Мир обнажился до кирпича: учёные создали трёхмерную карту всех зданий планеты

Q: Кто разработал проект?

Инициатором стала команда профессора Сяосян Чжу из Технического университета Мюнхена.

Учёные создали полную 3D-модель зданий Земли — университет Мюнхена

Учёные из Германии создали цифровую модель, которая меняет представление о нашей планете. Новейший трёхмерный атлас GlobalBuildingAtlas охватывает миллиарды зданий и открывает путь к точным климатическим исследованиям и устойчивому развитию. Проект, основанный на данных со спутников, обещает стать революцией в анализе городской среды и глобальных неравенств. Об этом сообщает New-Science.ru.

Глобальный атлас построек

Исследователи из Технического университета Мюнхена впервые представили детализированную цифровую модель искусственной среды Земли. Она объединяет сведения о 2,75 миллиарда зданиях по всему миру, создавая трёхмерный атлас с беспрецедентным разрешением.

Проект возглавила профессор Сяосян Чжу, руководитель кафедры Data Science in Earth Observation. Именно её команда впервые применила алгоритмы машинного обучения к спутниковым снимкам высокого разрешения, чтобы смоделировать городскую инфраструктуру планеты в формате 3x3 метра на каждое здание.

Ранее существовавшие карты включали около 1,7 миллиарда строений, что делает новый результат колоссальным скачком в точности — в 30 раз выше, чем у прежних аналогов. Такой масштаб позволяет учитывать даже наиболее уязвимые регионы мира, где до сих пор фиксируются последствия экологических и социальных проблем, включая стихийные бедствия и их влияние на инфраструктуру.

"Трёхмерные данные позволяют изучать не только площадь застройки, но и объём зданий, что гораздо лучше отражает реальный уровень урбанизации", — объяснила профессор Чжу.

Что делает GlobalBuildingAtlas уникальным

Главное отличие новой модели — это охват регионов, которые ранее оставались "пустыми пятнами" на цифровых картах. Атлас включает данные по Африке, Южной Америке, Юго-Восточной Азии и множеству сельских территорий, где раньше невозможно было получить полную информацию о застройке.

Каждое здание в базе имеет рассчитанную высоту, объём и плотность структуры. Эти показатели позволяют анализировать темпы урбанизации и даже уровень жизни населения.

Важным нововведением стал показатель "строительный объём на душу населения" - новый глобальный индикатор, показывающий, сколько строительной массы приходится на одного человека. Этот параметр уже рассматривается как инструмент для оценки социально-экономического неравенства: где инфраструктуры не хватает, уровень жизни, как правило, ниже. Для подобного анализа особенно важны регионы, где ресурсная обеспеченность исторически нестабильна, например зоны с активными геодинамическими процессами, включая территории, подверженные подземным аномалиям.

"Мы видим, как трёхмерные данные открывают глаза на социальные контрасты. Разница между странами и регионами становится наглядной", — отмечает профессор Чжу.

Значение для науки и климата

Созданный атлас становится важной основой для климатических исследований. Он помогает более точно моделировать энергопотребление, рассчитывать выбросы CO₂ и планировать зелёную инфраструктуру.

Детализированное понимание городской структуры даёт возможность прогнозировать тепловые острова, планировать эффективное озеленение и учитывать архитектурные особенности при разработке стратегий устойчивого развития.

Кроме того, данные GlobalBuildingAtlas используются для оценки рисков при стихийных бедствиях - землетрясениях, наводнениях, пожарах. С их помощью службы спасения могут точнее определять плотность застройки и оперативно планировать эвакуацию населения.

Набор данных уже вызвал интерес Немецкого аэрокосмического центра (DLR), который рассматривает возможность применения атласа в рамках Международной хартии по космосу и крупным катастрофам - глобальной инициативы по координации спутниковых наблюдений во время чрезвычайных ситуаций.

Прорыв для урбанистики и планирования

GlobalBuildingAtlas даёт возможность не только оценивать масштабы урбанизации, но и разрабатывать более инклюзивные модели развития городов.

Теперь органы планирования смогут учитывать плотность зданий и определять, где необходимы новые школы, больницы или жильё. Особенно это актуально для густонаселённых, но плохо обеспеченных районов мегаполисов.

"Такие данные помогают создавать города, где инфраструктура распределена справедливо, а условия жизни становятся устойчивыми", — подчеркнула Сяосян Чжу.

Кроме того, трёхмерная карта создаёт основу для будущих искусственных интеллектов, которые смогут прогнозировать развитие городов и оптимизировать использование ресурсов.

Плюсы и минусы проекта

Плюсы:
высокое разрешение и охват всех континентов;
возможность анализа урбанизации и социального неравенства;
практическое применение для климатических и спасательных служб;
открытая база данных для исследователей и правительств.
Минусы:
высокая стоимость обработки спутниковых данных;
необходимость постоянного обновления информации;
потенциальные вопросы конфиденциальности и геополитической чувствительности.

Советы по использованию данных GlobalBuildingAtlas

Исследователям рекомендуется применять данные атласа для моделирования климатических изменений и анализа городской динамики.
Урбанистам и архитекторам — использовать трёхмерные модели для планирования транспортной и социальной инфраструктуры.
Экологам — для расчёта углеродного следа городов и прогнозирования влияния урбанизации на экосистемы.