近日，可持续发展大数据国际研究中心郭华东院士团队发布高分辨率全球不透水面数据集Hi-GISA（High-resolution Global Impervious Surface Area），可有效支持城市扩张监测及联合国可持续发展目标（SDG 11）的评估。相关成果以“10米分辨率全球不透水面数据集Hi-GISA：助力城市化与可持续发展研究”为题，发表在《Science Bulletin》（《科学通报》）。
基于Google Earth Engine平台，研究团队创新性地建立了一套自动化、高效的数据处理流程（图1），解决低密度区域混合像素提取和相似地物类型光谱混淆的技术难题，并采用动态时间规整（Dynamic Time Warping, DTW）技术，显著提高多时序变化检测的可靠性。通过混淆矩阵分析与300×300米区块级交叉验证，Hi-GISA的生产者精度（PA）达到0.88，而在与人工标注参考区块的不透水面比例对比中，Hi-GISA的均方根误差（RMSE）为0.15，尤其在高度城市化区域表现突出。
此外，在2015年至2021年间的不透水面扩张监测中，通过对5,000个随机样本点进行验证，变化识别的总体精度为0.75，显示出Hi-GISA在提取动态城市边界方面的良好性能。研究数据显示，全球不透水面面积从2015年的约125万平方公里增长至2021年的约132万平方公里，主要扩张区域包括中国的北京、四川、重庆及黄河流域，科威特北部，缅甸-孟加拉边境，波兰南部，法国南部以及美国五大湖地区。该研究还揭示了城市扩张背后的驱动因素，包括政策变化、基础设施建设以及由人道主义危机引发的人口迁移。例如科威特的穆特拉市开发项目与中国的大规模基础设施建设等，凸显了Hi-GISA捕捉快速城市化动态的能力。
研究团队下一步计划将Hi-GISA应用扩展到城市增长的多时序评估与预测建模中，进一步推动可持续发展目标11.3.1相关研究，支持城市发展战略制定及自然灾害、冲突与政策变化对人类聚居地影响的评估。
上述研究工作获得了国家自然科学基金、可持续发展大数据国际研究中心创新研究计划以及香港大学-中国科学院iEarth联合实验室的支持，为城市规划及全球可持续发展政策提供重要的数据支持与科学依据。目前，Hi-GISA数据集已通过CAS Earth平台免费开放，可用于全球城市化研究及实际应用。
图1 融合多时相Sentinel-1、2影像的全球不透水面制图技术路线图
图2 2015-2021年不透水面的时序变化分析及区域城市化动态
Hi-GISA数据集访问链接：https://data.casearth.cn/dataset/6628a088819aec27fa7d0eea
相关论文成果与附件：
Sun, Z.1, Du, W.1, Li, S., Yang, M., Ouyang, X., & Guo, H#. A Rapidly Update Mapping Method for High-Resolution Global Impervious Surface Area (Hi-GISA) Product. Science Bulletin, 2025,70(7): 1071-1075.
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