新土地使用映射描绘了城市生活的更清晰的照片
墨西哥城市和其他城市地区的映射土地利用可以是帮助城市管理资源并提高生活质量的关键工具。照片由Nitin Badjatia / Outplash

遥感已经彻底改变了我们如何测量和理解地球。我们现在可以跟踪 全球砍伐森林, 预测季后作物产量在近期识别野火. 但探索其城市地区的可能性才刚刚开始。 传统的陆地覆盖地图,将地球的表面分为分组,如“forest” or “water” or “tundra,”经常将城市地区分成单一类别,就像“urban” or “built-up.”这对于绘制城市范围通常是有用的,但不会捕捉城市地区的复杂性。映射土地 使用然而,可以揭示一个城市的模式,从道路网络到将商业和工业空间分配的分配 - 以及他们所代表的工作 - 以及更多。

随着时间的推移,映射城市土地使用可以展示正在发生的更改的内容:城市正在扩大或承包的地方;有哪些模式和密度表征增长或重建的区域;正在流离出哪种类型的土地使用。例如,此信息可以突出显示城市的空间不平等和其他关键问题。住房与人口保持速度吗?基础设施是否保持速度与开发 - 如果没有,它需要在哪里?在对城市至关重要的湿地或农田上是增长侵犯’幸福?根据城市规划师,官员和居民,按比如这些问题。强大的土地使用数据可以帮助提供答案。

Wri的六分之一的城市土地利用和路线图的特写镜头看法东北蒙特雷,墨西哥的。 探索资源观点

WRI,来自国家地理协会的支持,已经开发了方法和基础设施 地图在任何城市的城市土地使用,提供新工具,帮助城市管理其资源,提高生活质量。两个国家,墨西哥和印度的城市结果说明了这些新的城市土地利用地图小说以及它们如何使城市受益。

映射生活模式

超过一半的世界’人口现在生活在城市,但在那里’s still a lot we don’了解城市地区。对于新兴经济体的快速增长城市,这尤其如此,其中膨胀和重建经常出现行政能力。从城市规模到邻里的规模,关于城市如何安排的全球一致的数据很小,他们如何发展和改变以及如何为城市居民和地球的福祉改进。

详细的是,城市内的土地使用地图已经到目前为止,根本不存在。 许多 现存的 产品 展示土地 覆盖 在大陆或全球范围内,在空间粗糙。其他,真实的土地利用远程产品基于昂贵,相对稀缺的高分辨率卫星图像,因此仅限于各个城市甚至地区。其他土地使用地图是由城市规划者创建的,通过详细的,地下数据收集来开发 Cadasters..

要解决此信息差距,我们将数据从中使用过 城市扩张的地图集,遥感图像,机器学习技术和云计算工具 - 包括Python库,克拉斯和 Descartes Labs平台 - 创建计算机视觉模型以对土地使用进行分类和映射。

我们的新城市映射系统不同:由此产生的地图具有详细的土地分类 使用 以5米的分辨率绘制,只需要中分辨率的卫星图像,这是公开可用于地球的整个表面,并且不断更新。由于ESA的Sentinel和NASA的Landsat卫星星座的图像档案,我们可以追溯地映射城市土地使用追溯几年。因为每个数据集每月至少捕获完整的全球次数,我们的方法可以不断地应用于新图像,创建一个最新和更丰富的数据集,可以提供关于世界各地城市的洞察力正在增长和变化。 输出公开可用 因此,所以城市规划者和其他从业者可以在研究中开始使用它们,并立即告知决策。

海德拉巴和墨西哥城的见解

使用这些模型,我们在墨西哥和印度的多个城市映射了土地利用,两个迅速城市化的国家在城市土地利用和发展历史上具有重大差异。尽管在全球范围内拥有一些最大的城市,但印度仍然主要是农村,只有 34% 它的人口居住在城市地区。相比之下, 80% 墨西哥人口被认为是城市。

WRI的土地使用地图(5米空间分辨率)和ESA CCI陆地覆盖地图(300米分辨率)的并排比较说明了在该新数据集中实现的改进的细节水平。在ESA覆盖地图上,海德拉巴,印度和墨西哥城,墨西哥,看起来像横跨景观的“城市”的巨大斑点:他们缺乏对界限的定义,并对这座城市的内部景观提供了细节。在城市课程中,没有关于主要住宅与主要经营活动的地区的信息,位置 交通走廊 或者存在基础设施的地方。所有这些元素都对了解城市面临的具体,当地城市化挑战至关重要。

与WRI的城市土地利用地图(右,5米空间分辨率)为墨西哥城,ESA CCI陆地覆盖地图(左,300米空间分辨率)。 探索资源观点

通过该模型开发的更精细分辨率的地图在这些“斑点”中的细节区分了这些“Blob”的细节,揭示了在较粗糙的尺度上看不见的模式和细节。例如,墨西哥城最大的非住宅区位于大都市区的北部,工业用途和仓库很常见。服务低收入人口(非正式,原子和住宅项目)的住房类型也是北方这些非住宅区附近的常见,以及沿着城市的外围。正式住房在市中心和南方占主导地位。这 (in)着名的墨西哥城蔓延 大都市区和土地用途的相对空间隔离有助于长期通勤,特别是对于生活在周边的人,是资本的重要贡献者 记录良好的空气污染.

相比之下,海德拉巴的非住宅区的浓度在很大程度上在外围地区发现,其中许多是在过去几十年中在城市边缘增殖的信息技术办公室公园。这也意味着很大 郊区的就业和住房增长, 其中有 强调城市提供服务的能力.

两城市之间的非正式定居点模式也明显不同。在墨西哥城,其大都市人口平均增加 每年2.5% 自1990年以来,迅速增长产生非正式住宅区和“原子定居点” - 没有明确细分并逐步增长的地区。这些领域代表了计划的发展,以适应新居民(如钦马拉榕班和周边市,在东南部的大面积的“非正式细分”的大面积,当房屋努力没有保持步伐或符合住宅需求时(通常发现原子定居点)主要是沿着城市周边,进入围绕瓦尔德·默认山的山麓。这些领域的许多领域缺乏其他沉降区享有的基础设施,如可靠的水,卫生,电力和公共交通。生活在这些地区的人也有更多 难以访问关键的城市服务 喜欢工作,教育,食物,娱乐和保健。传统的陆地覆盖地图不会反映土地使用类型或相关特征和问题的这些区别。

海德拉巴不同:它的意外定居点,其中许多长期以来,沿着城市的整个核心分发,沿着周边和周围的村庄。非正式的住宅区和非住宅区,围绕该市的地区是典型的许多南部和东南亚城市。这些 ”desakota.“地区有城市特征,但也具有高度依赖的农业。这些领域的许多领域已经被越来越多的城市归入,转变为“城市村”,随着城市的增长,更多的地区可能遵循,创造了更加庞大的巨大的兆。随着这些未连接的点进入更加巩固和连续的城市,监测土地利用变化提供了预测和管理这些挑战的机会。

与WRI的城市土地利用地图(右,5米空间分辨率)为印度海德拉巴,ESA CCI覆盖地图(左,300米空间分辨率)。 探索资源观点

含义

有许多方式可以利用这些细粒用地,因为研究人员可以将城市内的模式与城市和国家与国家的差异进行比较。这些土地利用数据可以与其他数据集相结合 - 例如家庭,设施和服务,土地价值,经济活动,危害和漏洞的社会经济学数据数据 - 衍生新的见解。基于这些调查结果,政策制定者,民间社会和私营部门可以改变地面改善人民的生活, 包括根据证据可以更好地瞄准稀缺资源。随着时间的推移,这些数据可用于测量效果 联合国可持续发展目标 和其他开发指标。

我们继续开发和改善我们的方法,待定,待定资源,最终每年为世界上每个城市产生同等地图。通过高保真土地利用这些数据,研究人员可以更好地了解城市地区随着时间的推移发展,土地利用沿着城市外围的变化以及哪种类型的定居点,这些定居点受到洪水或滑坡等自然灾害影响最大。这些只是一些可能的应用程序,但这些数据的潜力甚至更大 - 并且只能通过将这些地图和方法放在用户手中来完全实现。  

进入 技术说明, 开源脚本 和 resulting maps (印度, 墨西哥, 墨西哥道路)。如果您是有兴趣使用Descartes Labs平台的学术或非利润研究员,请访问 Descartes Labs的科学计划页面 有关应用程序进程的更多信息。

这个博客最初发表于WRI的见解.

Caitlin Kontgis. 是威斯康星大学 - 麦迪逊的地理处博士学位。

Peter Kerins. 是世界资源研究所的研究,数据和创新研究分析师。

埃里克鲭鱼 是高级经理,数据和工具,用于城市效率&WRI Ross Counts担任可持续城市的气候。

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