Динамика глобальной площади искусственных непроницаемых поверхностей, наблюдаемая спутниками Landsat с 1972 по 2019 год

Исследователи создали первый глобальный набор данных о площади искусственных непроницаемых поверхностей (ISA), охватывающий период с 1972 по 2019 год. Он основан на анализе более трёх миллионов изображений со спутников Landsat. Точность набора данных, проверенная по 120 777 случайным контрольным точкам в 270 городах мира, характеризуется ошибкой пропуска 5,16%, ошибкой включения 0,82% и F-мерой 0,954.

Новый набор данных GISA имеет несколько ключевых преимуществ перед существующими. Он впервые показывает глобальное распределение ISA до 1985 года, обладает самым длинным временным охватом (48 лет) и самой высокой точностью, подтверждённой независимой выборкой. Методология включает полуавтоматический сбор глобальных образцов, локально адаптивную стратегию классификации и процедуру пространственно-временной постобработки. Кроме того, ISA извлекалась со всей площади суши, а не только из городских масок, что снизило недооценку.

На основе GISA впервые был рассчитан долгосрочный глобальный паттерн городского расширения (GUEP). Анализ показал, что с 1986 года на глобальном уровне доминирующей моделью является краевое расширение (edge expansion). Его доля в большинстве континентов линейно росла, что указывает на широкое распространение и ускорение разрастания городов. Наибольшая доля краевого расширения характерна для Северной Америки, что, вероятно, связано с низкой плотностью застройки. Африка и Азия не только демонстрируют самую быструю урбанизацию, но и являются основными регионами ускоренного разрастания городов.