Por meio século, as atividades humanas alteraram drasticamente o clima, ambiente, e ecossistema da Terra, que restringiu o desenvolvimento sustentável e afetou o bem-estar humano. Áreas de superfície impermeáveis ​​(ISA), ou seja, estruturas artificiais com características impermeáveis, principalmente incluindo telhados, superfícies pavimentadas, estradas, e solos endurecidos, são as regiões mais afetadas. Usando mais de três milhões de imagens de satélite Landsat, esta pesquisa desenvolveu o primeiro conjunto de dados de área de superfície impermeável global (GISA) de 1972 a 2019. Com base em 120, 777 locais de referência aleatórios e independentes de 270 cidades em todo o mundo, o erro de omissão, erro de comissão, e pontuação F de GISA são 5,16%, 0,82%, e 0,954, respectivamente.

Em comparação com os conjuntos de dados globais existentes, os méritos do GISA incluem:1) forneceu os mapas globais da ISA antes do ano de 1985, e mostrou o período de tempo mais longo (1972-2019), e a maior precisão (em termos de um grande número de conjuntos de amostras de validação de terceiros selecionados aleatoriamente); 2) apresentou um novo método de mapeamento ISA global, incluindo uma coleta de amostra global semiautomática, uma estratégia de classificação adaptativa localmente, e um procedimento de pós-processamento espaço-temporal; e 3) extraiu ISA de toda a área terrestre global (não de uma máscara urbana) e, portanto, reduziu a subestimação.

Além disso, com base no GISA, o padrão de expansão urbana global de longa série temporal (GUEP) foi calculado pela primeira vez, e o padrão de continentes e países representativos foram analisados. Os dois novos conjuntos de dados (GISA e GUEP) produzidos neste estudo podem contribuir para uma maior compreensão da utilização humana e reforma da natureza durante o último meio século.

Desde 1986, calculamos a proporção dos tipos de expansão urbana de cada continente para cada dois anos. Em uma escala global, a expansão da borda é o principal padrão nos últimos 30 anos. Exceto Oceania (com aumento não significativo) e América do Norte (com flutuações após 2008), as proporções de expansão de borda na maioria dos continentes mostram crescimento linear, indicando que a expansão urbana (ou seja, expansão de borda) é generalizada e está acelerando. No todo, a proporção de expansão de borda na América do Norte é a mais alta, possivelmente devido à expansão urbana de baixa densidade nesta região. Da perspectiva temporal, A África e a Ásia não têm apenas a velocidade de urbanização mais rápida das últimas décadas, mas são as principais áreas com expansão urbana acelerada.