Новый набор данных картографирует границы городов мира в высоком разрешении с 2000 по 2022 год

Исследовательская группа под руководством профессора Лю Ляньюня из Института аэрокосмической информации Китайской академии наук создала первую комплексную высокодетальную карту границ городов и городков мира, показывающую их расширение и трансформацию за последние два десятилетия. Новый набор данных, полученный на основе спутниковых наблюдений с разрешением 30 метров, заполняет давний пробел в глобальных городских исследованиях.

Города и городки являются доминирующей формой человеческих поселений, играя ключевую роль в поддержании экологического баланса и продвижении устойчивого развития. Однако их сложная пространственная структура и быстрое изменение делали глобальные наборы данных о границах в высоком разрешении редкими. Для решения этой проблемы команда интегрировала глобальный набор данных о динамике непроницаемых поверхностей GISD30 с данными о населении LandScan, чтобы разработать набор данных Global City and Town Boundaries (GCTB), охватывающий период с 2000 по 2022 год.

В исследовании, опубликованном в Scientific Data, подробно описан разработанный учёными подход к определению границ, ориентированный на морфологию, который сочетает метод оценки плотности ядра и клеточные автоматы для точного картографирования. При сравнении с несколькими референсными наборами данных GCTB показал наибольшее соответствие с кураторским Atlas of Urban Expansion, достигнув значения R² около 0,88, что указывает на высокую надёжность в определении городских территорий.

Независимая валидация с использованием тегов мест OpenStreetMap за три контрольных года (2015, 2020 и 2022) дополнительно подтвердила надёжность набора данных. GCTB достиг средней общей точности около 0,75, со средней точностью ~0,78 для городов и ~0,69 для городков, демонстрируя стабильную работу для разных периодов времени и типов поселений.

Чтобы продемонстрировать полезность набора данных, исследователи проанализировали долгосрочные изменения в Пекине и Чикаго, используя исторические снимки Google Earth высокого разрешения. Результаты подтвердили точность GCTB в отслеживании пространственной эволюции границ. В частности, набор данных эффективно отразил контрастные модели урбанизации двух мегаполисов: быстрое расширение Пекина и переход к более стабильной городской структуре в Чикаго между 2000, 2010 и 2020 годами.

Полный набор данных находится в открытом доступе на платформе Zenodo, предоставляя детальную информацию о пространственно-временной эволюции городов за последние 23 года. Поскольку города по всему миру продолжают расти и менять ландшафты, набор данных GCTB предлагает важные пространственные данные для мониторинга расширения городов, планирования землепользования и содействия устойчивому городскому развитию.