作者：龙瀛，毛其智
出版地：北京
出版社：中国建筑工业出版社
出版日期：2018年8月
ISBN：978-7-112-22592-7
内容摘要：
随着信息通信技术的迅猛发展，大数据已成为重要的科学研究方向，并在多个学科中发挥着积极作用。其中大数据带给城市规划和城市研究的影响犹为显著。笔者于2016年秋季学期在清华大学首次开设了“大数据与城市规划”研究生课程，通过理论与城市规划实践结合的方法进行授课。可作为高等学校城乡规划及相关专业教材，供本科生及研究生使用;也可为规划师、城市研究者等相关领域的技术及研究人员提供参考。
原文摘录：
- 相关研究呈现出三方面特点：首先是研究趋于片段化（fragmented），即对城市现象的某一个具体方面的局部分析多于对城市系统的综合分析，这与大数据数量大、精度高，但维度较少的特点有关；第二是分析算法趋于简单化，也就是通过简单的时间、空间和属性层面的统计分析，就可以得到有趣的分析结果；第三是更侧重对现状问题的识别和分析，而非对未来的预测或模拟。
- 所催生的大量研究可初步归纳为七种类型，包括社交网络数据的实时描绘（real time sensing）多种交通网络数据分析（multiple networks）城市新型数据系统构建（new urban data systems）、新型交通模型（new models of movement and location）城市发展路径风险分析（risk analysis of development path）、新型人群移动分析系统（new models and systems for mobility behavior discovery），以及新型交通需求管理工具（new tools for governance of mobility demand）（Batty，et al.2012)。
- 在传统数据环境下，中小城市和县、镇与大城市之间在数据基础和研究水平方面存在明显差距——城市研究多关注具有代表性的大城市而忽略了二、三线城市和等级更低的城市。“大模型”通过关注全国绝大多数城市，有望在一定程度上对中小城市发展给予更多研究关注、削弱技术差异，并系统探讨国家和区域城市化进程中各类城市的互动关系。
- 在城市研究与规划设计的过程中，大数据的分析与应用可以在不同阶段和不同层次进行辅助。基于城市开发周期理论，并结合中国城市的现实特点，可以从城市开发、城市形态、城市功能、城市活动、城市活力/品质/文化/风貌/特色等五个阶段/维度对城市系统进行监测、评价、情景分析乃至预测。
- 新数据往往存在“有偏性”（biased），仅仅反映了城市当中部分人群或者活动的情形。……针对数据的有偏性，一方面，我们可以利用有偏的数据来研究特定人群，比如利用境外的微博位置数据来研究中华文化圈（Liu and Wang，2015），以及利用公交刷卡数据来刻画低收人人群、另一方面，我们可以利用“大数据”与“小数据”的匹配来部分纠正数据有偏带来的影响。当然，多数新数据没有传统数据对应。这些新数据则为我们认识城市系统打开了第一扇窗，仍旧具有相当大的价值。
- 空间统计有一个重要的理论，即沃尔多·托布勒（Waldo Tobler）)提出的地理学第一定律：任何事物都是相互关联的，然而更近处的事物比远处的关联更加强（Everything is related to everything else. But near things are more related than distant things）。基于这个定律，空间统计衍生出了地理加权回归（Geographically Weighted Regression, GWR）空间自相关性测量（Global Moran’s I ）及聚类和异常值分析（Anselin Local Moran’s I, LISA）。
- ColorBrewer——更好看的配色
- 空间句法将城市街道抽象为一组彼此相交的直线段，在此基础上计算他们之间的拓扑关系，用来分析街道的可达性及相关经济活动分布。
- 空间句法可以用于研究人类社会和空间的关系，包括各种各样的居住空间形式比如建筑物、聚落、城市甚至景观。人类社会将空间作为组织自身的一个必要和关键的资源。在空间句法的逻辑中，居住空间将会被配置（configured），即将连续的空间变成一组相连的离散单元。空间句法研究的目的就是探索离散单元背后的社会和文化逻辑。
- 空间句法可能会从空间深度、完整度等空间逻辑的角度出发来解释城市空间，但是这些表达方法有一定局限性的。比如某现象产生的原因是多方面的，深度不只是某些现象的唯一结论。所以可以认为，空间句法中空间层面的理论为空间优化提供了依据，同时对于空间的实证（大数据）也促使我们从其他的维度来寻找理论支持。因此两者并不仅仅是相互验证的过程，大数据一方面可以佐证空间句法的准确性，另一方而也为空间句法的改进提供数据方面的支持。而空间句法则可以将通过大数据研究得出的结论应用到城市空间预测上，两者共同促进优质城市空间的创造和完善
- 选择度（Choice value）是计算某条轴线或者某条街道位于所有空间到其他所有空间的最短路径的概率或者次数。穷尽了所有可能的情况以后，某一轴线出现在最短拓扑路径上的次数，反馈回来，就是其选择度的值。
- 整合度（Integration value）度量某个空间元素（如轴线、线段）到其他所有空间元素的距离之和，一般而言是计算起始空间距离其他所有空间的远近程度，也可用来计算相对非对称性。它是一个关于拓扑深度倒数的函数。拓扑深度越高的空间，整合度的值越低。拓扑深度高的空间一般是可达性较低的地方，因而整合度与可达性方向一致，整合度衡量了一个空间吸引到达交通的潜力。
- 线段分析中一个线段的角度平均深度 (angular mean depth) 是该线段在最小综合转角的选路规则下到其他所有线段路径的转角之和除以该地图中所有交角之和的商（而非除以总的线段数量）。
- 线段分析提供了下述三种分析模式，可以综合分析街道网络的拓扑、角度和距离的几何结构。这些分析模式的差异在于对“最短路径”的数学定义不同。分别列出如下：
- 拓扑模式（topological）最短路径为两线段间折转次数最少的路径，或者说是经过其他线段数最少的路径。这意味着在线段分析中的拓扑分析模式等效于轴线分析，只不过有更多的计算半径选择。
- 角度模式（angular）最短路径为两线段间综合折转角最小的路径。这是在线段分析中最常用的分析模式。
- 距离模式（metric）最短路径为两线段间距离最短的路径。这是在线段分析中比较有争议的分析模式。
- 网络（network），泛指由节点（nodes、vertices）与连接线（ties、edges）所架构出的概念，用以体现不同对象或要素之间的关系。
- 逻辑网络的主要目的是表现网络之间的连接关系，通过将网络里的要素简化成为节点与边，形成一组由点和线构成的网络图形，有效地简化网络系统，便于进一步的计算与分析。有别于地理网络所注重的具体特性，逻辑网络着重于网络内各个节点之间的连接关系以及各连接边对应的相关属性。
- 度（degree）是网络分析中的一个重要指标，网络中节点 vi的“度”指的是与节点vi相关联的边数总和。直观上来看，一个节点的度越大，就意味着这个节点在某种意义上越“重要”。
- 介数（betweenness）指的是一节点或一边担任网络中其他要素之间最短路径的中介的次数或频率，反映了该节点或边在网络中的作用和影响力。……相同的概念也可以用以计算某一边的介数，即为所有节点对的最短路径中经过该边的数量比例。因此，若一节点的介数越大，表示经过该节点或边的最短路径越多，同时意味着该节点或边的信息量越大。若以城市网络的观点而言，中介程度较高的节点通常代表着交通运输枢纽、转乘站或是贸易转运站等地区。
- 介数反映了要素于网络中的作用和影响力。计算网络中任意两节点的所有最短路径，其中若有相对高比例的路径经过某节点，表示这个节点的介数中心性（betweenness centrality）高。
- 大模型的潜在应用范围广泛，优势体现在：
- 帮助各个层次城市开展城市研究过去的城市研究模型大多只能在数据资源丰富和技术水平先进的大城市实施，而在中小城市难以开展。大模型方法的引入可以缩小中小城市的技术和数字鸿沟，建立兼顾不同规模等级城市的一体化研究方法和手段。
- 精细化分析和模拟。大模型从微观的角度研究区域问题，注重和推崇“以人为本”的研究视角和规划理念。精细化的分析与模拟使空间规划和经济社会发展政策的制定、实施、评价更好地因地制宜。
- 城市形态与网络关系的定量化。大模型使一系列城市形态和网络评价指标得以量化。这些指标进一步与其他社会经济指标结合，共同表征城市发展。国际上也正涌现出越来越多的覆盖多个城市的精细化定量城市研究工作，考虑到中国未来信息通信技术的大力发展和对城市开发建设品质追求的日益提升，大模型研究范式将在中国城市系统量化研究中起到更大的作用，它将对中国城乡规划科学化起到积极提升的作用，也有望推动我国人居环境科学的大力发展。
- 城市规划学者彼得·霍尔（Peter Hall）将城市规划定义为“一种广义的行为，用创造秩序的活动为手段以实现特定的目标”（Hall et al, 2010）。
- 城市的广义可持续性就蕴含在其所依赖的城市空间秩序中，城市规划设计的理论便是因地制宜地理解城市空间秩序与其对应的可持续含义之间的自然关联（Wilson，2012）。
- DAD的目标取向是：
- 理想目标表明深层的普适的价值取向，而现实规划注重最合理的现实建设并建设稳定的城市结构；
- 提供所需的功能，适应城市发展变化的趋势，为代理人规划设计，兼顾利益相关者，满足审美需要；
- 评价标准更加客观定性。DAD的客体要素是所有规划设计涉及的各种要素和各种社会、经济以及环境的空间效应。
- 总体上来说，城市模型的发展主要包括了形态结构模型、静态模型和动态模型三个阶段。基于离散动力学的动态城市模型作为目前的研究热点，同时也是未来的重要发展方向；国际上典型的城市模型多基于宏观尺度，基本研究单元为地理网格或小区，对城市活动主体进行分类，这方面理论和实证都有较多探究。
- 一致性和绩效这两种方法应是城市规划实施评估的基础，而一致性准则是目前国际上应用最普遍的一项指标。一致性准则认为，如果忽略或排除对不确定因素的考虑，规划实施的最终结果与最初规划设计方案的一致性越高，则方案的实施就越成功。这种以规划的一致性（或契合度）为评价标准的方法，可以在很大程度上反映传统的蓝图式规划的实施成效。
- 城市增长边界（UCB: Urban Growth Boundary）是城市实体空间扩展的范围，即规划建设用地范围，这一理念借鉴了美国的增长管理规划理论。城市总体规划的空间管制规划通过对规划区不同类型空间的划分，起到了协调区域空间发展、保护生态与资源、引导城乡建设、优化资源配置的作用。
- 人本尺度城市形态研究主要关注以人的视点为基准，在人的日常生活中频繁接触的城市空间形态及其相关效应。具体来说包括城市公共空间及城市建筑外部界面（如街道、建筑、绿化、公园等）及其各种经济、社会和生态影响。
