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| 編輯推薦： |
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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。
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| 內容簡介： |
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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。*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。
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| 關於作者： |
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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。
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| 目錄：
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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
3.5.6 3S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
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| 內容試閱：
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序1党的十八届三中全会以来，以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩、放眼未来、顺应大势，明确将“推进国家治理体系和治理能力现代化”作为中国“第五个现代化”，意义巨大，影响深远。推进国家治理体系和治理能力现代化，正是“智慧城市”治理的重中之重，是与时俱进的重要指向。对于智慧城市治理，国家制定战略，城市谋求建设，人民希冀安康。作为城市治理的一级部门，理应胸怀新时代的大局，把握新时期的大势，紧抓新发展阶段的要求，找准工作的切入点和着力点，以信息化促进智慧化，以智慧化推动社会治理现代化，实现治理能力现代化。推进城市治理现代化建设意义重大，影响深远，是新时期党和国家的战略决策。在信息技术浪潮的推动下，大数据、云计算、人工智能等新兴技术的东风吹进了城市治理领域，依靠互联网技术推动智慧城市建设，给城市量化计算提供了技术方向，也给城市治理现代化带来了新思路、新可能、新变化。武汉市自然资源和规划局在国土规划系统开展精准化、快速化工作机制，实现各项工作提质增效；结合国土规划系统自身变革需要，谋划开展城市治理的顶层设计工作，对城市规划建设进行系统认识，通过数据科学和高新技术让城市规划、建设和管理智能化、智慧化。当前，在智慧城市治理、建设方面，开展了一系列前沿方法研究和业务实践，提炼和总结了大量宝贵的经验探索并形成“计算式”城市仿真框架。为实现城市现代化治理，持续在以下几个方面花更多精力，实现城市治理现代化建设。（1）加强挖掘数据资源的价值，促进系统且全面地认知城市。通过数据科学和量化方法全方位解读城市，深挖数据价值，驱动业务创新，解决城市问题，实现城市治理的精细化和智能化。（2）以“新兴技术 规划 ”为核心，推进规划业务的应用转型。运用大数据、人工智能等新兴技术，促进社会、人口、经济等多领域与规划融合，加大在城市指令领域的创新业务，推动技术创新与治理融合，为城市现代化治理打下牢牢的技术基础。（3）建立城市级的智慧决策平台，提升治理能力。对于超大型城市治理，从规划源头出发，对城市运行状态、动态精准感知；从管理角度出发，及时预判城市可能发生的风险，预警管理应对，提升现代化的空间治理能力。士不可以不弘毅，任重而道远。智慧城市治理须一步一脚印，以信息化促进智能化、以智能化推动智慧化，以智慧化迈向 “现代化”。改革创新谋发展，科技创新期未来，紧紧遵循发展规律，把握时代特征，迈向新起点，打造符合规划实际的亮点。序2十九届四中全会提出“坚持和完善中国特色社会主义制度、推进国家治理体系和治理能力现代化”的新时代目标，现代化的治理体系与治理能力，成为当前城市规划与建设、管理与发展的重要命题。城市治理现代化是向精致城市方向迈进的重要举措，是推进政府管理和社会治理模式的创新之路。武汉作为数字城市、智慧城市的先锋军，在城市治理方面积累了大量宝贵经验。武汉市自然资源和规划局探索符合国土空间规划的城市治理顶层设计，利用云计算、大数据和人工智能等高新科技，探索和实践符合自身变革需求的城市治理现代化建设之路。随着智慧城市逐步发展，城市仿真计算日益受到国内外行业领域的广泛关注，但是目前在城市建设与管理方面尚未有系统性、实践性的城市计算方面的书籍，在城市治理、智慧规划与城市计算方面缺少实践型的相关书籍。武汉城市仿真实验室经过多年城市计算方面的探索与实践，得到了武汉市自然资源和规划局的支持；在城市问题剖析、规划痛点、城市计算的数据湖、仪表盘、仿真模拟和智慧决策等方面做了大量创新型实践探索，形成了一批研究与实践成果，系统性地提出了符合武汉规划实际的“计算式”城市仿真体系，构建了面向超大城市治理的城市仿真工作框架，并在业务工作中对探索过程进行了验证。《“计算式”城市仿真探索与实践》系统地阐述了团队在武汉规划方面的最新研究成果和实践经验，是全国第一部关于城市规划仿真的系统性专著，具有重要的现实意义和参考价值。本书系统地阐述了智慧城市治理、智慧规划实践方面涉及的核心方法与创新研究成果，具有明显的先进性、创造性和实用性。先进性在于该书内容描述的是在城市规划、建设和管理中的关键核心技术与前沿问题，为武汉智慧城市治理、智慧规划奠定了现实基础；创造性在于该书源于团队近些年的潜心研究和业务工作实际的提炼总结，提出了“计算式”城市仿真方法，实现了在国土规划业务实际中、城市建设管理中数据自动汇集、集成和融合；实用性体现在该书结合了城市规划、建设和管理工作实际，提出了一系列仿真模型和智慧决策工具，如街道空间品质模型、设计条件自动提取和“图审”工具等，对智慧城市治理具有重要的指导作用。本书将会在智慧城市治理与建设管理等方面发挥重要的作用，以期进一步提升城市治理智慧化水平，为国土空间规划、城市建设等领域提供武汉的实践样本。
土地是人类生存与发展最根本的物质基础，是人类生产生活的重要空间载体。人类社会发展的历程在土地上最直观的体现就是对土地的利用与改造，从农业社会、工业社会到信息化社会，不同时期人类对土地的要求、发展都不一样，如农业社会以传统种植为主，工业社会对土地上的各种能源资源进行开采，信息化社会的城市呈多样化发展，包括从地上空间到地下空间的利用。对土地的改造与利用深刻反映了城市的工业化与城镇化进程。自改革开放以来，我国一直处于高速的城镇化发展阶段，发展速度快、规模大，促进了我国进入工业化时代。1978—2021 年，我国城市数量由 193 座增加到 727 座，城镇人口从 1.72 亿增加到 9.019 亿，人口城镇化率从 17.92% 提升到 63.89%。科学是第一生产力，为我国工业化发展提供了强劲的动力，促进了城市经济的发展，改善了人们的生活水平。然而，在高速发展的同时，工业化与城镇化也带来了一系列的问题，人类活动的加剧，城市不合理的开发与扩展方式，土地资源的过度开发，资源环境保护，粮食安全和居住环境等问题层出不穷，这为土地资源的集约节约利用、城市的可持续发展带来了巨大的阻挠。由于“城市病”愈演愈烈，相关事件频发，这严重制约了城市的健康发展、社会经济的可持续发展，为社会带来了一系列问题，也严重威胁到人类的生存环境。如我国大多数城市都饱受雾霾的困扰，空气污染问题严重；在北方，每逢冬季都会面临沙尘暴的威胁；在南方，每逢夏天，城市内涝问题严重。以往重经济、“摊大饼”的粗放式经济增长模式破坏了土地生态，影响了生态环境和人类的生存空间，制约着人类社会的可持续发展。
面对日益严峻的生态环境形势，维护生态安全、建设生态文明也受到了国家的高度重视，多项国家政策也相继出台。2012 年，党的十八大报告将生态文明建设提到了前所未有的战略高度，提出把生态文明建设放在突出地位，并对生态文明建设做了总部署，将其与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设一并纳入中国特色社会主义事业现代化“五位一体”的总体布局。2014 年 3 月，《国家新型城镇化规划（2014—2020 年）》正式发布，提出了“以人为核心”的新型城镇化道路，明确强调生态文明，着力推进绿色发展、低碳发展、循环发展，创建安全、生态和高效的城市生活环境，切实推进生态文明建设，维护生态安全。2015 年 9 月，《生态文明体制改革总体方案》发布，该方案是从国家战略的高度对生态文明建设进行的顶层设计，从生态文明体制改革的目标、制度建设、制度保障多个层面进行了全方位部署，从保障国家生态安全、改善环境质量的角度出发，以解决生态环境领域突出问题为导向，完善资源的节约利用和保护管理制度，建立节约集约用地激励和约束机制，树立发展和保护相统一和空间均衡理念，推动人口、经济、资源、环境的平衡发展，维护生态平衡，形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局。
《国家新型城镇化规划（2014—2020 年）》提出了以城市群为主体形态，各等级规模城市协调发展的指导思想，为我国广大城市走新型城镇化道路指明了方向。建设生态文明、维护生态安全已成为我国全面建成小康社会阶段的一个重要战略，也进一步反映了生态保护在城镇化进程中的重要程度，为开展新型城镇化背景下生态环境保护、维护区域生态安全，提供了指导性依据。
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