巨型3D地图展示全球几乎每一栋建筑

三维地图（如新加坡某区域的地图）有助于研究人员追踪城市规划、灾害风险评估和气候变化。图片来源：Zhu等人/《地球系统科学数据》（ESSD）。

科学家绘制出了全球几乎所有建筑物中最详细的三维地图。该地图名为“全球建筑图集”（GlobalBuildingAtlas），结合卫星图像和机器学习技术，生成了地球上97%建筑物的三维模型。

12月1日，这份数据集发表在开放获取期刊《地球系统科学数据》上，涵盖27.5亿栋建筑物，每栋建筑都绘制了足迹和高度，空间分辨率为3米×3米。

该研究的合著者、德国慕尼黑工业大学的地球观测数据科学家朱晓香表示，这份三维地图为灾害风险评估、气候模拟和城市规划开辟了新的可能性。她补充道，这还有助于改进研究人员对联合国城市与社区可持续发展目标的监测方式。

数十亿栋建筑物

朱晓香指出，传统上，在全球范围内创建详细的三维地图一直很困难，因为这通常需要激光扫描或高分辨率立体图像。该团队的解决方案是将深度学习与激光扫描技术相结合来预测建筑物高度。该工具是基于从168个城市（主要位于欧洲、北美和大洋洲）通过光探测与测距（LiDAR）获取的参考数据进行训练的。

研究人员利用2019年拍摄的约80万张卫星影像，通过深度学习工具预测建筑物的高度、体积和面积，从而创建了三维地图。

研究发现，亚洲占全球已绘制建筑物的近一半——约12.2亿栋。亚洲的建筑总体积也居首位，达1.27万亿立方米，这反映了中国、印度和东南亚地区快速的城市化进程和密集的大都市集群。

非洲的建筑物数量位居第二，达5.4亿栋，但其总建筑体积仅为1170亿立方米，凸显了小型、低层建筑的普遍性。

城市尺度的分析表明，建筑体积与人口密度和经济发展相关。在欧洲，芬兰的人均建筑体积是希腊的六倍。研究还强调，尼日尔的人均建筑体积比世界平均水平低27倍。

这些模式表明，传统的二维城市增长衡量指标（如建成区面积）可能掩盖了基础设施和生活条件之间的关键差异。

中国长沙市建筑物的航空模型。图片来源：Zhu等人/ESSD（底图©CARTO及©OpenStreetMap贡献者）

灾害风险评估

澳大利亚布里斯班昆士兰大学的城市规划研究员多丽娜·波贾尼（Dorina Pojani）表示，这份数据集对她的研究极具价值，因为她之前一直依赖静态的二维数据。