Впервые в истории исследователи представили трехмерную карту, охватывающую абсолютно все здания на Земле. Этот масштабный проект, реализованный при поддержке гранта ERC Starting Grant, позволил объединить спутниковые снимки 2019 года в единую высокоточную базу данных. Разрешение новой карты в 30 раз превышает показатели предыдущих аналогов, а общее число зафиксированных объектов достигло 2,75 миллиарда — на миллиард больше, чем удавалось подсчитать ранее.
Руководила работой профессор Сяосян Чжу (Xiaoxiang Zhu) из Технического университета Мюнхена. Она уверена, что столь детализированная карта станет незаменимым инструментом для урбанистов, специалистов по чрезвычайным ситуациям и инженеров, отвечающих за развитие инфраструктуры. Благодаря точности в три метра по каждой из сторон, теперь возможно не только определять местоположение зданий, но и анализировать их высоту, объем и плотность застройки.
Каждое строение на карте представлено в виде трехмерной модели базового уровня детализации (LoD1). Это значит, что отображается основная геометрия здания, без сложных архитектурных элементов, но с достаточной точностью для масштабных расчетов и интеграции в городские модели. Такой подход позволяет быстро оценивать структуру городской среды и принимать решения по развитию территорий.
Новые горизонты
В отличие от прежних карт, которые в основном охватывали мегаполисы развитых стран, новая база данных охватывает и те регионы, которые ранее оставались «белыми пятнами» на цифровых картах. Теперь в распоряжении исследователей есть подробная информация о зданиях в странах Африки, Южной Америки, Юго-Восточной Азии, а также на сельских территориях по всему миру.
Трехмерные данные позволяют по-новому взглянуть на уровень урбанизации и социально-экономические различия между регионами. Если раньше оценка плотности застройки ограничивалась двухмерными картами, то теперь можно анализировать не только площадь, но и объем каждого здания. Это дает возможность точнее определять условия жизни, выявлять районы с недостатком жилых и социальных объектов, а также планировать развитие инфраструктуры с учетом реальных потребностей населения.
Особое внимание разработчики уделили созданию нового глобального индикатора — объема зданий на душу населения. Этот показатель позволяет сравнивать обеспеченность жильем и инфраструктурой в разных странах и городах, выявлять зоны с наибольшими социальными контрастами и принимать меры для их устранения.
Практическое применение
Полученные данные уже используются для моделирования процессов урбанизации, оценки уязвимости территорий к стихийным бедствиям и планирования новых жилых районов. Трехмерная карта помогает городским властям принимать решения о строительстве новых школ, больниц и других социальных объектов, а также выявлять районы, где необходима модернизация инфраструктуры.
Кроме того, карта открывает новые возможности для научных исследований. Например, специалисты могут анализировать, как изменяется структура городов под влиянием миграции, экономических кризисов или климатических изменений. Это особенно важно для стран, где ранее не было точных данных о застройке и плотности населения.
В будущем разработчики планируют обновлять карту с учетом новых спутниковых снимков и расширять ее функционал. Уже сейчас она стала незаменимым инструментом для архитекторов, градостроителей и специалистов по управлению городским развитием.
Глобальный охват
Одна из ключевых особенностей проекта — его универсальность. Карта охватывает не только крупные города, но и небольшие поселки, деревни и даже отдельные здания в труднодоступных районах. Это позволяет получать объективную картину распределения населения и инфраструктуры по всей планете.
Разработчики отмечают, что 97% всех объектов представлены в виде моделей LoD1, что обеспечивает баланс между точностью и возможностью масштабной обработки данных. Такой подход позволяет интегрировать карту в различные вычислительные системы и использовать ее для решения самых разных задач — от планирования транспортных сетей до оценки воздействия на окружающую среду.
В перспективе карта может стать основой для создания новых сервисов и приложений, связанных с анализом городской среды, управлением недвижимостью и развитием умных городов. Уже сейчас она используется в образовательных и исследовательских проектах по всему миру.
Социальные аспекты
Трехмерная карта зданий помогает выявлять не только архитектурные, но и социальные проблемы. Например, с ее помощью можно определить районы с высокой плотностью населения и недостатком жилых площадей, а также зоны, где требуется строительство новых социальных объектов.
Новый глобальный индикатор — объем зданий на душу населения — позволяет сравнивать уровень жизни в разных странах и городах, выявлять зоны риска и принимать меры для повышения качества городской среды. Это особенно важно для развивающихся регионов, где проблема нехватки жилья стоит наиболее остро.
В целом, появление такой карты открывает новые возможности для анализа, планирования и управления городским развитием на глобальном уровне. Она становится инструментом, который помогает делать города более устойчивыми, инклюзивными и комфортными для жизни.
К слову, профессор Сяосян Чжу — один из ведущих специалистов в области анализа спутниковых данных и моделирования городской среды. Ее команда в Техническом университете Мюнхена занимается разработкой инновационных методов обработки больших данных для решения актуальных задач урбанистики и экологии. Проект по созданию глобальной 3D-карты зданий стал одним из самых масштабных в истории университета и получил признание научного сообщества по всему миру.
