非洲城市与乡村基础设施缺口的高精度测绘：基于街块拓扑分析的可持续发展路径

本期推荐：研究人员针对非洲可持续发展数据匮乏问题，利用415万栋建筑足迹数据，创新性提出街块复杂度(k)指标量化基础设施缺口，揭示撒哈拉以南非洲55%人口(k>5)面临服务短缺，首次实现街区级贫困定位。该研究为SDG 11（可持续城市）提供精准实施工具，发表于《Nature》。

　　

在全球城市化进程中，撒哈拉以南非洲地区长期面临可持续发展数据颗粒度不足的困境。传统贫困测量指标过于宏观，难以捕捉街区级的基础设施缺口，而联合国SDG 11（可持续城市和社区）目标的实现亟需精准空间数据支撑。Luís M. A. Bettencourt和Nicholas Marchio团队在《Nature》发表的研究，通过创新性街块拓扑分析，首次实现了非洲大陆尺度的贫困可视化定位。

研究团队整合了Ecopia Landbase Africa提供的415万栋建筑足迹、OpenStreetMap街道网络和WorldPop人口栅格数据，开发了三大关键技术：1）基于拓扑关系的街块图(block graph)算法，量化建筑与街道的最短路径距离(k值)；2）非洲全域9.8百万街块的并行计算分解；3）人口数据降尺度分配模型，将LandScan和WorldPop数据精确匹配至每个街块。

街块分解与复杂度定义

通过OpenStreetMap街道网络划分非洲大陆为9.8百万个独立街块，构建包含建筑空间邻接关系的拓扑网络。定义k值为建筑到街道需穿越的最少地块数，

显示k=8的街区被判定为非正规住区。

非正规住区统计特征

非洲平均k=8，55%人口(k>5)生活在基础设施严重短缺区域。研究发现：1）城市核心区k值显著低于乡村(3.7 vs 9.65)；2）农村地区聚集74%的高k值人口；3）安塔那那利佛(马达加斯加)是k值最高城市，达喀尔(塞内加尔)表现最佳。

基础设施与人类发展关联

通过67项DHS指标分析发现：k值每增加1单位，女性识字率下降5.3%，卫生设施覆盖率降低4.5%。主成分分析显示k值可解释48%的人类发展差异，

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研究突破性地证明：1）非洲城市发展梯度符合经典城市化理论，大城市基础设施覆盖率显著优于乡村；2）非正规住区应视为连续谱而非二分变量；3）街块拓扑分析为SDG目标实现提供可操作框架。该成果创建的百万街区数据库(www.millionneighborhoods.africa)将推动基于精准地理数据的可持续发展政策制定。