Une équipe de scientifiques composée de Xiao Xiang Zhu, Sining Chen, Fahong Zhang, Yilei Shi et Yuanyuan Wang, de l’Université technique de Munich (Allemagne), a créé l’atlas tridimensionnel des bâtiments le plus complet de la planète à ce jour : le GlobalBuildingAtlas. Il s’agit d’une base de données qui rassemble des informations sur 2,75 milliards de bâtiments — soit, selon l’estimation des chercheurs, 97 % des structures construites — et qui fournit non seulement leur localisation, mais aussi leur hauteur et leur volume, avec un niveau de détail inédit.
Comment la carte a été construite
Contrairement à des outils comme Google Maps ou Apple Maps, fondés sur des photographies aériennes et des modèles 2D, le GlobalBuildingAtlas combine des images satellitaires haute résolution avec des techniques d’apprentissage automatique afin de générer des modèles 3D.
Les chercheurs ont utilisé environ 800 000 images capturées en 2019 par la constellation de satellites PlanetScope, avec une résolution spatiale de 3 × 3 m. Grâce à des réseaux neuronaux entraînés à partir de données LiDAR — une technologie de scan laser aéroporté — provenant de 168 villes, principalement en Europe, en Amérique du Nord et en Océanie, le système a prédit la hauteur de chaque bâtiment, y compris dans les zones dépourvues de mesures directes. Le résultat est un modèle tridimensionnel de niveau LoD1 (Level of Detail 1), correspondant à la représentation de la forme de base et de la hauteur de chaque structure en 3D, sans détails architecturaux complexes tels que toitures ou façades.cience Data.
À quoi sert une telle carte ?
Au-delà de la curiosité cartographique, cet atlas offre des applications pratiques dans plusieurs domaines :
- En urbanisme et planification urbaine, car il permet d’analyser la densité bâtie, le volume construit par habitant et la distribution spatiale des villes.
- En évaluation des risques, puisqu’il facilite les études de vulnérabilité face aux catastrophes naturelles telles que inondations ou séismes, en identifiant la masse construite dans les zones exposées.
- En suivi du développement durable, grâce aux métriques volumétriques proposées, complémentaires des indicateurs de l’ONU sur les villes durables.
- Enfin, dans le tourisme et les loisirs, car il fournit une vision globale de la morphologie urbaine, utile pour planifier des itinéraires, concevoir des expériences ou analyser des destinations sous un angle spatial.
Limites et différences avec d’autres cartes
Malgré son ambition planétaire, le GlobalBuildingAtlas présente certaines limites inhérentes à sa méthodologie. La précision des données n’est pas uniforme ; par exemple, la hauteur des gratte-ciel est souvent sous-estimée, et dans des régions comme l’Afrique ou l’Amérique du Sud, les erreurs sont plus marquées en raison du manque de données d’entraînement disponibles.
Bien que sa résolution de 3 m représente, comme indiqué, une avancée majeure — 30 fois plus détaillée que les modèles antérieurs —, elle demeure insuffisante pour saisir des détails architecturaux ou des éléments complexes des bâtiments. De plus, la couverture temporelle se limite pour l’instant aux images de 2019, excluant les constructions les plus récentes. Néanmoins, le fonctionnement du GlobalBuildingAtlas permet des mises à jour périodiques.
En tout état de cause, le modèle de l’Université technique de Munich ne cherche pas à remplacer Google Maps, mais à le compléter par une couche d’information volumétrique. Tandis que Google Maps propose la navigation, des détails commerciaux et des photos de rue, cet atlas se concentre sur la représentation géométrique massive des bâtiments.
Un aperçu des chiffres
Certains des données fournies par la carte 3D sont révélatrices et aident à comprendre l’urbanisation mondiale. En effet, l’Asie apparaît comme le continent à la plus forte densité bâtie, concentrant près de la moitié de tous les bâtiments recensés — environ 1,22 milliard — et occupant également la première place en termes de volume total construit.
À l’inverse, l’Afrique, bien qu’elle compte un nombre élevé de bâtiments (540 millions), présente un volume agrégé nettement inférieur, ce qui indique la prédominance de structures de faible hauteur et de petites dimensions.
En Europe, la carte révèle de fortes disparités internes : la Finlande, par exemple, dispose d’un volume bâti par habitant six fois supérieur à celui de la Grèce, illustrant un contraste marqué dans l’intensité et le modèle de développement urbain au sein d’un même continent.
Accès et avenir
La base de données du GlobalBuildingAtlas est disponible en accès libre pour un usage non commercial, et les chercheurs encouragent la communauté à l’utiliser et à l’améliorer. Par ailleurs, son code et sa méthodologie sont publics, ce qui facilite de futures mises à jour et des applications sectorielles spécifiques.
Pour les professionnels du tourisme, des loisirs, du divertissement, de l’architecture ou de la promotion immobilière, cette carte, au-delà de son aspect de curiosité technique, constitue un outil d’analyse spatiale permettant de comprendre les villes non pas comme des plans, mais comme des volumes habités.
Vous pouvez accéder à l’atlas 3D ici : GlobalBuildingAtlas.
Si vous souhaitez en savoir plus, nous vous invitons à explorer nos sources, notamment la publication complète de la recherche dans Earth System Science Data.
Sources: Earth System Science Data, Nature, Science Alert.
Images: Earth System Science Data.
