Учёные создали трёхмерную карту 2,75 миллиарда зданий

Исследователи из Технического университета Мюнхена выпустили GlobalBuildingAtlas — первую в мире комплексную трёхмерную карту высокого разрешения всех зданий по всему миру, предоставляющую детальное цифровое представление, которое может трансформировать климатические исследования, городское планирование и усилия по реагированию на чрезвычайные ситуации.

Набор данных, опубликованный 1 декабря, содержит 2,75 миллиарда моделей зданий, охватывающих каждое строение, зафиксированное на спутниковых снимках 2019 года. Это представляет собой существенное увеличение по сравнению с крупнейшим предыдущим глобальным набором данных, который содержал приблизительно 1,7 миллиарда зданий. Атлас предлагает трёхмерные модели с разрешением три на три метра, что в 30 раз точнее, чем у сопоставимых баз данных, и включает 97 процентов строений в виде упрощённых моделей Level of Detail 1, которые передают базовую форму и высоту каждого здания.

Исследовательская группа под руководством профессора Сяосян Чжу с кафедры науки о данных в наблюдении Земли ТУМ разработала атлас, используя спутниковые снимки PlanetScope и методы машинного обучения, финансируемые стартовым грантом Европейского исследовательского совета. В отличие от предыдущих наборов данных, которые фокусировались преимущественно на развитых городских районах, GlobalBuildingAtlas включает регионы, часто отсутствующие на глобальных картах, такие как Африка, Южная Америка и сельские районы.

В проекте вводится новый глобальный показатель — строительный объем на душу населения — для измерения жилищного фонда и инфраструктуры относительно численности населения. По словам профессора Чжу, «3D-информация о зданиях дает гораздо более точное представление об урбанизации и уровне бедности, чем традиционные 2D-карты». Данные показывают, что общее количество зданий в мире составляет 2,75 миллиарда, что ниже предыдущей оценки ООН в 4 миллиарда строений.

Эти данные позволяют более точно отслеживать выполнение Цели устойчивого развития ООН №11, направленной на обеспечение инклюзивности, безопасности, устойчивости и экологичности городов. Датасет показывает, что объемы зданий сконцентрированы в мегаполисах, с заметными кластерами в Восточной Азии, Европе и Северной Америке, что составляет совокупный строительный объем в 2,85 триллиона кубических метров.

Германский аэрокосмический центр изучает GlobalBuildingAtlas для использования в Международной хартии по космосу и крупным катастрофам — совместной программе, координирующей спутниковые данные для глобального реагирования на чрезвычайные ситуации. Трёхмерные данные о зданиях улучшают модели прогнозирования энергопотребления и выбросов CO₂, а также поддерживают оценку рисков стихийных бедствий, таких как наводнения и землетрясения.

Полный набор данных доступен как открытые данные через GitHub и mediaTUM, медиа и публикационный сервер Технического университета Мюнхена, в соответствии с немецкими правилами безопасности спутниковых данных. Исследование было опубликовано в Earth System Science Data.