Durante medio siglo las actividades humanas alteraron drásticamente el clima, medio ambiente, y ecosistema de la Tierra, que restringió el desarrollo sostenible y afectó el bienestar humano. Áreas de superficie impermeable (ISA), es decir., estructuras artificiales con características impermeables, principalmente incluidos los techos, superficies pavimentadas, carreteras, y tierra endurecida, son las regiones más afectadas. Utilizando más de tres millones de imágenes de satélite Landsat, Esta investigación desarrolló el primer conjunto de datos de superficie impermeable global (GISA) de 1972 a 2019. Basado en 120, 777 sitios de referencia independientes y aleatorios de 270 ciudades de todo el mundo, el error de omisión, error de comisión, y la puntuación F de GISA son 5,16%, 0,82%, y 0.954, respectivamente.

En comparación con los conjuntos de datos globales existentes, Los méritos de GISA incluyen:1) proporcionó los mapas globales de ISA antes del año de 1985, y mostró el período de tiempo más largo (1972-2019), y la mayor precisión (en términos de un gran número de conjuntos de muestras de validación seleccionados al azar y de terceros); 2) presentó un nuevo método de mapeo ISA global, incluyendo una colección de muestras global semiautomática, una estrategia de clasificación adaptativa localmente, y un procedimiento de posprocesamiento espacio-temporal; y 3) extrajo ISA de toda la superficie terrestre global (no de una máscara urbana) y, por lo tanto, redujo la subestimación.

Es más, sobre la base de GISA, el patrón de expansión urbana global de series de tiempo largo (GUEP) se ha calculado por primera vez, y se analizó el patrón de continentes y países representativos. Los dos nuevos conjuntos de datos (GISA y GUEP) producidos en este estudio pueden contribuir a una mayor comprensión de la utilización humana y la reforma de la naturaleza durante el último medio siglo.

Desde 1986, calculamos la proporción de tipos de expansión urbana de cada continente para cada dos años. En una escala global, La expansión del borde es el patrón principal en los últimos 30 años. A excepción de Oceanía (con un aumento no significativo) y América del Norte (con fluctuaciones después de 2008), las proporciones de expansión de los bordes en la mayoría de los continentes muestran un crecimiento lineal, lo que indica que la expansión urbana (es decir, expansión del borde) está generalizada y se está acelerando. En conjunto, la proporción de expansión de bordes en América del Norte es más alta, posiblemente debido a la expansión urbana de baja densidad en esta región. Desde la perspectiva temporal, África y Asia no solo tienen la velocidad de urbanización más rápida de las últimas décadas, pero son las áreas principales con una expansión urbana acelerada.