遥感地球已经彻底改变了我们如何衡量和理解。我们现在可以跟踪全球森林砍伐,季末作物产量预测和确定以接近实时的野火。但探索其可能性城市才刚刚开始。传统的土地覆盖图,地球表面分类成分组“森林”或“水”或“苔原,经常把城市到一个单独的类别,如“城市”或“组合”。This is useful for mapping urban extent generally, but does not capture the complexity of urban areas. Mapping land使用然而,可以揭示城市的模式,从道路网络住房供应的商业和工业空间分布——以及他们所代表的工作等等。

映射的城市土地利用随时间可以显示什么,何时何地发生变化:城市的扩张或收缩;什么模式和密度描述增长点或重建;和流离失所的土地利用类型。这些信息,例如,可以突出空间不平等和其他城市的关键问题。人口住房跟上?基础设施跟上发展,如果没有,需要在哪里?增长蚕食湿地或农田至关重要城市的幸福吗?按这样的问题比比皆是,城市规划者,官员和居民。健壮的土地利用数据可以帮助提供答案。

WRI,在美国国家地理学会的支持下,开发了方法和基础设施城市土地利用在任何城市地图,提供了一个新工具,帮助城市管理他们的资源和改善生活质量。结果两个国家的城市、墨西哥和印度,说明这些新城市土地利用地图小说以及他们如何能够受益的城市。

映射的生活模式

现在超过一半的世界人口生活在城市,但是仍然有很多我们不知道的城市地区。特别是新兴经济体快速增长的城市扩张和重建常常超越了行政能力。从城市规模的社区规模,没有严谨、全局一致性数据城市是如何安排的,他们如何成长和变化,如何提高城市居民的福祉和地球。

详细的、全球的地图在城市土地利用,到目前为止,根本不存在。许多现有的产品显示土地封面在大陆或全球范围内,空间粗。,真正的土地使用远程产品是基于昂贵,相对稀缺的高分辨率卫星图像,因此限制在个别城市甚至地区。其他土地利用地图创建通过详细的城市规划者,实地数据收集土地清册。

为了解决这个信息鸿沟,我们使用的数据阿特拉斯的城市扩张遥感图像,机器学习技术和云计算工具,包括Python库,Keras和笛卡尔实验室平台——创建计算机视觉模型分类和土地使用地图。

我们的新城市映射系统是不同的:生成的地图功能详细分类的土地使用5米分辨率和只需要中分辨率卫星图像,这对地球表面的整个公开,并不断更新。

由于图像档案ESA的哨兵和NASA的陆地卫星卫星星座,我们可以追溯城市土地利用地图回到年。因为每个数据集获取完整的全球至少每月几次,我们的方法可以不断被应用到新的图像,创建一个最新的和不断丰富的数据集,可以提供见解关于世界各地的城市增长和变化。输出是公开的所以城市规划者和其他从业人员可以开始使用他们的研究并立即通知决定。

从海德拉巴和墨西哥城的见解

使用这些模型,我们将土地使用映射到多个城市在墨西哥和印度,两个快速城市化的国家,主要区别在他们的城市土地使用和发展历史。尽管拥有全球最大的一些城市,印度仍主要是农村,只有34%的人口居住在城市地区。相比之下,80%墨西哥的人口被认为是城市。

并排比较WRI的土地利用地图(5米空间分辨率)和ESA CCI土地覆盖地图(300决议)说明了改进的详细级别实现这个新的数据集。ESA的土地覆盖地图、海得拉巴,印度和墨西哥城,墨西哥看起来像巨人的“城市”风景:他们缺乏定义的边界,并提供关于城市内部景观的小细节。城市内的阶级,没有信息的地区主要是住宅和主要业务活动,交通走廊或基础设施存在的位置。所有这些元素都是至关重要的理解特定的当地城市化城市所面临的挑战。

finer-resolution地图开发了通过这个模型区分细节在这些“斑点”,无形的在粗尺度上揭示模式和细节。例如,最大的非城市地区在墨西哥城大都会的北部部分地区,工业用途和仓库是常见的。为低收入人群的住房类型(非正式、单纯和住宅项目)也普遍在北方,这些非城市地区附近以及在城市的外围。正式的住房是主要在市中心。的著名的扩张墨西哥城市区和土地使用的相对空间隔离导致长途通勤,特别是对于那些住在外围,首都是一个重要的因素证据确凿的空气污染。

相反,浓度的非住宅领域在很大程度上是在海德拉巴的边缘,其中许多代表信息技术办公室公园数量激增的城市在过去的几十年里。这也意味着重大就业和住房增长在郊区,强调了城市提供服务的能力。

非正式定居点也截然不同的模式在两个城市之间。在墨西哥城,都市人口平均增加每年2.5%自1990年以来,快速增长催生了非正式的居民区和“原子论的定居点”——领域没有明确细分,逐步增长。这些区域表示计划发展适应新居民(Chimalhuacan及其周边城市的研究表明,大面积的“非正式细分”在东南)和计划外增长当住房工作没有跟上或满足住宅需求(通常是原子论的主要定居点发现沿城市边缘和周围的山脉的山麓Valle de墨西哥)。许多这些领域缺乏其他结算领域享受的基础设施,如可靠的水、卫生、电力和公共交通。人生活在这些领域也更多访问关键城市服务的难度就业、教育、食品、娱乐和医疗保健。传统的土地覆盖地图不能反映这些区别在土地利用类型,或相关的特点和问题。

海德拉巴是不同的:它的无计划的定居点,其中很多都是历史悠久,分布于整个城市的核心,沿着边缘和周围的村庄。非正式的居民区和非住宅领域点周围的地区城市是典型的南亚和东南亚的许多城市。这些“desakota“地区城市特色但也高度依赖农业。许多这些领域已经被越来越多的城市变成了“城市村庄,”更多的地区可能会随着城市的发展,创建一个更加庞大的大城市。随着这些无关的点成长为更加巩固和相邻的城市,监测土地利用变化预测和管理这些挑战提供了机会。

影响

有许多方式可以利用这样的细粒度的土地利用地图,因为研究人员可以在城市和比较模式差异来自城市和国家。这些土地利用数据可以结合其他数据,如数据社会经济情况的家庭、设施和服务,土地价值、经济活动、风险和漏洞——获得新的见解。

基于这些发现,决策者、公民社会和私营部门可以改变在地面上更好地改善人民的生活,包括使针对基于证据的稀缺资源。随着时间的推移,这些数据可以用来测量的有效性联合国可持续发展目标和其他开发指标。

我们继续开发和改进我们的方法和目标,等待必要资源,最终产生相同的地图每个城市每年在世界上。这样的高保真土地利用数据,研究人员可以更好地了解城市发展随着时间的推移,沿着城市周边土地利用变化和哪些类型的定居点最受洪水或滑坡等自然灾害的影响。这些仅仅是一些可能的应用,但这些数据的潜力更大,只能通过把这些地图和方法完全实现在用户的手中。

访问技术报告,开放源码脚本和生成的地图(印度,墨西哥,墨西哥的道路)。如果你是一个学术或非营利性使用笛卡尔实验室平台研究感兴趣,访问笛卡尔实验室的科学项目页面更多关于应用程序的信息的过程。