Mit dem GlobalBuildingAtlas hat eine Forschungsgruppe der Technischen Universität München (TUM) erstmals eine hochauflösende 3D-Karte aller Gebäude weltweit erstellt. Die frei zugänglichen Daten liefern entscheidende Grundlagen für Klimaforschung und die Umsetzung der UN-Nachhaltigkeitsziele. Sie ermöglichen präzisere Modelle für Urbanisierung, Infrastruktur und Katastrophenmanagement – und tragen dazu bei, Städte weltweit inklusiver und widerstandsfähiger zu gestalten.
Wie viele Gebäude gibt es auf der Erde – und wie sehen sie in 3D aus? Diese grundlegenden Fragen hat das Forschungsteam um Prof. Xiaoxiang Zhu, Inhaberin des Lehrstuhls für Datenwissenschaft in der Erdbeobachtung an der TUM beantwortet. Der GlobalBuildingAtlas umfasst mit 2,75 Milliarden Gebäudemodellen alle Bauwerke, von denen Satellitenbilder aus dem Jahr 2019 vorliegen. Er ist die umfangreichste Sammlung dieser Art. Zum Vergleich: Die bislang grösste Datenbank zählt 1,7 Milliarden Gebäude. Die 3D-Modelle mit einer 3×3-Meter-Auflösung sind 30-mal feiner aufgelöst als Daten aus vergleichbaren Datenbanken.
Zudem wurden 97 Prozent (2,68 Milliarden) der Gebäude als sogenannte LoD1-3D-Modelle hinterlegt. LoD1-3D-Modelle (Level of Detail 1) sind vereinfachte dreidimensionale Darstellungen von Gebäuden, welche die Grundform und Höhe jedes Gebäudes wiedergeben. Diese sind zwar gröber, lassen sich aber dadurch auch in grosser Zahl in Computermodelle integrieren. So bilden sie eine präzise Grundlage für Analysen von Stadtstrukturen, Volumenberechnungen und Infrastrukturplanung. In vergleichbaren Datenbanken fehlen vor allem Gebäude-Daten aus Regionen in Afrika, Südamerika und besonders aus ländlichen Gebieten, die im GlobalBuildingAtlas nun erfasst sind.
Neue Perspektiven für Nachhaltigkeit und Klimaforschung
«3D-Gebäudeinformationen liefern ein deutlich genaueres Bild von Urbanisierung und Armut als klassische 2D-Karten», erklärt Prof. Zhu. «Durch das 3D-Modell wird nicht nur die Fläche, sondern auch das Volumen des Gebäudes ersichtlich. Dadurch lassen sich viel präzisere Schlüsse über die Wohnverhältnisse ziehen. Wir führen damit einen neuen globalen Indikator ein: das Gebäudevolumen pro Kopf, also die gesamte Gebäudemasse im Verhältnis zur Bevölkerung – ein Mass für Wohnraum und Infrastruktur, das soziale und wirtschaftliche Unterschiede sichtbar macht. Dieser Indikator unterstützt die Umsetzung nachhaltiger Stadtentwicklung und hilft, Städte widerstandsfähiger zu gestalten.»
Offene Daten für globale Herausforderungen
Die 3D-Gebäudedaten des GlobalBuildingAtlas liefern eine präzise Grundlage für die Planung und Überwachung urbaner Entwicklung. So können Städte gezielt Massnahmen ergreifen, um soziale Lebensbedingungen zu schaffen – etwa indem in dicht besiedelten, benachteiligten Stadtteilen zusätzlicher Wohnraum oder öffentliche Einrichtungen wie Schulen und Gesundheitszentren geplant werden. Zugleich sind die Daten entscheidend für Klimaanpassung: Sie verbessern Modelle zu Themen wie Energiebedarf und CO2-Emissionen und unterstützen die Planung grüner Infrastruktur. Auch die Katastrophenvorsorge profitiert, da sich Risiken bei Naturereignissen wie Überschwemmungen oder Erdbeben schneller bewerten lassen.
Weitere Informationen:
Alle Daten und der gesamte Code sind frei verfügbar über mediaTM oder GitHub, den Medien- und Publikationsserver der TUM.
