"计算式"城市仿真探索与实践

本书通过介绍在规划学科中融合现代化信息方法，运用大数据、人工智能等科技手段，有利于统一性、整体性地思考国土空间规划体系，用量化方法精准解读城市、研判城市发展，拓展了规划人员的学科边界，有利于提高规划的科学性和城市管理的精细化。

主要从背景发展、理论概念和建设实践三个角度，提炼形成“计算式”城市仿真的探索之路及实践经验。1）背景发展篇。绪论着重介绍了城市发展、新型信息技术对城市带来的影响、当今城市发展面临的问题及新时代城市发展要求。2）理论概念篇。包括城市治理与城市仿真、“计算式”城市仿真的框架构架，介绍了城市治理和城市仿真的探索、框架设计、建设内容和技术支撑体系等内容。3）建设实践篇。包括数据湖、仪表盘、仿真模拟和智慧决策。从数据、指标、模型、决策四个层面，重点阐述“计算式”城市仿真框架的建设思路、内容提炼、方法实践、工程建设等内容。最后，总结了“计算式”城市仿真探索和实践经验，为城市科学、智慧规划和现代化治理提供经验样本。

盛洪涛，男，汉族，武汉市自然资源和规划局党组书记、局长，工学博士，国家注册城乡规划师。一直从事城市规划与城市建设管理工作，注重理论研究和实践总结，特别是在武汉实践和创建了“实施性规划编制体系”，作为负责人编制了《武汉长江大道实施性规划》、《汉口二七商务区实施性规划》、《武昌滨江商务区实施性规划》、《汉阳归元寺片文化区实施性规划》等重点功能区实施性规划，并直接领导这些区域的建设实施。

发展背景篇
1绪论02
1.1城市的发展02
1.1.1城市产生和发展的动力来源02
1.1.2世界城市发展的基本走向03
1.1.3我国城市的发展03
1.2技术的发展为城市发展提供新手段04
1.2.1信息技术进入泛在智能融合阶段04
1.2.2信息技术对人、社会的变革影响05
1.2.3信息技术提升智慧决策能力06
1.3城市发展的新理念08
1.3.1城市发展阶段08
1.3.2创新型城市11
1.3.3数字城市13
1.3.4智慧城市15
1.3.5可持续发展城市16
1.4城市发展面临的问题17
1.4.1自然环境破坏引发的问题18
1.4.2城市发展中的“城市病”19
1.4.3城市发展的理念误区20
1.5新时代背景下城市发展要求20
1.5.1新型城镇化的提出22
1.5.2新型城镇化内涵、本质与核心24
1.6小结24
2城市治理与城市仿真26
2.1城市内涵26
2.1.1城市释义与解读26
2.1.2城市的构成26
2.1.3城市的特征27
2.2城市治理28
2.2.1城市治理问题28
2.2.2城市治理的顶层设计29
2.2.3城市治理的现实需求30
2.2.4现代化城市治理的内容32
2.3城市仿真32
理论探索篇
3“计算式”城市仿真理论框架36
3.1武汉在城市治理方面的探索36
3.1.1城市仿真实验室的定位36
3.1.2城市仿真实验室的内容37
3.2“计算式”城市仿真构想38
3.2.1关于城市计算的理想38
3.2.2武汉多年来信息化基础39
3.2.3技术的快速进步44
3.2.4城市整体感知和观测基础48
3.3总体架构49
3.4框架设计50
3.4.1框架设计思路50
3.4.2框架构成52
3.5技术支撑体系54
3.5.1移动互联网54
3.5.2物联网55
3.5.3云计算57
3.5.4大数据59
3.5.5人工智能60
3.5.63S技术63
3.5.7区块链63
3.5.8增强现实技术66
建设实践篇
4数据湖70
4.1数据湖概念解读70
4.1.1数据与信息70
4.1.2数据库、数据仓库与数据湖71
4.1.3数据湖在“计算式”城市仿真中的作用73
4.2数据湖框架74
4.2.1数据湖的建设思路与建设原则74
4.2.2数据湖框架内容75
4.2.3数据资源梳理78
4.2.4数据治理体系构建88
4.2.5数据库建设要求89
4.3国土规划数据湖建设96
4.3.1现状底图96
4.3.2规划蓝图99
4.3.3实施动图99
4.3.4数据库建设及实例106
4.4可视化实践115
4.4.1单项数据可视化115
4.4.2面向数据治理的数据专题115
4.5数据应用125
4.5.1信息穿透125
4.5.2融合分析125
4.5.3空间数据查询125
4.5.4空间数据展示125
4.5.5要素专题展示127
4.6小结128
5仪表盘130
5.1仪表盘概念解读130
5.1.1仪表盘含义130
5.1.2仪表盘作用131
5.1.3仪表盘在“计算式”城市仿真中的作用131
5.2指标体系建设133
5.2.1现行指标梳理133
5.2.2仿真实验室指标体系构建147
5.3仪表盘建设161
5.3.1监测评估预警架构161
5.3.2仪表盘功能作用162
6仿真模拟168
6.1仿真模拟解读168
6.1.1仿真模拟的含义168
6.1.2仿真模拟的意义168
6.1.3仿真模拟发展的历程169
6.1.4仿真模拟在“计算式”城市仿真中的作用171
6.2仿真模拟体系建设172
6.2.1“计算式”城市仿真模运用存在的问题172
6.2.2仿真模拟体系建设技术思路173
6.2.3“计算式”城市仿真模型分类173
6.3仿真模拟建设内容180
6.3.1主干模型180
6.3.2专项模型181
6.3.3综合模型182
6.4未来预演室建设内容182
6.4.1模型总览183
6.4.2模型管理186
6.4.3公共配套服务设施模型187
6.4.4街道空间品质模型199
6.4.5碳排放模块203
6.4.6用地功能与就业产出模型211
6.4.7生态足迹模块214
6.5小结223
7智慧决策224
7.1智慧决策内容解读224
7.1.1城市规划建设决策224
7.1.2城市综合发展决策224
7.1.3城市智慧决策224
7.2面向智慧决策的逻辑体系225
7.2.1智慧决策模型应用225
7.2.2智慧决策清单构建226
7.2.3智慧决策应用场景构建233
7.3“智慧大脑”建设240
7.3.1国土空间规划“机审”工具240
7.3.2建筑规划方案智能“图审”工具242
7.3.3规划设计条件自动提取工具246
7.4小结249
8结语251
8.1结束语251
8.2未来展望252
参考文献254