Globalt urbant fotavtryck avslöjat i oöverträffad upplösning

Urbaniseringen förändrar vår planet. Idag bor ungefär hälften av världens sju miljarder människor i städer. År 2050 förväntas den andelen stiga till två tredjedelar. Och eftersom den globala befolkningen ökar, då kommer mer än sex miljarder människor att bo i städer.

Stadslivet belastar miljön avsevärt. Städer måste matas med vatten, kraft och mat, och kräver därför den komplexa infrastruktur som gör det möjligt. Allt detta måste göras på ett sätt som är hållbart.

Och det väcker några viktiga frågor. Hur många städer finns det på jorden, och hur mycket av ytan är täckt av bebyggda områden?

I detta avseende är utvecklade länder väl kartlagda, men detsamma gäller inte utvecklingsländerna, där en betydande andel av människorna bor. Dessutom är försök att upptäcka stadsrum med bilder tagna från rymden behäftade med problem: lågupplösta bilder, molntäcke och oklarheter i hur data tolkas.

Vad som behövs är ett sätt att kartlägga stadsområden från rymden med hög upplösning och på ett sätt som är opåverkat av molntäcke och utan de oklarheter som traditionell bildbehandling introducerar.

Idag avslöjar Thomas Esch från German Aerospace Center i Wessling, Tyskland, och några kompisar en global karta över urbanisering som uppfyller alla dessa krav. Resultatet är en datauppsättning av hela planeten med en upplösning på 12 meter som kartlägger det globala urbana fotavtrycket med oöverträffad noggrannhet och upplösning.

Den här artikeln introducerar en ny inventering av mänsklig närvaro på jorden ... som återspeglar mönstret av mänskliga bosättningar i en hittills unik rumslig upplösning, säger teamet.

Fram till nu har uppskattningar av det globala urbana fotavtrycket till stor del baserats på optiska bilder av marken. Dessa bilder är allmänt tillgängliga men har betydande nackdelar.

Till att börja med har bilderna en rumslig upplösning mätt i hundratals meter. Det väcker omedelbart frågor om deras förmåga att upptäcka små landsbygdsbyar och att lösa outvecklade områden i städer.

Molntäcke skymmer också marken så uppdaterad täckning kan vara fläckig på sina ställen. Och så är det frågan om hur man överhuvudtaget identifierar bebyggelse. Det finns inget entydigt sätt att upptäcka bebyggda områden i bilder av detta slag.

Som ett resultat skiljer sig geografernas uppskattningar av det globala fotavtrycket i städerna i storlek med en storleksordning. Det behövs helt klart ett bättre tillvägagångssätt.

Gå in i Esch och co, som har skapat en global databas med bebyggda områden baserad på syntetiska bländarradarbilder från ett jordomloppsuppdrag som heter TanDEM-X. Detta består av ett par rymdfarkoster som har kretsat runt jorden i nära formation - bara några hundra meter från varandra - sedan 2007.

Dessa rymdfarkoster tar radarbilder av marken från lite olika vinklar, vilket gör att forskare kan skapa en 3D-karta över planeten. Totalt har Esch och co bearbetat 470 000 par bilder för att skapa sin karta över hela planeten.

Den här kartan har en rumslig upplösning på 12 meter, men eftersom den är i 3D avslöjar kartan även förändringar i vertikal höjd. Det är faktiskt en enkel sak att upptäcka vertikala strukturer som väggar.

Det gör omedelbart uppgiften att automatiskt identifiera bebyggda områden mycket lättare. Och eftersom radar passerar rakt genom moln påverkas informationen opåverkad av molntäcket.

Resultatet är en karta över det globala urbana fotavtrycket med oöverträffad noggrannhet och upplösning. Vi introducerar en ny global bosättningsmask i en hittills unik rumslig upplösning, Global Urban Footprint, säger Esch och co.

Det är ett imponerande arbete och ett som har betydande konsekvenser för hur geografer, sociologer och beslutsfattare kommer att förstå hur urbaniseringen förändrar vår planet.

År 1950 var den globala landsbygdsbefolkningen dubbelt så stor som den urbana. År 2008 tog stadsbefolkningen över landsbygdsbefolkningen för första gången och urbaniseringstakten fortsätter att öka.

Det första steget för att förstå effekten av denna process är att producera en korrekt karta. Nu kan den svåra processen att räkna antalet städer och mäta andelen urban markanvändning börja på allvar.

Kartan finns på: https://geoservice.dlr.de/web/maps/eoc:guf:4326

Ref: arxiv.org/abs/1706.04862 : Ny mark när det gäller kartläggning av mänskliga bosättningar från rymden—The Global Urban Footprint

Dölj