对应目标：SDG7.1 到2030年，确保普遍获得负担得起的、可靠的现代能源服务

l 案例背景

电力短缺是发展中国家面临的首要能源问题，2020年全球仍有约7亿人无法获得电力。通电率是反映电力普及程度的SDG 7指标，及时准确的通电率数据对于各方实现SDG 7.1能源供应目标具有重要参考价值。目前，全球通电率数据主要采用统计调查方法获得，存在数据更新不及时，数据质量层次不齐，不同国家间数据可比性差，质量层次不齐，数据非空间化，部分发展中国家数据缺失等问题。针对上述问题，本案例研制了2014年和2020年全球500 m分辨率建筑通电状况数据集，提出了建筑通电状况的遥感监测新方法，分析了全球建筑通电状况的空间分布和变化，解决了现有通电率数据部分国家数据缺失、更新滞后等问题，提升了全球建筑通电状况的监测能力，为制定针对性的电力供应策略提供数据支持。

l 所用地球大数据

n 欧盟全球建筑区分布数据. https://ghsl.jrc.ec.europa.eu/download.php?ds=bu；

n NPP/VIIRS年度夜光影像. https://eogdata.mines.edu/nighttime_light/annual/v20/；

n 世界银行各国通电率数据.https://data.worldbank.org.cn/indicator。

l 方法介绍

本案例提出了一种建筑区通电状况的遥感识别新方法。该方法基于通电建筑区与未通电建筑区夜光亮度值的显著性差异，使用欧盟全球建筑数据（Corbane et al.，2018），随机选取非建筑区域的像元作为未通电区域的样本，从通电率100%的国家随机选取建筑区域的像元作为通电区域的样本，构建样本库，所有样本均通过高分辨率遥感影像目视核查。从样本库中随机选取三分之二的样本，根据样本的夜光直方图，采用阈值法分类（Elvidge et al.，2021），选取通电和未通电样本分类精度最高时的阈值作为分类阈值，并计算全球各国的未通电建筑区面积占比。最后利用样本库中剩余三分之一样本对分类结果进行精度验证（Gao et al., 2022），参与精度验证的样本共一万多个，根据随机样本的判断准确度检验产品的质量。本案例利用该方法制作了2014年与2020年全球建筑区通电状况遥感监测数据集。

l 结果与分析

基于全球500 m分辨率夜间灯光遥感数据，提出了全球建筑通电状况遥感监测方法（Gao, 2022），监测了2014年和2020年全球建筑通电状况。根据全球一万多个随机样本点的检验，产品的精度达98.10%，误差产生的区域主要位于建筑面积较小的农村，主要是由于遥感数据分辨率过低导致。统计分析了全球通电建筑的空间分布和时序变化规律，评估了全球实现SDG 7.1.1通电率目标的进展。

全球未通电建筑主要分布在非洲和亚洲，尤其是撒哈拉以南的非洲。2020年，全球未通电建筑主要分布在非洲和亚洲（图4.1），其中未通电建筑面积占比排名前20国家中76%分布在撒哈拉以南的非洲。要在全球实现人人均能获得电力的SDG 7目标，需要国际社会进一步加大对发展中国家的支持。2020年全球通电建筑面积较2014年明显增加。

图四.1 2020年全球未通电建筑面积占比图

2020年全球通电建筑面积较2014年增加29 108.62 km²，通电建筑面积占比由96.95%增加为98.68%（图4.2）。根据世界资源研究所的全球电站数据库，在此期间，117个国家（地区）通过415个电站的建设，使得通电建筑面积占比增加。而未通电建筑占比增加最多的18个国家仅建设了17个电站。

图四.2 2020年全球通电建筑占比较2014年变化

未通电建筑面积显著增加的国家（地区）超过一半处于脆弱和冲突的环境。32个国家（地区）未通电建筑面积占比增加，其中18个国家（地区）增加显著，增幅超过0.1%。这18国家中6个处于中高强度冲突（World Bank，2022），1个国家社会环境脆弱，3个国家发生过武装冲突（骚乱），5个国家因新冠疫情出现经济衰退。因此，政局动荡、武装冲突、经济衰退是导致未通电建筑面积增加的主要原因之一。

成果亮点

l 提供全球建筑通电状况遥感监测方法与2014 年和 2020 年全球建筑通电状况遥感监测数据集，为全球电气化政策制定和投资决策提供支持。

l 全球通电建筑面积增加显著。2020年全球通电建筑面积较2014年增加近30000 km²，通电建筑面积占比提高近2个百分点，117个国家（地区）的通电建筑面积显著增加；未通电建筑面积增加的国家（地区）中超过半数处于脆弱和冲突的环境。

l 讨论与展望

本研究围绕指标SDG7.1能源供应，提出了基于夜间灯光遥感数据的全球建筑区通电状况遥感监测方法，创建了2014年和2020年全球500米分辨率建筑通电状况遥感监测数据集，该方法可以快速、及时、准确的监测全球建筑区的通电状况，提升了全球电气化程度的监测能力，可为全球电气化政策制定提供决策支持。

新能源电站建设是解决发展中国家电力能源短缺问题的重要途径，发展中国家应大力发展可再生能源。全球未通电建筑面积主要分布在发展中国家。能源电站建设是117个国家未通电建筑面积减少的主要原因。发展中国家可充分利用风能和太阳能等可再生能源资源分布广泛、易于开发利用等特点，积极开展可再生能源电力建设。

地球大数据支持SDG 7能力有待进一步提升，应加强大数据可持续发展设施建设。地球大数据技术在SDG 7.1目标监测方面具备向全球推广的潜力，可为全球SDG 7指标的监测提供数据支撑。但受卫星遥感数据空间分辨率的限制，本案例评估在建筑面积较小的农村区域的精度还存在进一步提升的空间。未来应发展可持续发展卫星星座，进一步提升地球大数据支持可持续发展目标的支撑能力。