Global Building Atlas, bản đồ 3D về các tòa nhà trên thế giới

Global Building Atlas tập hợp 2,75 tỷ mô hình 3D của các tòa nhà từ khắp nơi trên thế giới.
Dữ liệu này là dữ liệu mở và tạo thành cơ sở quan trọng cho nghiên cứu khí hậu và quy hoạch đô thị.
Độ phân giải 3x3 mét cải thiện độ chính xác lên 30 lần so với cơ sở dữ liệu tương đương.
97% các tòa nhà được cung cấp ở dạng mô hình 3D LoD1, hữu ích cho việc phân tích đô thị và cơ sở hạ tầng.

Bản đồ 3D của các tòa nhà Global Building Atlas

El Atlas Xây dựng Toàn cầu Đây đã trở thành một trong những dự án quốc tế hàng đầu trong việc tìm hiểu cách hành tinh được kiến tạo. Đây là một bản đồ ba chiều có độ phân giải cao, tổng hợp thông tin về hàng tỷ tòa nhà ở hầu hết mọi nơi trên thế giới, tạo ra một bức tranh tổng quan cực kỳ chính xác về diện tích đô thị và nông thôn.

Bản đồ toàn cầu này được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Munich (TUM)Nó dựa trên dữ liệu mở và được thiết kế để các nhà khoa học, cơ quan hành chính công và các tổ chức quốc tế sử dụng. Mục tiêu của nó là cung cấp một nền tảng vững chắc cho nghiên cứu khí hậu, quy hoạch cơ sở hạ tầng và đánh giá tiến độ hướng tới Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc.

Một bản đồ 3D lập bản đồ tất cả các tòa nhà trên hành tinh

Bản đồ cứu trợ của các tòa nhà

Dự án Global Building Atlas bắt đầu bằng một câu hỏi có vẻ đơn giản nhưng phức tạp cần trả lời: Có bao nhiêu tòa nhà trên Trái Đất và chúng trông như thế nào ở chế độ 3D? Để trả lời câu hỏi này, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Xiaoxiang Zhu, Trưởng khoa Khoa học dữ liệu về Quan sát Trái đất tại TUM, đứng đầu đã tạo ra bản đồ ba chiều có độ phân giải cao đầu tiên bao phủ gần như toàn bộ kho dự trữ xây dựng trên thế giới.

Kết quả là một tập dữ liệu tập hợp lại 2,75 tỷ mô hình tòa nhàđược lấy từ hình ảnh vệ tinh từ năm 2019. Mỗi mô hình này đều ghi lại hình dạng cơ bản và chiều cao của các tòa nhà, cho phép phân tích khối lượng xây dựng và cách phân bố các tòa nhà ở khu vực thành thị và nông thôn.

Khối lượng thông tin này làm cho Global Building Atlas trở thành bộ sưu tập rộng lớn nhất trong thể loại của nóĐể bạn hình dung được quy mô của bước nhảy vọt này, cơ sở dữ liệu toàn cầu lớn nhất hiện có cho đến nay bao gồm khoảng 1,7 tỷ tòa nhà, tức là ít hơn một tỷ so với bản đồ mới do nhóm Munich phát triển.

Nội dung độc quyền - Bấm vào đây Sự khác biệt giữa sàn và mặt đất

Phạm vi phủ sóng không chỉ giới hạn ở các thành phố lớn hay các quốc gia số hóa nhất. Một trong những điểm nổi bật của dự án là sự kết hợp rõ ràng các khu vực theo truyền thống bị bỏ sót khỏi bản đồ toàn cầu, chẳng hạn như các khu vực rộng lớn ở Châu Phi, Nam Mỹ và các vùng nông thôn rải rác hiếm khi xuất hiện trong các sản phẩm bản đồ thông thường.

Độ phân giải chính xác cao cho các mô hình đô thị và khí hậu

Tòa nhà Manhattan trong GlobalBuildingAtlas 3D LoD1

Ngoài khối lượng của các tòa nhà, Atlas Xây dựng Toàn cầu nổi bật cho độ phân giải không gian của dữ liệu của bạnCác mô hình được tạo ra với kích thước ô 3x3 mét, cải thiện khoảng ba mươi lần so với các cơ sở dữ liệu toàn cầu tương đương khác. Mức độ chi tiết này cho phép hiểu rõ hơn về hình dạng tổng thể của từng tòa nhà và chiều cao tương đối của chúng.

Nhờ độ phân giải này, có thể tích hợp atlas vào các mô hình tiên tiến về đô thị hóa và sử dụng đấtCác nhà nghiên cứu chuyên về nghiên cứu đô thị, kiến trúc sư và quan chức chính sách công có thể sử dụng thông tin để ước tính mật độ xây dựng, xác định mô hình mở rộng đô thị hoặc phân tích mối quan hệ giữa chiều cao tòa nhà và mức tiêu thụ năng lượng.

Độ chính xác được thêm vào cũng tạo nên sự khác biệt trong các lĩnh vực như quản lý thảm họaViệc có góc nhìn ba chiều chi tiết về các tòa nhà giúp mô phỏng dễ dàng hơn tác động tiềm ẩn của lũ lụt, động đất, bão hoặc lở đất, giúp ưu tiên các biện pháp can thiệp và thiết kế kế hoạch sơ tán phù hợp hơn với thực tế địa hình.

Trong bối cảnh châu Âu và Tây Ban Nha, loại dữ liệu này có thể được sử dụng để tinh chỉnh các kế hoạch cho thích ứng với biến đổi khí hậuVí dụ, bằng cách đánh giá chính xác hơn những khu vực nào dễ bị ảnh hưởng nhất bởi nắng nóng, mực nước biển dâng cao hoặc mưa lớn. Việc có mô hình 3D của các tòa nhà giúp việc đối chiếu thông tin với các chỉ số dân số, thu nhập hoặc độ tuổi dễ dàng hơn để xác định các khu vực đặc biệt nhạy cảm.

Mô hình LoD1: đơn giản nhưng sẵn sàng cho phân tích hàng loạt

Một trong những trụ cột kỹ thuật của Global Building Atlas là việc sử dụng rộng rãi các mô hình 3D trong mức độ chi tiết 1 (LoD1)Tiêu chuẩn này mô tả các tòa nhà sử dụng khối lượng đơn giản, nắm bắt được hình học và chiều cao cơ bản của chúng, mà không đi sâu vào các chi tiết phức tạp như mái nhà, ban công hoặc kết cấu mặt tiền.

Theo nhóm TUM, khoảng 97% tòa nhà (2,68 tỷ) Dữ liệu trong atlas được cung cấp ở định dạng LoD1. Điều này cho phép xử lý tập dữ liệu hiệu quả trong các mô phỏng và phân tích quy mô lớn, điều này rất cần thiết khi làm việc với dữ liệu toàn cầu thực sự.

Nội dung độc quyền - Bấm vào đây Sự khác biệt giữa kế hoạch và bản đồ

Sự lựa chọn LoD1 phản ứng với sự cân bằng giữa chi tiết và khả năng quản lý tính toánMặc dù có những dữ liệu ở mức độ chi tiết cao hơn, phong phú hơn nhiều về mặt hình học, nhưng chi phí tạo ra và lưu trữ dữ liệu lại quá cao để có thể phủ sóng toàn cầu. Phương pháp này đủ chính xác cho các ứng dụng như tính toán thể tích tòa nhà, ước tính công suất nhà ở, hoặc quy hoạch cơ sở hạ tầng giao thông và tiện ích.

Đối với các thành phố châu Âu và Tây Ban Nha, loại mô hình này có thể được tích hợp với dữ liệu địa chính, thống kê kinh tế xã hội hoặc thông tin khí hậu địa phương. Điều này mở ra cánh cửa cho các nghiên cứu tinh vi hơn về... hiệu quả năng lượng trong các khu dân cư đã được thiết lậpquy hoạch các khu vực mở rộng đô thị hoặc đánh giá tác động của cơ sở hạ tầng mới đến cảnh quan đô thị.

Dữ liệu mở phục vụ cho các Mục tiêu Phát triển Bền vững

Một tính năng chính của Global Building Atlas là tập trung vào truy cập mở vào dữ liệuNhóm nghiên cứu từ Đại học Kỹ thuật Munich đã cung cấp bộ mô hình 3D cho cộng đồng khoa học và các tổ chức công để làm cơ sở làm việc chung có thể hỗ trợ nhiều hướng nghiên cứu và dự án lập kế hoạch.

Triết lý này phù hợp trực tiếp với nhu cầu của các tổ chức như Liên Hợp Quốc, yêu cầu thông tin đáng tin cậy và có thể so sánh được giữa các quốc gia để theo dõi tiến độ thực hiện các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs). Trong số các khía cạnh khác, atlas hỗ trợ đo lường sự phát triển đô thị, mật độ khu dân cư và khoảng cách của người dân với các dịch vụ cơ bản.

Ở Châu Âu, việc có sẵn bản đồ xây dựng toàn cầu có thể bổ sung cho các chương trình như Copernicus hoặc các sáng kiến quan sát đất đai quốc gia, chẳng hạn như Google Maps với GeminiBằng cách kết hợp các lớp 3D của Global Building Atlas với dữ liệu về chất lượng không khí, khả năng di chuyển hoặc mức tiêu thụ năng lượng, các công cụ toàn diện hơn sẽ được tạo ra để theo dõi quá trình chuyển đổi hướng tới các thành phố bền vững hơn, toàn diện hơn và có khả năng phục hồi cao hơn.

Trong bối cảnh Tây Ban Nha, các chính quyền địa phương và khu vực có thể tận dụng các loại nguồn lực này để cập nhật chẩn đoán lãnh thổ và thiết kế các chính sách công dựa trên bằng chứng. Ví dụ, khi lập kế hoạch mạng lưới giao thông công cộng, khu vực phát thải thấp hoặc chiến lược cải tạo nhà ở, việc có một lớp dữ liệu ba chiều về khối lượng công trình xây dựng đặc biệt hữu ích.

Nội dung độc quyền - Bấm vào đây Sự khác biệt giữa hồ và sông

Ứng dụng trong quy hoạch đô thị, cơ sở hạ tầng và quản lý rủi ro

Quy hoạch đô thị Atlas Xây dựng Toàn cầu

Phạm vi sử dụng của Global Building Atlas rất rộng và bao gồm mọi thứ từ nghiên cứu học thuật ngay cả việc quản lý đô thị hàng ngày. Trong lĩnh vực quy hoạch đô thị, mô hình 3D cho phép tổng quan nhanh chóng về hình thái của toàn bộ khu dân cư, xác định các khu vực có mật độ xây dựng cao và phát hiện quỹ đất còn trống cho các dự án phát triển mới.

Thông tin về khối lượng và chiều cao của các tòa nhà cũng có giá trị đối với quy hoạch cơ sở hạ tầngMạng lưới giao thông, phân phối điện, cấp nước và vệ sinh hoặc viễn thông có thể được xác định chính xác hơn nếu biết rõ sự phân bố các tòa nhà và dân số tiềm năng có thể tập trung ở mỗi khu vực.

Về mặt quản lý rủi ro, biểu diễn ba chiều của kho tòa nhà đóng vai trò hỗ trợ cho mô phỏng các tình huống khẩn cấpCác mô hình lũ lụt, phân tích gió cực đại hoặc nghiên cứu rủi ro động đất sẽ trở nên thực tế hơn khi kết hợp hình dạng và chiều cao của các tòa nhà, đặc biệt là ở các môi trường đô thị đông đúc, nơi cách bố trí các tòa nhà ảnh hưởng đến sự lan rộng của thiệt hại.

Các nhà nghiên cứu và kỹ thuật viên châu Âu có thể kết hợp Global Building Atlas với các cơ sở dữ liệu khu vực khác để tinh chỉnh đánh giá của họ. Ví dụ, trong trường hợp các thành phố Tây Ban Nha phải hứng chịu mưa lớn, việc tích hợp mô hình tòa nhà 3D vào mô phỏng thủy văn giúp xác định vấn đề chi tiết hơn. các điểm tích tụ nước quan trọng hoặc có thể có những trở ngại đối với hệ thống thoát nước tự nhiên.

Tất cả những điều này làm cho atlas trở thành một công cụ linh hoạt, không bị ràng buộc với một lĩnh vực nghiên cứu duy nhất, cung cấp lớp thông tin cấu trúc rất mạnh mẽ để xây dựng các phân tích theo ngành đa dạng.

Với sự kết hợp của quy mô toàn cầu, độ phân giải cao và các mô hình Cấp độ phát triển (LoD1) hướng tới phân tích quy mô lớn, Global Building Atlas tự định vị mình là mảnh trung tâm Đối với những người cần hiểu cách các tòa nhà được phân bổ và phát triển trên khắp hành tinh, bản chất dữ liệu mở, tập trung vào các khu vực truyền thống chưa được đại diện đầy đủ và tiềm năng cải thiện cả nghiên cứu khí hậu và quản lý đô thị khiến đây trở thành nguồn tài nguyên đặc biệt phù hợp với Châu Âu và Tây Ban Nha, nơi quy hoạch lãnh thổ và thích ứng với biến đổi khí hậu ngày càng đòi hỏi các quyết định dựa trên bằng chứng vững chắc.