Globalny ślad miejski ujawniony w bezprecedensowej rozdzielczości

Urbanizacja zmienia naszą planetę. Obecnie około połowa z siedmiu miliardów ludzi na świecie mieszka w miastach. Oczekuje się, że do 2050 r. odsetek ten wzrośnie do dwóch trzecich. A ponieważ globalna populacja rośnie, do tego czasu w miastach będzie mieszkać ponad sześć miliardów ludzi.

Życie w mieście nakłada znaczne obciążenia na środowisko. Miasta muszą być zasilane wodą, energią i żywnością, a więc wymagają złożonej infrastruktury, która to umożliwia. Wszystko to musi być zrobione w sposób zrównoważony.

A to rodzi kilka ważnych pytań. Ile miast jest na Ziemi i ile powierzchni zajmują tereny zabudowane?

Pod tym względem kraje rozwinięte są dobrze odwzorowane, ale nie dotyczy to krajów rozwijających się, gdzie mieszka znaczna część ludzi. Co więcej, próby rozpoznania przestrzeni miejskich za pomocą zdjęć z kosmosu obarczone są problemami: zdjęciami o niskiej rozdzielczości, zachmurzeniem i niejednoznacznością w interpretacji danych.

Potrzebny jest sposób mapowania obszarów miejskich z kosmosu w wysokiej rozdzielczości i w sposób, który nie ma wpływu na zachmurzenie i nie zawiera niejasności, które wprowadza tradycyjne obrazowanie.

Dzisiaj Thomas Esch z niemieckiego centrum lotniczego w Wessling w Niemczech wraz z kilkoma kumplami przedstawia globalną mapę urbanizacji, która spełnia wszystkie te wymagania. Rezultatem jest zestaw danych całej planety w rozdzielczości 12 metrów, który mapuje globalny ślad miejski z niespotykaną dotąd dokładnością i rozdzielczością.

Ten artykuł przedstawia nowy spis obecności człowieka na Ziemi… który odzwierciedla wzór ludzkich osiedli w jak dotąd unikalnej rozdzielczości przestrzennej, mówi zespół.

Do tej pory szacunki globalnego śladu miejskiego opierały się w dużej mierze na optycznych obrazach gruntu. Obrazy te są powszechnie dostępne, ale mają istotne wady.

Po pierwsze, obrazy mają rozdzielczość przestrzenną mierzoną w setkach metrów. To natychmiast rodzi pytania dotyczące ich zdolności do wykrywania małych wiejskich wiosek i rozwiązywania niezabudowanych obszarów w miastach.

Zachmurzenie zasłania również ziemię, więc aktualne pokrycie może być miejscami nierówne. A potem pojawia się pytanie, jak w ogóle zidentyfikować obszary zabudowane. Nie ma jednoznacznego sposobu wykrycia obszarów zabudowanych na tego typu zdjęciach.

W rezultacie szacunki geografów dotyczące globalnego śladu miejskiego różnią się pod względem wielkości o rząd wielkości. Oczywiście potrzebne jest lepsze podejście.

Oto firma Esch i spółka, która stworzyła globalną bazę danych obszarów zabudowanych opartą na obrazach radarowych z syntetyczną aperturą z misji okrążającej Ziemię o nazwie TanDEM-X. Składa się z pary statków kosmicznych, które krążą wokół Ziemi w ciasnym szyku – w odległości zaledwie kilkuset metrów – od 2007 roku.

Te statki kosmiczne wykonują obrazy radarowe ziemi pod nieco innymi kątami, umożliwiając naukowcom stworzenie trójwymiarowej mapy planety. W sumie Esch i spółka przetworzyli 470 000 par obrazów, aby stworzyć mapę całej planety.

Ta mapa ma rozdzielczość przestrzenną 12 metrów, ale ponieważ jest trójwymiarowa, mapa pokazuje również zmiany wysokości w pionie. Rzeczywiście, łatwo jest dostrzec pionowe struktury, takie jak ściany.

To natychmiast znacznie ułatwia zadanie automatycznej identyfikacji obszarów zabudowanych. A ponieważ radar przechodzi bezpośrednio przez chmury, zachmurzenie nie ma wpływu na dane.

Rezultatem jest mapa globalnego śladu miejskiego o bezprecedensowej dokładności i rozdzielczości. Wprowadzamy nowatorską maskę globalnych osad w unikalnej jak dotąd rozdzielczości przestrzennej, Global Urban Footprint, mówią Esch i spółka.

To imponująca praca, która ma znaczące implikacje dla sposobu, w jaki geografowie, socjologowie i decydenci polityczni zrozumieją, w jaki sposób urbanizacja zmienia naszą planetę.

W 1950 roku globalna populacja wiejska była dwukrotnie większa od miejskiej. W 2008 roku ludność miejska po raz pierwszy przejęła ludność wiejską, a tempo urbanizacji nadal nabiera tempa.

Pierwszym krokiem w zrozumieniu wpływu tego procesu jest stworzenie dokładnej mapy. Teraz trudny proces liczenia miast i mierzenia proporcji użytkowania gruntów miejskich może rozpocząć się na dobre.

Mapa dostępna pod adresem: https://geoservice.dlr.de/web/maps/eoc:guf:4326

Nr ref.: arxiv.org/abs/1706.04862 : Przełom w nowym zakresie mapowania osiedli ludzkich z kosmosu — globalny ślad miejski

ukryć