Städte sind mehr als eine statische Ansammlung von Gebäuden und Straßen. Als wirtschaftliche und kulturelle Zentren und Lebensraum von Menschen sind sie selbst lebendig. Durch gesellschaftliche, politische, technologische, ökonomische und ökologische Einflüsse unterliegen sie einem steten Wandel. In allen Teilen der Welt bringt die zunehmende Urbanisierung Herausforderungen mit sich, etwa wenn es um soziale Teilhabe, eine leistungsfähige Infrastruktur und eine effiziente, nachhaltige Flächennutzung geht.
Lebendige Entwicklung
„Jahrzehntelang haben wir lediglich die Ergebnisse der Urbanisierung erfasst – ein Haus, das gebaut wurde, oder eine Straßenverbreiterung“, sagt Zhe Zhu von der University of Connecticut. „Aber man sieht nicht wirklich die Dynamik innerhalb eines städtischen Gebiets.“ Um diese Dynamik und damit die Vitalität von Städten besser sichtbar zu machen, schlagen Zhu und sein Team ein neues Maß vor: den „Urban Pulse“. „Inspiriert vom menschlichen Puls, bei dem ein Elektrokardiogramm unsichtbare Aktivitäten sichtbar macht, nutzen wir dichte Satelliten-Zeitreihendaten, um den ‚Urban Pulse‘ zu analysieren“, erklären die Forschenden.
Als Indikator für den Puls der Städte haben sich Zhu und seine Kollegen für die Bauaktivität entschieden. „Diese ist ein direkter Indikator für Kapitalinvestitionen, Arbeitskräfteverteilung und Materialflüsse – die grundlegenden Triebkräfte des physischen Wachstums und der wirtschaftlichen Vitalität von Städten“, erläutern sie. Zudem konzentriere sich die Methode auf den Veränderungsprozess selbst statt auf sein Ergebnis. „Im Gegensatz zu Kennzahlen, die den Endzustand messen, wie beispielsweise die Gesamtfläche versiegelter Flächen oder die städtische Bodenbedeckung, quantifiziert unser Ansatz die Geschwindigkeit und den Rhythmus der Transformation und erfasst so die ‚Lebendigkeit‘ des städtischen Entwicklungsprozesses.“
Sprunghaft, zyklisch und asynchron
Für sechs Städte in verschiedenen Teilen der Welt – Seattle, Shenzhen, Lagos, Mumbai, Dubai und Mexiko-Stadt – haben die Forschenden hochauflösende Satellitenbilder ausgewertet, die zwischen Januar 2018 und Dezember 2024 aufgenommen wurden. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz leiteten sie daraus drei typische Merkmale der Stadtentwicklung ab: „Erstens ist die Urbanisierung von Natur aus sprunghaft und durch episodische Ereignisse gekennzeichnet, die von den Basistrends abweichen“, erklärt das Team. So dehnen sich die analysierten Städte nicht kontinuierlich aus, sondern durchlaufen immer wieder Phasen, in denen große Kapitalinvestitionen aus Politik oder Wirtschaft das Wachstum plötzlich vorantreiben.
