大數據時代的精細化城市模擬(PDF 21頁)

內容摘要
1 ． 城市模型與 精細化城市模擬
定量化程度已經越來越成為衡量一個學科發展程度的標誌，“城市空間發展模型”
（Urban Spatial Development Model）是在對城市係統進行抽象和概化的基礎上，對城市空間
現象與過程的抽象數學表達，是理解城市空間現象變化、對城市係統進行科學管理和規劃的
重要工具，可以為城市政策的執行及城市規劃方案的製訂和評估提供可行的技術支持。本文
將“城市空間發展模型”簡化為“城市模型”（Urban Model），下同。城市模型研究始於 20
世紀初期，其發展主要經曆了形態結構模型、靜態模型和動態模型三個發展階段(龍瀛等，
2010)。基於離散動力學的動態城市模型是目前的研究熱點和未來的發展方向，這一方麵，
國際上典型的城市模型多為宏觀尺度，以地理網格或小區作為基本研究單元，將城市活動主
體進行分類。隨著研究尺度的需要和微觀數據可獲得性的增強，近年來國際上微觀模型發展
迅速，但在真實城市中全麵應用的案例仍然有限。
精細化的城市模擬（動態的、基於離散動力學的、微觀的城市空間模型）將成為未來的
研究熱點。其中，精細化（Fine Scale）對應模擬尺度，一方麵，在物理空間，分析和模擬
的基本空間單元是地塊，對應城市總體規劃重點地區和城市詳細規劃的工作尺度。另一方麵
在社會空間，分析和模擬的基本單元是居民、家庭和企業個體等。“精細化”作為模擬尺度，
是相對宏觀模擬的研究尺度提出的，宏觀模型一般以統計小區、交通分析小區、行政區、行
業、共同特征的人群等作為基本研究對象。精細化城市模型是一種時空動態的微觀模型，其
以地塊、居民、家庭、企業等微觀個體作為基本模擬對象，主要用於研究城市的土地開發、
居民的居住區位選擇、企業的區位選址、城市活動的時空分布等空間問題，用於支持空間政
策的製定和評估。目前我國城市空間發展模型的研究，鑒於數據的限製，多數模型都是大尺
度的（如鄉鎮或交通分析小區等）。近年來計算機的軟硬件水平達到了長足的發展，社會經
濟活動產生的數據突飛猛進，這樣的“大數據（big data）”規模超大，以至於超過了傳統的
軟件工具獲取、存儲、管理、共享、分析和可視化的能力，例如傳感器網絡（sensor networks）、
社會化網絡（social networks）、射頻識別（RFID）和通話記錄（call detail records） 等，這
些數據為開展精細化的城市模擬城市模型提供了較好的機遇。
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