全球建筑基础设施不平等：基于遥感的三维建筑视角分析

《Growth Hormone & IGF Research》：Global inequalities in building infrastructure: A three-dimensional building perspective based on remote sensing

本综述通过遥感技术构建全球10米分辨率三维建筑地图，揭示了南北半球在人均建筑体积（BVPC）上的显著差异（南方793.58 m3 vs. 北方2423.35 m3）。研究采用光谱-时空-空间交互方法降低区域背景差异，首次量化功能城市区（FUA）及国家尺度的建筑基础设施不平等（基尼系数达0.52），为可持续发展目标（SDGs 10和11）提供关键数据支持。

　　

Highlight

全球三维建筑地图的精度评估与不平等分析

数据

第2.1和2.2节介绍了全球高分辨率建筑高度地图制作的关键数据，第2.3节介绍了通用分析的相关数据。

方法论

如图1所示，本研究分为两个核心部分：1）全球建筑高度估算与制图（对应图1中灰色框及第3.1节）；2）住房与建筑基础设施及其不平等性分析（对应图1中红色框及第3.2节）。

全球建筑高度地图的精度评估

基于包含12,000个样本的独立数据集对全球建筑高度地图进行质量评估（图4）。图4a显示整体估算质量较好，平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）分别为4.25米和12.16米。图4b表明误差随建筑高度增加而上升：对于25米以下的低中层建筑，MAE不超过2.30米，RMSE不超过3.27米；对于50-200米的高层建筑，MAE和RMSE分别控制在合理范围内。

全球南方面临的不足与不平等

不同功能城市区（FUA）和区域的建筑高度差异显著。某些国家的建筑高度差异可能源于规划政策和城市发展模式（如中国和美国）。因此，仅依靠建筑高度指标无法真实反映国家或FUA间的住房差距。本研究进一步引入人均建筑体积（BVPC）及其基尼系数（Gini index），从多尺度阐明全球住房与建筑基础设施的分布格局。

结论

本研究通过协同使用哨兵系列影像与多源数据，结合全球一致性方法，成功生成10米分辨率的全球建筑高度地图。地图的MAE和RMSE分别为4.25米和12.16米，与参考高度高度吻合。相较于现有产品，本成果不仅与其他可靠数据具有强一致性，更填补了高分辨率全球三维建筑数据的空白。