Global ISA-dynamik observeret af Landsat-satellitter fra 1972 til 2019

I et halvt århundrede, menneskelige aktiviteter ændrede klimaet drastisk, miljø, og jordens økosystem, som begrænsede den bæredygtige udvikling og påvirkede menneskers velbefindende. Uigennemtrængelige overfladearealer (ISA), dvs. kunstige strukturer med uigennemtrængelige egenskaber, omfatter hovedsageligt tage, asfalterede overflader, veje, og hærdet grund, er de mest berørte regioner. Ved at bruge mere end tre millioner Landsat-satellitbilleder, denne forskning udviklede det første GISA-datasæt (Global Impervious Surface Area) fra 1972 til 2019. Baseret på 120, 777 uafhængige og tilfældige referencesteder fra 270 byer over hele verden, udeladelsesfejlen, provision fejl, og F-score for GISA er 5,16 %, 0,82 %, og 0,954, henholdsvis.

Sammenlignet med de eksisterende globale datasæt, fordelene ved GISA omfatter:1) det leverede de globale ISA-kort før år 1985, og viste det længste tidsrum (1972–2019), og den højeste nøjagtighed (i form af et stort antal tilfældigt udvalgte og tredjepartsvalideringsprøvesæt); 2) den præsenterede en ny global ISA-kortlægningsmetode, herunder en halvautomatisk global prøvesamling, en lokalt adaptiv klassificeringsstrategi, og en spatio-temporal efterbehandlingsprocedure; og 3) det udtog ISA fra hele det globale landområde (ikke fra en bymaske) og reducerede dermed undervurderingen.

I øvrigt, på grundlag af GISA, den lange tidsseries globale byudvidelsesmønster (GUEP) er blevet beregnet for første gang, og mønstret af kontinenter og repræsentative lande blev analyseret. De to nye datasæt (GISA og GUEP) produceret i denne undersøgelse kan bidrage til yderligere forståelse af menneskelig udnyttelse og reformering af naturen i løbet af det sidste halve århundrede.

Siden 1986, vi beregnede andelen af ​​byudvidelsestyper på hvert kontinent for hvert andet år. På globalt plan, kantudvidelse er det primære mønster i de seneste 30 år. Bortset fra Oceanien (med ikke-signifikant stigning) og Nordamerika (med udsving efter 2008), proportionerne af kantudvidelse i de fleste kontinenter viser lineær vækst, angiver, at byspredning (dvs. kantudvidelse) er udbredt og accelererende. I det hele taget andelen af ​​kantudvidelse i Nordamerika er højest, muligvis på grund af byspredningen med lav tæthed i denne region. Fra det tidsmæssige perspektiv, Afrika og Asien har ikke kun den hurtigste urbaniseringshastighed i de seneste årtier, men er de vigtigste områder med accelereret byspredning.