Wie viele Gebäude gibt es auf der Erde? Und wie groß sind sie? Diese Fragen beantwortet nun die erste hochauflösende 3D-Karte aller Gebäude weltweit – der „GlobalBuildingAtlas“.
Kennen Sie Coruscant? Der fiktive Planet aus dem „Star-Wars“-Universum ist eine der Kernwelten und gilt als Zentrum der Galaxis. Er diente sowohl der Galaktischen Republik als auch dem nachfolgenden Galaktischen Imperium als Regierungssitz.
Der gesamte Planet ist bedeckt von einer einzigen Stadt, Galactic City, welche über die Jahrtausende aufgebaut wurde. Diese sogenannte Ökumenopolis beherbergt eine Milliarde Bewohner und besteht aus einer riesigen Skyline aus Wolkenkratzern. Während die oberen Ebenen Zentrum politischen Handelns, sauber und vornehm sind, gelten die unteren Ebenen als dreckig und gefährlich.
Gebohrt, gebaggert, gebaut
Ganz so voll ist es auf der Erde nicht. Noch nicht. Auf dem blauen Planeten geht es zu wie auf einem Ameisenhaufen. Es wird permanent gebohrt, gebaggert und gebaut. Das Resultat ist ein zugepflasterter Planet, auf dem es angesichts der Milliarden menschlicher Behausungen immer enger wird.
Die vom Homo sapiens produzierte „Technosphäre“ umfasst inzwischen mehr als 30 Billionen Tonnen. Auf jeden Menschen kommen im Schnitt rund 115 Tonnen menschengemachtes Material. Die meisten von uns leben längst in Städten und damit in Umgebungen, die nahezu komplett von künstlichen Bauten geprägt sind.
Die dritte Dimension
Die meisten dieser Städte wachsen in die Höhe, was Platz spart. „Städte sind dreidimensional. Wenn man ihre vertikale Ausdehnung ignoriert, übersieht man damit auch wichtige Informationen darüber, wie urbaner Raum genutzt wird“, erklären Xiaoxiang Zhu von der Technischen Universität München und ihre Kollegen. So leben beispielsweise in einer von Hochhäusern geprägten Stadt mehr Menschen als in einer von Flachbauten geprägten Siedlung gleicher Fläche.
Umso wichtiger ist es daher, auch die Höhe von Gebäuden zu erfassen. Bisher gab es dazu aber nur limitierte Daten, genauere Kartierungen existierten vorwiegend für Städte und Gebäude in den Industrieländern. Deshalb haben Zhu und ihr Team nun den GlobalBuildingAtlas entwickelt – eine 3D-Weltkarte aller Gebäude und ihrer Größe. Ihre Studie ist im Fachjournal „Earth System Science Data“ erschienen.
Wie die 3D-Karte erstellt wurde
Basis der Kartierung waren rund 800.000 hochauflösende multispektrale Aufnahme der PlanetScope-Satellitenkonstellation. Diese erfasst die Erdoberfläche mit einer räumlichen Auflösung von rund drei Metern und in drei Wellenbereichen des sichtbaren Lichts sowie im Infrarot. Außerdem werteten die Forscher Datensätze verschiedener digitaler Karten und von LIDAR-Kartierungen aus.
Das Ergebnis ist der GlobalBuildingAtlas – die bisher umfassendste und präziseste 3D-Kartierung aller Gebäude weltweit. Sie zeigt die Fläche, Höhe und das Volumen von 2,75 Milliarden Gebäuden – rund eine Milliarde Gebäude mehr als in früheren Kartierungent. Mit einer räumlichen Auflösung von drei Metern ist der Building-Atlas zudem 30-mal genauer als alle bisherigen Weltkarten dieser Art.
Die 3D-Kartierung zeigt, dass Gebäude mittlerweile 506.640 Milliarden Quadratmeter der Planetenoberfläche bedecken. Zusammen haben diese Gebäude ein Volumen von 2,85 Billionen Kubikmetern.
Asien ist am dichtesten bebaut
„Wie erwartet konzentriert sich das größte Gebäudevolumen in den Metropolen – vor allem in Ostasien, Europa und Nordamerika“, schreiben die Wissenschaftler. Die meisten Gebäude und das größten Volumen findet sich in Asien mit 1,22 Milliarden Bauten. „Dies reflektiert die große Bevölkerung dieses Kontinents, aber auch die starke urbane Entwicklung in Ländern wie China, Indien und in Südostasien.“
Afrika liegt mit 504 Millionen Gebäuden an zweiter Stelle, vor Europa mit 403 Millionen. Allerdings liegt Afrika beim Bauvolumen mit 117 Milliarden Kubikmetern deutlich hinter Europa mit 763 Milliarden und Asien mit 1,27 Billionen Kubikmeter. „Dies zeigt, dass die afrikanischen Gebäude im Schnitt kleiner und flacher sind. Das ist ein erwartbares Muster für weniger entwickelte und peri-urbane Gebiete.“
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