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“計算式”城市仿真探索與實踐 版權信息
- ISBN：9787568080583
- 條形碼：9787568080583 ; 978-7-5680-8058-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
“計算式”城市仿真探索與實踐 本書特色
本書通過介紹在規劃學科中融合現代化信息方法，運用大數據、人工智能等科技手段，有利于統一性、整體性地思考國土空間規劃體系，用量化方法精準解讀城市、研判城市發展，拓展了規劃人員的學科邊界，有利于提高規劃的科學性和城市管理的精細化。
“計算式”城市仿真探索與實踐 內容簡介
主要從背景發展、理論概念和建設實踐三個角度，提煉形成“計算式”城市仿真的探索之路及實踐經驗。1）背景發展篇。緒論著重介紹了城市發展、新型信息技術對城市帶來的影響、當今城市發展面臨的問題及新時代城市發展要求。2）理論概念篇。包括城市治理與城市仿真、“計算式”城市仿真的框架構架，介紹了城市治理和城市仿真的探索、框架設計、建設內容和技術支撐體系等內容。3）建設實踐篇。包括數據湖、儀表盤、仿真模擬和智慧決策。從數據、指標、模型、決策四個層面，重點闡述“計算式”城市仿真框架的建設思路、內容提煉、方法實踐、工程建設等內容。*后，總結了“計算式”城市仿真探索和實踐經驗，為城市科學、智慧規劃和現代化治理提供經驗樣本。
“計算式”城市仿真探索與實踐 目錄
發展背景篇
1 緒論 -----------------------------------------02
1.1 城市的發展 -------------------------------------------------02
1.1.1 城市產生和發展的動力來源 ---------------------------02
1.1.2 世界城市發展的基本走向 -----------------------------03
1.1.3 我國城市的發展 --------------------------------------03
1.2 技術的發展為城市發展提供新手段 --------------------------04
1.2.1 信息技術進入泛在智能融合階段 -----------------------04
1.2.2 信息技術對人、社會的變革影響 -----------------------05
1.2.3 信息技術提升智慧決策能力 ---------------------------06
1.3 城市發展的新理念 ------------------------------------------08
1.3.1 城市發展階段 -----------------------------------------08
1.3.2 創新型城市 -------------------------------------------11
1.3.3 數字城市 ---------------------------------------------13
1.3.4 智慧城市 ---------------------------------------------15
1.3.5 可持續發展城市 ---------------------------------------16
1.4 城市發展面臨的問題 ----------------------------------------17
1.4.1 自然環境破壞引發的問題 ------------------------------18
1.4.2 城市發展中的“城市病”------------------------------19
1.4.3 城市發展的理念誤區 ----------------------------------20
1.5 新時代背景下城市發展要求 ---------------------------------20
1.5.1 新型城鎮化的提出 ------------------------------------22
1.5.2 新型城鎮化內涵、本質與核心 -------------------------24
1.6 小結 --------------------------------------------------------24
2 城市治理與城市仿真 -----------------------------26
2.1 城市內涵 ---------------------------------------------------26
2.1.1 城市釋義與解讀 ----------------------------------------26
2.1.2 城市的構成 --------------------------------------------26
2.1.3 城市的特征 --------------------------------------------27
2.2 城市治理 ---------------------------------------------------28
2.2.1 城市治理問題 ------------------------------------------28
2.2.2 城市治理的頂層設計 -----------------------------------29
2.2.3 城市治理的現實需求 -----------------------------------30
2.2.4 現代化城市治理的內容 ---------------------------------32
2.3 城市仿真 ---------------------------------------------------32
理論探索篇
3 “計算式”城市仿真理論框架---------------------------36
3.1 武漢在城市治理方面的探索---------------------------------------36
3.1.1 城市仿真實驗室的定位---------------------------------------36
3.1.2 城市仿真實驗室的內容---------------------------------------37
3.2 “計算式”城市仿真構想 -------------------------------------------38
3.2.1 關于城市計算的理想 -----------------------------------------38
3.2.2 武漢多年來信息化基礎---------------------------------------39
3.2.3 技術的快速進步 ---------------------------------------------44
3.2.4 城市整體感知和觀測基礎 ------------------------------------48
3.3 總體架構---------------------------------------------------------49
3.4 框架設計---------------------------------------------------------50
3.4.1 框架設計思路 -----------------------------------------------50
3.4.2 框架構成 ---------------------------------------------------52
3.5 技術支撐體系 ----------------------------------------------------54
3.5.1 移動互聯網 -------------------------------------------------54
3.5.2 物聯網 -----------------------------------------------------55
3.5.3 云計算 -----------------------------------------------------57
3.5.4 大數據 -----------------------------------------------------59
3.5.5 人工智能 ---------------------------------------------------60
3.5.6 3S技術-----------------------------------------------------63
3.5.7 區塊鏈 -----------------------------------------------------63
3.5.8 增強現實技術 -----------------------------------------------66
建設實踐篇
4 數據湖 --------------------------------------------70
4.1 數據湖概念解讀 --------------------------------------------------70
4.1.1 數據與信息 -------------------------------------------------70
4.1.2 數據庫、數據倉庫與數據湖 -----------------------------------71
4.1.3 數據湖在“計算式”城市仿真中的作用 ------------------------73
4.2 數據湖框架 ------------------------------------------------------74
4.2.1 數據湖的建設思路與建設原則 -------------------------------74
4.2.2 數據湖框架內容 --------------------------------------------75
4.2.3 數據資源梳理 ----------------------------------------------78
4.2.4 數據治理體系構建 ------------------------------------------88
4.2.5 數據庫建設要求 --------------------------------------------89
4.3 國土規劃數據湖建設 ---------------------------------------------96
4.3.1 現狀底圖 ----------------------------------------------96
4.3.2 規劃藍圖 ----------------------------------------------99
4.3.3 實施動圖 ----------------------------------------------99
4.3.4 數據庫建設及實例 ------------------------------------106
4.4 可視化實踐------------------------------------------------115
4.4.1 單項數據可視化 --------------------------------------115
4.4.2 面向數據治理的數據專題 ------------------------------115
4.5 數據應用 --------------------------------------------------125
4.5.1 信息穿透 --------------------------------------------125
4.5.2 融合分析 ---------------------------------------------125
4.5.3 空間數據查詢 ----------------------------------------125
4.5.4 空間數據展示 ----------------------------------------125
4.5.5 要素專題展示 ----------------------------------------127
4.6 小結 ------------------------------------------------------128
5 儀表盤 ---------------------------------------130
5.1 儀表盤概念解讀 -------------------------------------------130
5.1.1 儀表盤含義 -------------------------------------------130
5.1.2 儀表盤作用 -------------------------------------------131
5.1.3 儀表盤在“計算式”城市仿真中的作用 -------------------131
5.2 指標體系建設 ---------------------------------------------133
5.2.1 現行指標梳理 ----------------------------------------133
5.2.2 仿真實驗室指標體系構建 ------------------------------147
5.3 儀表盤建設------------------------------------------------161
5.3.1 監測評估預警架構 ------------------------------------161
5.3.2 儀表盤功能作用 --------------------------------------162
6 仿真模擬 -------------------------------------168
6.1 仿真模擬解讀 ---------------------------------------------168
6.1.1 仿真模擬的含義 -------------------------------------168
6.1.2 仿真模擬的意義 --------------------------------------168
6.1.3 仿真模擬發展的歷程 ----------------------------------169
6.1.4 仿真模擬在“計算式”城市仿真中的作用 -----------------171
6.2 仿真模擬體系建設 -----------------------------------------172
6.2.1 “計算式”城市仿真模運用存在的問題 -------------------172
6.2.2 仿真模擬體系建設技術思路 ----------------------------173
6.2.3 “計算式”城市仿真模型分類 ----------------------------173
6.3 仿真模擬建設內容 ------------------------------------180
6.3.1 主干模型 ---------------------------------------------180
6.3.2 專項模型 ---------------------------------------------181
6.3.3 綜合模型 ---------------------------------------------182
6.4 未來預演室建設內容----------------------------------182
6.4.1 模型總覽 ---------------------------------------------183
6.4.2 模型管理 ---------------------------------------------186
6.4.3 公共配套服務設施模型 --------------------------------187
6.4.4 街道空間品質模型 ------------------------------------199
6.4.5 碳排放模塊 ------------------------------------------203
6.4.6 用地功能與就業產出模型 ------------------------------211
6.4.7 生態足跡模塊 ----------------------------------------214
6.5 小結 ------------------------------------------------------223
7 智慧決策 -------------------------------------224
7.1 智慧決策內容解讀 -----------------------------------------224
7.1.1 城市規劃建設決策 ------------------------------------224
7.1.2 城市綜合發展決策 ------------------------------------224
7.1.3 城市智慧決策 ----------------------------------------224
7.2 面 向 智 慧 決 策 的 邏 輯 體 系 -----------------------------225
7.2.1 智慧決策模型應用 ------------------------------------225
7.2.2 智慧決策清單構建 ------------------------------------226
7.2.3 智慧決策應用場景構建 --------------------------------233
7.3 “智慧大腦”建設 ------------------------------------------240
7.3.1 國土空間規劃“機審”工具------------------------------240
7.3.2 建筑規劃方案智能“圖審”工具--------------------------242
7.3.3 規劃設計條件自動提取工具 ----------------------------246
7.4 小結 ------------------------------------------------------249
8 結語 -----------------------------------------251
8.1 結束語 ----------------------------------------------------251
8.2 未來展望 --------------------------------------------------252
參考文獻 ---------------------------------------254
1 緒論 -----------------------------------------02
1.1 城市的發展 -------------------------------------------------02
1.1.1 城市產生和發展的動力來源 ---------------------------02
1.1.2 世界城市發展的基本走向 -----------------------------03
1.1.3 我國城市的發展 --------------------------------------03
1.2 技術的發展為城市發展提供新手段 --------------------------04
1.2.1 信息技術進入泛在智能融合階段 -----------------------04
1.2.2 信息技術對人、社會的變革影響 -----------------------05
1.2.3 信息技術提升智慧決策能力 ---------------------------06
1.3 城市發展的新理念 ------------------------------------------08
1.3.1 城市發展階段 -----------------------------------------08
1.3.2 創新型城市 -------------------------------------------11
1.3.3 數字城市 ---------------------------------------------13
1.3.4 智慧城市 ---------------------------------------------15
1.3.5 可持續發展城市 ---------------------------------------16
1.4 城市發展面臨的問題 ----------------------------------------17
1.4.1 自然環境破壞引發的問題 ------------------------------18
1.4.2 城市發展中的“城市病”------------------------------19
1.4.3 城市發展的理念誤區 ----------------------------------20
1.5 新時代背景下城市發展要求 ---------------------------------20
1.5.1 新型城鎮化的提出 ------------------------------------22
1.5.2 新型城鎮化內涵、本質與核心 -------------------------24
1.6 小結 --------------------------------------------------------24
2 城市治理與城市仿真 -----------------------------26
2.1 城市內涵 ---------------------------------------------------26
2.1.1 城市釋義與解讀 ----------------------------------------26
2.1.2 城市的構成 --------------------------------------------26
2.1.3 城市的特征 --------------------------------------------27
2.2 城市治理 ---------------------------------------------------28
2.2.1 城市治理問題 ------------------------------------------28
2.2.2 城市治理的頂層設計 -----------------------------------29
2.2.3 城市治理的現實需求 -----------------------------------30
2.2.4 現代化城市治理的內容 ---------------------------------32
2.3 城市仿真 ---------------------------------------------------32
理論探索篇
3 “計算式”城市仿真理論框架---------------------------36
3.1 武漢在城市治理方面的探索---------------------------------------36
3.1.1 城市仿真實驗室的定位---------------------------------------36
3.1.2 城市仿真實驗室的內容---------------------------------------37
3.2 “計算式”城市仿真構想 -------------------------------------------38
3.2.1 關于城市計算的理想 -----------------------------------------38
3.2.2 武漢多年來信息化基礎---------------------------------------39
3.2.3 技術的快速進步 ---------------------------------------------44
3.2.4 城市整體感知和觀測基礎 ------------------------------------48
3.3 總體架構---------------------------------------------------------49
3.4 框架設計---------------------------------------------------------50
3.4.1 框架設計思路 -----------------------------------------------50
3.4.2 框架構成 ---------------------------------------------------52
3.5 技術支撐體系 ----------------------------------------------------54
3.5.1 移動互聯網 -------------------------------------------------54
3.5.2 物聯網 -----------------------------------------------------55
3.5.3 云計算 -----------------------------------------------------57
3.5.4 大數據 -----------------------------------------------------59
3.5.5 人工智能 ---------------------------------------------------60
3.5.6 3S技術-----------------------------------------------------63
3.5.7 區塊鏈 -----------------------------------------------------63
3.5.8 增強現實技術 -----------------------------------------------66
建設實踐篇
4 數據湖 --------------------------------------------70
4.1 數據湖概念解讀 --------------------------------------------------70
4.1.1 數據與信息 -------------------------------------------------70
4.1.2 數據庫、數據倉庫與數據湖 -----------------------------------71
4.1.3 數據湖在“計算式”城市仿真中的作用 ------------------------73
4.2 數據湖框架 ------------------------------------------------------74
4.2.1 數據湖的建設思路與建設原則 -------------------------------74
4.2.2 數據湖框架內容 --------------------------------------------75
4.2.3 數據資源梳理 ----------------------------------------------78
4.2.4 數據治理體系構建 ------------------------------------------88
4.2.5 數據庫建設要求 --------------------------------------------89
4.3 國土規劃數據湖建設 ---------------------------------------------96
4.3.1 現狀底圖 ----------------------------------------------96
4.3.2 規劃藍圖 ----------------------------------------------99
4.3.3 實施動圖 ----------------------------------------------99
4.3.4 數據庫建設及實例 ------------------------------------106
4.4 可視化實踐------------------------------------------------115
4.4.1 單項數據可視化 --------------------------------------115
4.4.2 面向數據治理的數據專題 ------------------------------115
4.5 數據應用 --------------------------------------------------125
4.5.1 信息穿透 --------------------------------------------125
4.5.2 融合分析 ---------------------------------------------125
4.5.3 空間數據查詢 ----------------------------------------125
4.5.4 空間數據展示 ----------------------------------------125
4.5.5 要素專題展示 ----------------------------------------127
4.6 小結 ------------------------------------------------------128
5 儀表盤 ---------------------------------------130
5.1 儀表盤概念解讀 -------------------------------------------130
5.1.1 儀表盤含義 -------------------------------------------130
5.1.2 儀表盤作用 -------------------------------------------131
5.1.3 儀表盤在“計算式”城市仿真中的作用 -------------------131
5.2 指標體系建設 ---------------------------------------------133
5.2.1 現行指標梳理 ----------------------------------------133
5.2.2 仿真實驗室指標體系構建 ------------------------------147
5.3 儀表盤建設------------------------------------------------161
5.3.1 監測評估預警架構 ------------------------------------161
5.3.2 儀表盤功能作用 --------------------------------------162
6 仿真模擬 -------------------------------------168
6.1 仿真模擬解讀 ---------------------------------------------168
6.1.1 仿真模擬的含義 -------------------------------------168
6.1.2 仿真模擬的意義 --------------------------------------168
6.1.3 仿真模擬發展的歷程 ----------------------------------169
6.1.4 仿真模擬在“計算式”城市仿真中的作用 -----------------171
6.2 仿真模擬體系建設 -----------------------------------------172
6.2.1 “計算式”城市仿真模運用存在的問題 -------------------172
6.2.2 仿真模擬體系建設技術思路 ----------------------------173
6.2.3 “計算式”城市仿真模型分類 ----------------------------173
6.3 仿真模擬建設內容 ------------------------------------180
6.3.1 主干模型 ---------------------------------------------180
6.3.2 專項模型 ---------------------------------------------181
6.3.3 綜合模型 ---------------------------------------------182
6.4 未來預演室建設內容----------------------------------182
6.4.1 模型總覽 ---------------------------------------------183
6.4.2 模型管理 ---------------------------------------------186
6.4.3 公共配套服務設施模型 --------------------------------187
6.4.4 街道空間品質模型 ------------------------------------199
6.4.5 碳排放模塊 ------------------------------------------203
6.4.6 用地功能與就業產出模型 ------------------------------211
6.4.7 生態足跡模塊 ----------------------------------------214
6.5 小結 ------------------------------------------------------223
7 智慧決策 -------------------------------------224
7.1 智慧決策內容解讀 -----------------------------------------224
7.1.1 城市規劃建設決策 ------------------------------------224
7.1.2 城市綜合發展決策 ------------------------------------224
7.1.3 城市智慧決策 ----------------------------------------224
7.2 面 向 智 慧 決 策 的 邏 輯 體 系 -----------------------------225
7.2.1 智慧決策模型應用 ------------------------------------225
7.2.2 智慧決策清單構建 ------------------------------------226
7.2.3 智慧決策應用場景構建 --------------------------------233
7.3 “智慧大腦”建設 ------------------------------------------240
7.3.1 國土空間規劃“機審”工具------------------------------240
7.3.2 建筑規劃方案智能“圖審”工具--------------------------242
7.3.3 規劃設計條件自動提取工具 ----------------------------246
7.4 小結 ------------------------------------------------------249
8 結語 -----------------------------------------251
8.1 結束語 ----------------------------------------------------251
8.2 未來展望 --------------------------------------------------252
參考文獻 ---------------------------------------254
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“計算式”城市仿真探索與實踐 節選
土地是人類生存與發展*根本的物質基礎，是人類生產生活的重要空間載體。人類社會發展的歷程在土地上*直觀的體現就是對土地的利用與改造，從農業社會、工業社會到信息化社會，不同時期人類對土地的要求、發展都不一樣，如農業社會以傳統種植為主，工業社會對土地上的各種能源資源進行開采，信息化社會的城市呈多樣化發展，包括從地上空間到地下空間的利用。對土地的改造與利用深刻反映了城市的工業化與城鎮化進程。自改革開放以來，我國一直處于高速的城鎮化發展階段，發展速度快、規模大，促進了我國進入工業化時代。1978—2021 年，我國城市數量由 193 座增加到 727 座，城鎮人口從 1.72 億增加到 9.019 億，人口城鎮化率從 17.92% 提升到 63.89%。科學是**生產力，為我國工業化發展提供了強勁的動力，促進了城市經濟的發展，改善了人們的生活水平。然而，在高速發展的同時，工業化與城鎮化也帶來了一系列的問題，人類活動的加劇，城市不合理的開發與擴展方式，土地資源的過度開發，資源環境保護，糧食安全和居住環境等問題層出不窮，這為土地資源的集約節約利用、城市的可持續發展帶來了巨大的阻撓。由于“城市病”愈演愈烈，相關事件頻發，這嚴重制約了城市的健康發展、社會經濟的可持續發展，為社會帶來了一系列問題，也嚴重威脅到人類的生存環境。如我國大多數城市都飽受霧霾的困擾，空氣污染問題嚴重；在北方，每逢冬季都會面臨沙塵暴的威脅；在南方，每逢夏天，城市內澇問題嚴重。以往重經濟、“攤大餅”的粗放式經濟增長模式破壞了土地生態，影響了生態環境和人類的生存空間，制約著人類社會的可持續發展。 面對日益嚴峻的生態環境形勢，維護生態安全、建設生態文明也受到了國家的高度重視，多項國家政策也相繼出臺。2012 年，黨的十八大報告將生態文明建設提到了前所未有的戰略高度，提出把生態文明建設放在突出地位，并對生態文明建設做了總部署，將其與經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設一并納入中國特色社會主義事業現代化“五位一體”的總體布局。2014 年 3 月，《國家新型城鎮化規劃（2014—2020 年）》正式發布，提出了“以人為核心”的新型城鎮化道路，明確強調生態文明，著力推進綠色發展、低碳發展、循環發展，創建安全、生態和高效的城市生活環境，切實推進生態文明建設，維護生態安全。2015 年 9 月，《生態文明體制改革總體方案》發布，該方案是從國家戰略的高度對生態文明建設進行的頂層設計，從生態文明體制改革的目標、制度建設、制度保障多個層面進行了全方位部署，從保障國家生態安全、改善環境質量的角度出發，以解決生態環境領域突出問題為導向，完善資源的節約利用和保護管理制度，建立節約集約用地激勵和約束機制，樹立發展和保護相統一和空間均衡理念，推動人口、經濟、資源、環境的平衡發展，維護生態平衡，形成人與自然和諧發展的現代化建設新格局。 《國家新型城鎮化規劃（2014—2020 年）》提出了以城市群為主體形態，各等級規模城市協調發展的指導思想，為我國廣大城市走新型城鎮化道路指明了方向。建設生態文明、維護生態安全已成為我國全面建成小康社會階段的一個重要戰略，也進一步反映了生態保護在城鎮化進程中的重要程度，為開展新型城鎮化背景下生態環境保護、維護區域生態安全，提供了指導性依據。
“計算式”城市仿真探索與實踐 作者簡介
盛洪濤，男，漢族，武漢市自然資源和規劃局黨組書記、局長，工學博士，國家注冊城鄉規劃師。一直從事城市規劃與城市建設管理工作，注重理論研究和實踐總結，特別是在武漢實踐和創建了“實施性規劃編制體系”，作為負責人編制了《武漢長江大道實施性規劃》、《漢口二七商務區實施性規劃》、《武昌濱江商務區實施性規劃》、《漢陽歸元寺片文化區實施性規劃》等重點功能區實施性規劃，并直接領導這些區域的建設實施。
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