Ein neuer, umfassender 3D-Atlas weltweiter Gebäude revolutioniert die Art und Weise, wie wir unsere gebaute Umwelt digital erfassen. Forscher der ETH Zürich haben in Zusammenarbeit mit Google eine Methode entwickelt. Diese Methode ermöglicht es, 2,75 Milliarden Gebäude auf der ganzen Welt dreidimensional darzustellen. Diese gewaltige Datenbank bietet eine beispiellose Detailtiefe. Sie deckt etwa 38 Prozent der globalen Landmasse ab. Dadurch ist sie eine wertvolle Ressource für verschiedenste Anwendungen.
So funktioniert der globale Gebäudeatlas
Die Grundlage für diesen digitalen Atlas bilden Satellitenbilder, die von den Sentinel-Satelliten des europäischen Copernicus-Programms stammen. Ein lernfähiger Algorithmus, also eine Form der künstlichen Intelligenz (KI), analysiert diese Bilder, um die Umrisse von Gebäuden zu erkennen. In einem nächsten Schritt werden diese zweidimensionalen Grundrisse mit Höhendaten aus anderen Quellen kombiniert. Dadurch entsteht für jedes erfasste Gebäude ein einfaches 3D-Modell in Form eines Klotzes.
Dieses Verfahren ist besonders effizient, da es weitgehend automatisiert abläuft. Während frühere Projekte oft auf manuelle Nachbearbeitung angewiesen waren, kann die KI hier selbstständig arbeiten. Das System wurde darauf trainiert, verschiedene Gebäudetypen und -formen in unterschiedlichsten Regionen der Welt zu identifizieren, was die hohe Abdeckung und Genauigkeit erklärt. Allerdings hat die Methode auch Grenzen: Komplexe Dachformen oder sehr eng beieinanderstehende Gebäude können bisher nicht immer präzise dargestellt werden.
Nutzen des 3D-Atlas für Städteplanung und Forschung
Die Einsatzmöglichkeiten für den 3D-Atlas weltweiter Gebäude sind vielfältig. Städteplaner können die Daten nutzen, um die städtische Dichte zu analysieren oder den potenziellen Ertrag von Solaranlagen auf Dächern zu berechnen. Außerdem lassen sich damit Simulationen für Naturkatastrophen wie Überschwemmungen oder Erdbeben durchführen, um Risikogebiete besser zu identifizieren und Schutzmaßnahmen zu planen.
Auch für die Forschung ergeben sich neue Möglichkeiten. Wissenschaftler können beispielsweise die globale Urbanisierung untersuchen oder den Energieverbrauch von Gebäuden auf großer Skala abschätzen. Da die Daten frei zugänglich sind, stehen sie Forschern, Organisationen und der Öffentlichkeit zur Verfügung. Dies fördert Transparenz und ermöglicht eine breite Nutzung der wertvollen Informationen für gemeinnützige Zwecke.
Anwendungstipps und Datenzugang
Die von den Forschern erstellten Gebäudedaten sind als Open Data verfügbar, das heißt, sie können von jedem kostenlos heruntergeladen und genutzt werden. Die Daten sind in verschiedene geografische Kacheln unterteilt, sodass Nutzer gezielt die für sie relevanten Regionen auswählen können. Für die Verarbeitung sind allerdings geografische Informationssysteme (GIS) erforderlich, also spezielle Software zur Analyse räumlicher Daten.
Ein praktisches Beispiel für die Anwendung ist die Berechnung des Solarpotenzials. Indem man die 3D-Gebäudedaten mit Informationen zur Sonneneinstrahlung kombiniert, lässt sich für jedes einzelne Dach ermitteln, wie viel Strom eine Photovoltaikanlage dort erzeugen könnte. Solche Analysen helfen dabei, den Ausbau erneuerbarer Energien gezielt voranzutreiben und Investitionen sinnvoll zu lenken.
