浙大本科生以共同一作在Nature旗下期刊Scientific Data发表全球城市扩张重要成果

2023年5月26日，浙江大学公共管理学院2019级土地资源管理本科生王可超作为共同第一作者的研究论文Global 30 meters spatiotemporal 3D urban expansion dataset from 1990 to 2010在Nature子刊Scientific Data发表。论文构建了全球首个30米分辨率的3D城市扩张数据集，为更好地描述城市扩张、理解和应对城市化对粮食安全、生物多样性、气候变化以及公众福祉和健康的影响提供了重要数据支撑。论文第一作者为公共管理学院博士后何厅厅，通讯作者为肖武研究员。

内容简介

联合国发布的《世界城镇化展望》显示，全球城市人口占比在2021年达到总人口的56%，并仍在不断上升，预计到2050年将增长到68%。城市面积在近一个世纪中不断扩大，预计在未来50年内，低收入国家、中低收入国家和高收入国家的城市面积将分别比2020年增长141%、44%和34%。以往研究大多关注城市在二维平面上的扩张过程，忽略了城市“水泥森林”三维扩张的过程与结构，在此背景下，研究城市三维结构及其动态变化情况对于规划未来的城市发展、识别潜在的土地利用冲突以及管理城市的可持续增长非常重要。研究采用多源遥感数据融合方法获得准确的全球时空三维城市扩张数据集，首先通过叠加GAIA和WSF2015数据来提取研究区域，将AW3D30数据与研究区域取交集，以获得其高程，其次通过邻域分析，构建移动窗口获得全球数字表面模型(nDSM)和陡峭地区的坡度高度，最后，通过对坡度大于10°的地区的坡度误差进行了修正，并使用全球道路数据掩膜去除结果中的道路像素，最终获得建筑高度。

相较以往研究，该研究构建了全球第一个30米分辨率的城市三维时空扩张数据集。研究在国家层面对全球城市三维时空扩张的模式和动态进行了系统分析，图2展示了1990年至2010年各个国家城市三维扩张的动态和模式，图3显示了上海市建筑高度的详细分布，与现有的其他数据集相比，本研究的数据集具有更细致的颗粒度，可以同时描述建筑物的外部轮廓和建筑物的高度，未来可广泛应用于国土空间规划、城市碳排放、城市可持续发展评估等领域研究。

图2 国家层面的城市三维扩张的动态和模式

(a) 2010年全球国家规模建筑的总量。(b) 1990年至2010年全球国家规模建筑总量的增长率。(c) 1990年和2010年全球各国家建筑总量的比较。(d) 1990年至2010年按人口排名的前10个国家的建筑总量和人口动态

图3 上海的建筑物高度特写，像元大小为30m×30m。(a)(b)上海世博会园区;(c)(d)上海科技馆和上海新国际博览中心

本文来源：浙江大学公共管理学院

转自：“生态遥感前沿”微信公众号

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