Данные находятся в открытом доступе и уже сейчас могут использоваться для планирования и мониторинга развития городов.
Исследователи из Мюнхенского технического университета (TUM) представили GlobalBuildingAtlas – первую в мире подробную трехмерную карту всех зданий на планете. Проект охватывает буквально всю застроенную поверхность Земли, и его уже сейчас называют ключевым инструментом для климатических исследований и реализации целей устойчивого развития ООН. Новые данные позволяют точнее моделировать процессы урбанизации, развитие инфраструктуры и управление рисками стихийных бедствий, а значит, делать города более устойчивыми и доступными для жизни.
Сколько всего зданий существует на Земле и как они выглядят в трех измерениях? На этот вопрос ответила команда под руководством профессора Сяосяна Чжу, заведующего кафедрой науки о данных в области наблюдения Земли в TUM. Проект был реализован при поддержке ERC Starting Grant – крупного европейского научного гранта, который выделяют на запуск прорывных исследований В результате появился GlobalBuildingAtlas, который включает 2,75 млрд моделей зданий. В набор вошли все сооружения, зафиксированные спутниковыми снимками за 2019 год. Это делает его самым полным глобальным каталогом такого рода. Для сравнения, крупнейший из прежних мировых наборов данных насчитывал около 1,7 млрд зданий.
Особенность атласа не только в масштабе, но и в детализации. Пространственное разрешение моделей составляет 3×3 метра, что примерно в 30 раз точнее, чем у сопоставимых глобальных баз. Иными словами, данные позволяют гораздо точнее увидеть реальный объем застройки, а не просто ее контуры на карте.
При этом 97 процентов всех зданий, а это около 2,68 млрд объектов, представлены в формате LoD1. Речь идет об упрощенном уровне трехмерной детализации, который передает базовую форму здания и его высоту. Такие модели не показывают архитектурные детали, но зато легко масштабируются и подходят для расчетов. Их можно использовать для анализа городской структуры, оценки объемов застройки и планирования инфраструктуры. Важное отличие GlobalBuildingAtlas от предыдущих проектов заключается и в географии. В него включены регионы, которые часто оставались «белыми пятнами» на глобальных картах, в том числе страны Африки, Южной Америки и сельские районы.
Как подчеркивает профессор Чжу, трехмерная информация о зданиях дает куда более точное представление об урбанизации и уровне жизни, чем привычные двумерные карты. «С помощью 3D-моделей мы видим не только площадь застройки, но и объем каждого здания. Это позволяет намного точнее судить об условиях жизни», – отмечает он.
В рамках проекта ученые предложили и новый глобальный показатель. Речь идет об объеме зданий в расчете на одного человека. Этот показатель отражает совокупную массу жилой и инфраструктурной застройки по отношению к численности населения. По сути, он помогает увидеть социальные и экономические различия между регионами, которые не всегда заметны на обычных картах. По словам Чжу, такой индикатор может сделать города более инклюзивными и устойчивыми к будущим вызовам.
Данные GlobalBuildingAtlas находятся в открытом доступе и уже сейчас могут использоваться для планирования и мониторинга развития городов. Они позволяют точнее определять, где не хватает жилья, школ или медицинских учреждений, и принимать адресные решения в перенаселенных и социально уязвимых районах.
Не менее важна и роль этих данных в адаптации к изменению климата. Трехмерная информация о застройке улучшает модели энергопотребления и выбросов углекислого газа, а также помогает планировать зеленую инфраструктуру. Кроме того, она значительно упрощает оценку рисков при стихийных бедствиях. Потенциальный ущерб от наводнений или землетрясений можно анализировать быстрее и точнее, опираясь на реальные объемы зданий, а не на абстрактные контуры.
Интерес к проекту уже выходит за рамки академической среды. Так, Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR) изучает возможности использования GlobalBuildingAtlas в рамках инициативы «Международная хартия: космос и крупные катастрофы», которая задействует спутниковые данные для реагирования на чрезвычайные ситуации по всему миру.
Мюнхенский технический университет рассчитывает, что GlobalBuildingAtlas станет базовым инструментом для исследователей, городских властей и международных организаций и поможет принимать более взвешенные решения в условиях быстро меняющегося мира.
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/9n3vwWq6BCY?si=absJwmbfIkpueNRi" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe>
