que certaines parties des villes ne sont encore que connectées", a déclaré Luís Bettencourt, directeur de l'Institut pour l'innovation urbaine de Mansueto.

"C'est une situation qui peut être cartographiée, mesurée et résolue avec un minimum d'interférence pour créer de nouvelles solutions de planification urbaine centrées sur la personne et des villes qui ont de l'histoire et du caractère", a-t-il ajouté.

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