Powstała najdokładniejsza mapa 3D. Są na niej prawie wszystkie budynki świata

Tradycyjnie mapy postrzegamy jako płaskie, dwuwymiarowe rzuty terenów widzianych z góry. Już jednak w czasach papierowych map kartografowie mieli sposoby na dodanie trzeciego wymiaru. Przy pomocy m.in. izohips (poziomic), czyli linii łączących punkty o tej samej wysokości, użycia cieniowania lub kolorów, a także oznaczeń punktów wysokościowych (np. szczytów) można jasno zakomunikować na płaskiej mapie, które miejsca położone są wyżej, a które niżej względem poziomu morza.

Technologie cyfrowe mają mniej ograniczeń, gdyż pozwalają manipulować widokiem w przestrzeni trójwymiarowej w dowolny sposób, o czym można się przekonać, korzystając choćby z Google Maps, Earth i Street View. Tworzą się jednak nowe wyzwania. Jak oddać wysokość poszczególnych budynków, których na świecie jest przecież znacznie więcej niż gór i dolin, dawno już wymierzonych przez geodetów?

Twórcy nowej, najdokładniejszej jak do tej pory mapy 3D pokrywającej niemal wszystkie budynki na świecie (dokładnie 2,75 miliarda, czyli 97 procent), wykorzystali do tego obrazy satelitarne i technologię maszynowego uczenia (ang. machine learning, jedna z głównych dziedzin sztucznej inteligencji). Pozwoliło to wygenerować modele 3D nie tylko terenów, ale także budynków. Mapa nosi nazwę GlobalBuildingAtlas i jako zestaw danych została opublikowana na początku grudnia 2025 w czasopiśmie "Earth System Science Data". To wydarzenie na tyle istotne dla nauki, że aż poświęcono mu publikację w "Nature".

"Przedstawiamy GlobalBuildingAtlas, publicznie dostępny zestaw danych oferujący globalne i kompletne pokrycie wielokątów budynków, wysokości i modeli budynków 3D o poziomie szczegółowości 1 (LoD1)" - piszą autorzy mapy, chińscy badacze z Uniwersytetu Technicznego w Monachium oraz Munich Center for Machine Learning. Wspomniany poziom detali - Level of Detail 1 - oznacza w dziedzinie trójwymiarowego modelowania miast, że budynki przyjmują proste kształty z niezbyt złożonych wielokątów (ang. polygons).

"Jest to pierwszy otwarty zestaw danych, który oferuje wysokiej jakości, spójne i kompletne dane budynków w formie 2D i 3D na poziomie poszczególnych budynków w skali globalnej" - dodają autorzy projektu. A jak on powstał? Badacze stworzyli oparte na maszynowym uczeniu oprogramowanie "GBA.Height", które pobiera wielokąty i wysokości z zestawu danych satelitarnych PlanetScope. Opracowano też strategię podniesienia jakości wielokątów.

W ten sposób powstała największa na świecie mapa 3D z dokładnym odwzorowaniem wysokości budynków. Jest ich w tym zestawie 2,75 miliarda, czyli 97 procent na Ziemi. Wcześniejszy rekord wśród takich baz danych wynosił 1 miliard budynków.

Najwięcej budynków było w Azji - 1,22 miliarda. Również na tym kontynencie budowle zajmują najwięcej miejsca, bo aż 1,27 biliona metrów kwadratowych. Druga w kolejności była Afryka z 540 milionami budynków, ale już tylko z 117 miliardami metrów kwadratowych. Struktury na tym kontynencie są bowiem o wiele rzadziej wielopiętrowe.

"Globalny Atlas Budynków" daje też ekspertom wgląd w różnice w liczebności oraz kubaturze zabudowań w poszczególnych regionach. Te nowe dane pokazują m.in., że Finlandia ma aż 6 razy więcej budynków per capita niż Grecja, a Niger ma ich 27 razy mniej niż wynosi globalna średnia.

Dzięki tym nowym danym eksperci mogą tworzyć lepsze plany zagospodarowania przestrzennego, zarządzać ryzykiem, a także śledzić zmiany klimatu. "Jest wiele części świata, które nie mają informacji o tym, jak ich miasta i budynki się rozrastają. Ten zestaw danych jest świetny dla każdego - niezależnie od tego, gdzie mieszka" - skomentował dr Liton Kamruzzaman, specjalista ds. transportu i urbanistyki z Monash University w Melbourne (Australia).

Eksperci zwracają też uwagę na potencjał trójwymiarowej mapy w kontekście urbanistyki. Do tej pory badacze musieli polegać na mapach dwuwymiarowych. Teraz mogą śledzić rozwój miast w czasie dzięki temu, że dane mogą być stale aktualizowane.

Źródła:

• Zhu, X. X., Chen, S., Zhang, F., Shi, Y., Wang, Y., GlobalBuildingAtlas: an open global and complete dataset of building polygons, heights and LoD1 3D models, Earth Syst. Sci. Data, 17, 6647-6668 (2025). https://doi.org/10.5194/essd-17-6647-2025
• Basu, M. Giant 3D map shows almost every building in the world, Nature (2025). https://doi.org/10.1038/d41586-025-04036-x