I ett halvt sekel, mänskliga aktiviteter förändrade klimatet drastiskt, miljö, och jordens ekosystem, som begränsade den hållbara utvecklingen och påverkade människors välbefinnande. ogenomträngliga ytor (ISA), d.v.s. konstgjorda strukturer med ogenomträngliga egenskaper, främst inklusive tak, asfalterade ytor, vägar, och härdade underlag, är de mest drabbade regionerna. Med mer än tre miljoner Landsat-satellitbilder, denna forskning utvecklade den första globala ogenomträngliga ytarea (GISA) dataset från 1972 till 2019. Baserat på 120, 777 oberoende och slumpmässiga referenssidor från 270 städer över hela världen, utelämnandet fel, provisionsfel, och F-poäng för GISA är 5,16 %, 0,82 %, och 0,954, respektive.

Jämfört med befintliga globala datamängder, fördelarna med GISA inkluderar:1) det tillhandahöll de globala ISA-kartorna före år 1985, och visade det längsta tidsspannet (1972–2019), och den högsta noggrannheten (i termer av ett stort antal slumpmässigt utvalda urvalsuppsättningar för validering från tredje part); 2) den presenterade en ny global ISA-kartläggningsmetod, inklusive en halvautomatisk global provinsamling, en lokalt adaptiv klassificeringsstrategi, och en spatio-temporal efterbehandlingsprocedur; och 3) det extraherade ISA från hela det globala landområdet (inte från en stadsmask) och minskade därmed underskattningen.

Dessutom, på basis av GISA, den långa tidsserien global urban expansion pattern (GUEP) har beräknats för första gången, och mönstret av kontinenter och representativa länder analyserades. De två nya datamängder (GISA och GUEP) som produceras i denna studie kan bidra till ytterligare förståelse av människans utnyttjande och reformering av naturen under det senaste halvseklet.

Sedan 1986 har vi beräknade andelen stadsexpansionstyper på varje kontinent vartannat år. På en global skala, kantexpansion är det primära mönstret under de senaste 30 åren. Förutom Oceanien (med icke-signifikant ökning) och Nordamerika (med fluktuationer efter 2008), proportionerna av kantexpansion i de flesta kontinenter visar linjär tillväxt, vilket indikerar att stadsutbredning (dvs. kantexpansion) är utbredd och accelererar. På det hela, andelen kantexpansion i Nordamerika är högst, möjligen på grund av den låga tätheten i städerna i denna region. Ur ett tidsperspektiv, Afrika och Asien har inte bara den snabbaste urbaniseringshastigheten under de senaste decennierna, men är de viktigaste områdena med accelererad stadsutbredning.