Современные технологии дистанционного зондирования Земли достигли этапа, когда можно детально рассмотреть не только очертания континентов или границы городов, но и каждое отдельное строение на планете.
Группа исследователей под руководством Сяосян Чжу из Мюнхенского технического университета разработала проект под названием GlobalBuildingAtlas. Это масштабная база данных, которая включает информацию о двух миллиардах семисот пятидесяти миллионах зданий по всему миру.
Проект представляет собой полноценную трехмерную модель, где для каждого объекта указаны его площадь, высота и объем. Атлас позволил исследователям увидеть реальную плотность городов и характер застройки, который значительно варьируется от компактных трущоб до разреженных пригородных зон.
Для создания столь детализированной картины ученые использовали колоссальный объем данных – около 800 000 спутниковых снимков, сделанных в течение 2019 года. Для обработки такого массива информации вручную человеческих ресурсов было бы недостаточно. Ключевым инструментом стала система глубокого обучения, обученная распознавать строения и предсказывать их геометрические параметры.
Алгоритмы анализировали тени, текстуры и спектральные характеристики изображений, чтобы с высокой точностью определить вертикальные размеры зданий даже в тех регионах, где наземная статистика отсутствует или недоступна.
Результаты анализа выявили интересные географические закономерности распределения застройки. Оказалось, что почти половина всех зафиксированных на планете зданий – около миллиарда двухсот двадцати миллионов – сосредоточена в Азии. Это подчеркивает беспрецедентный масштаб урбанизации в этой части мира.
Научная ценность этой работы выходит далеко за рамки простого картографирования. Созданный массив данных – важный инструмент для решения глобальных проблем. Например, в климатологии точное знание объема и высоты зданий позволяет строить более достоверные модели энергопотребления и выбросов тепла. А в сфере предотвращения катастроф такие карты помогают оценивать потенциальные риски и ущерб от наводнений или землетрясений, а также заранее планировать пути эвакуации и помощи.