Учёные из Технического университета Мюнхена — Сяо Сян Чжу, Синин Чэнь, Фахон Чжан, Илэй Ши и Юаньюань Ван — создали самый полный на сегодняшний день трехмерный атлас зданий планеты: GlobalBuildingAtlas. Эта база данных охватывает 2,75 миллиарда зданий — по оценке исследователей, это 97 % всех построенных сооружений — и предоставляет не только их географическое расположение, но и высоту, и объем с беспрецедентным уровнем детализации.
В отличие от таких сервисов, как Google Maps или Apple Maps, основанных на аэрофотосъемке и 2D-моделях, GlobalBuildingAtlas объединяет спутниковые снимки высокого разрешения с методами машинного обучения для генерации 3D-моделей. Исследователи использовали около 800 000 изображений, сделанных в 2019 году спутниковой группировкой PlanetScope с пространственным разрешением 3 × 3 метра. С помощью нейронных сетей, обученных на LiDAR-данных (лазерное сканирование с воздуха) из 168 городов Европы, Северной Америки и Океании, система смогла предсказать высоту каждого здания — даже в регионах, где прямые измерения отсутствуют.
Результат — 3D-модель уровня LoD1 (Level of Detail 1), которая отображает базовую форму и высоту зданий, но без сложных архитектурных деталей, таких как крыши и фасады.
Этот атлас — не просто картографическая диковинка. Он имеет практическое значение в нескольких областях:
→ В градостроительстве — для анализа плотности застройки, объёма на душу населения и пространственного распределения городов.
→ В оценке рисков — для изучения уязвимости к наводнениям и землетрясениям на основе массы застройки в опасных зонах.
→ В мониторинге устойчивого развития — как источник объемных метрик, дополняющих цели ООН в области устойчивых городов.
→ В туризме и индустрии развлечений — для понимания урбанистической морфологии, проектирования маршрутов и анализа направлений с пространственной перспективы.
Однако у атласа есть и ограничения. Точность данных неравномерна: высота небоскребов часто занижается, а в Африке и Южной Америке ошибки значительнее из-за недостатка обучающих данных. Хотя разрешение в 3 метра — это прогресс (в 30 раз детальнее предыдущих моделей), его все еще недостаточно для передачи архитектурных нюансов. Кроме того, данные отражают ситуацию на 2019 год, поэтому новейшие постройки в них не попали — хотя сама платформа предусматривает периодические обновления.
GlobalBuildingAtlas не стремится заменить Google Maps, а скорее дополняет его объемной информацией. Если Google предлагает навигацию и фотографии улиц, то этот атлас показывает города как массу построенных объемов.
Цифры впечатляют:
→ Азия — лидер по плотности застройки: здесь сосредоточена почти половина всех зданий (1,22 млрд) и наибольший суммарный объем.
→ Африка, несмотря на 540 млн зданий, имеет значительно меньший совокупный объем, что указывает на преобладание низкоэтажной застройки.
→ В Европе — резкие контрасты: например, объем застройки на душу населения в Финляндии в 6 раз выше, чем в Греции.
База данных GlobalBuildingAtlas доступна открыто для некоммерческого использования, а ее код и методология опубликованы, что позволяет сообществу улучшать и адаптировать инструмент под конкретные задачи. Для специалистов в области туризма, архитектуры, градостроительства и недвижимости этот атлас — мощный инструмент, позволяющий видеть города не как плоские карты, а как живые, населенные объемы.
Источники: Earth System Science Data, Nature, Science Alert.
Изображения: Earth System Science Data.
