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出版者:高等教育出版社

作者:章非娟

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2006-1

价格:32.50元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040177817

丛书系列:

图书标签:

• 教材
• 大学学习
• 中国
• 环境工程
• 实验教学
• 环境监测
• 水质分析
• 空气污染
• 固体废物
• 环境化学
• 环境微生物
• 工程实践
• 高等教育

《城市动力学：从数据到决策的智能规划》 内容简介 在快速演进的现代社会，城市作为一个复杂的生命体，其运行效率、居民福祉以及可持续发展能力，越来越依赖于对其内在运行规律的深刻理解和智能化管理。《城市动力学：从数据到决策的智能规划》正是这样一部力图解析城市运行奥秘，并为城市发展提供科学决策依据的著作。本书并非传统意义上的技术手册，而是一场跨学科的探索，聚焦于如何运用前沿的数据科学、建模技术以及人工智能，将海量、异构的城市数据转化为可执行的、面向未来的发展策略。 本书的出发点，是认识到城市是多尺度、多维度、动态变化的复杂系统。从宏观的交通流量、能源消耗、环境质量，到微观的个体行为模式、社区互动、公共服务响应，每一个环节都蕴含着重要的信息。然而，这些信息往往分散、碎片化，并且在时间和空间上呈现出高度的非线性和耦合性。传统的规划方法，往往基于经验、类比或简化的模型，难以应对这种复杂性带来的挑战。 《城市动力学》的核心竞争力在于其对“城市动力学”这一概念的深入挖掘与实践应用。我们认为，城市如同一个巨大的“动力系统”，其发展轨迹并非随机，而是由一系列相互关联的变量和反馈机制所驱动。理解这些“动力”是如何产生的、如何相互作用，以及如何在不同条件下演化，是实现城市可持续、高效、韧性发展的关键。本书将带领读者深入探讨城市动力学的多重维度，包括但不限于： 一、城市数据的多维采集与整合： 本书首先将详细阐述城市数据采集的最新技术和前沿方法。这包括了从物联网传感器（如交通流量检测器、空气质量监测站、智能电表）、地理空间信息系统（GIS）、移动通信信idata、社交媒体数据、卫星遥感影像，到政府开放数据平台等各类数据源的提取、清洗、标准化和整合。我们将深入探讨数据质量的评估、缺失数据的填补、以及跨平台、跨格式数据的融合技术，为后续的分析和建模奠定坚实的基础。这部分内容将强调数据的“原始生命力”，即如何从看似杂乱无章的信息流中，挖掘出城市运行的“脉搏”。 二、城市系统建模与仿真： 在数据基础之上，本书将重点介绍构建城市运行模型的理论与实践。我们将涵盖多种建模范式，包括： 基于代理的建模（Agent-Based Modeling, ABM）： 模拟个体（如居民、车辆、企业）的离散行为及其相互作用，从而涌现出宏观的城市现象。例如，如何模拟人口流动对交通拥堵的影响，或居民决策对能源消耗模式的改变。 系统动力学（System Dynamics）： 关注系统中的反馈回路、延迟和非线性关系，以理解城市要素（如人口、经济、环境、基础设施）之间的长期演化趋势。例如，如何分析城市扩张与环境污染之间的循环促进关系。 网络科学（Network Science）： 将城市视为一个由节点（如居民、设施、道路）和边（如联系、流动、关系）构成的复杂网络，分析其拓扑结构、鲁棒性和信息传播特性。例如，研究社交网络对疫情传播或信息扩散的影响。 统计建模与机器学习（Statistical Modeling & Machine Learning）： 应用回归分析、时间序列分析、聚类、分类、深度学习等技术，从数据中发现模式、预测趋势，并识别驱动因素。例如，利用机器学习模型预测交通高峰时段，或识别影响居民出行选择的关键因素。 我们将通过大量案例研究，展示如何将这些建模技术应用于城市交通、能源、环境、住房、公共安全、公共卫生等具体领域。 三、城市运行的智能分析与洞察： 数据和模型是基础，而真正的价值在于从中提取深刻的洞察，并将其转化为可操作的知识。本书将聚焦于智能分析方法，包括： 异常检测与模式识别： 识别城市运行中的异常事件（如突发交通拥堵、环境污染超标、公共服务短缺）及其潜在原因。 驱动因素分析： 运用统计和机器学习方法，量化影响城市关键指标（如房价、犯罪率、空气质量）的因素及其相对重要性。 趋势预测与情景模拟： 基于历史数据和模型，预测未来城市发展的可能走向，并模拟不同政策干预下的可能结果。例如，预测未来十年的人口结构变化对公共交通需求的影响，或模拟电动汽车普及对城市电网负荷的影响。 空间分析与地理计算： 结合GIS技术，对城市空间数据进行深入分析，识别空间格局、优化资源配置，并理解空间因素对城市运行的影响。例如，分析公共服务设施的可达性，或识别城市热岛效应的成因。 四、从数据到智能决策的闭环： 本书的最终目标，是将智能分析的洞察转化为实际的城市规划和管理决策。我们将探讨如何建立一个“数据-分析-决策-行动-反馈”的闭环系统。这包括： 决策支持系统（Decision Support Systems, DSS）： 设计和构建能够为城市管理者提供实时信息、预测分析和方案比较的智能系统。 可视化与交互界面： 开发直观、易于理解的可视化工具，帮助管理者快速掌握城市运行态势，并探索不同决策的潜在影响。 政策模拟与评估： 利用模型对不同政策选项进行预评估，量化其预期效果、潜在风险和成本效益，从而支持科学的政策制定。 参与式规划与公众互动： 探讨如何利用数据和技术，促进公众参与城市规划过程，收集居民反馈，提高决策的透明度和接受度。 《城市动力学：从数据到决策的智能规划》适合于城市规划师、交通工程师、环境工程师、城市管理者、数据科学家、政策研究人员，以及任何对理解和塑造未来城市感兴趣的读者。本书将帮助您跨越传统学科的界限，掌握一套强大的工具和思维方式，以应对21世纪城市发展所面临的复杂挑战，驱动城市迈向更加智能、高效、可持续和宜居的未来。这本书所提供的，不仅仅是技术层面的方法，更是一种全新的城市思维——一种基于数据、洞察和预测的，面向未来的城市发展观。

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这本书的装帧设计给我留下了非常深刻的印象。封面采用了素雅的米白色调，搭配着深灰色的衬线字体，整体给人一种沉稳、专业的学术气息。纸张的质感也相当不错，厚实而又不失韧性，油墨印刷清晰锐利，即便是最细微的图表和公式，看起来也毫无模糊感。我特别喜欢它内页的排版风格，图文布局非常合理，很多实验步骤的图解都采用了高清彩印，细节之处处理得非常到位，这对于需要反复对照操作指南的实验来说，简直是福音。侧边距留得恰到好处，方便读者在阅读时做笔记和标注重点，不会觉得拥挤。装订方面，采用了精装锁线工艺，即便是频繁翻阅，书脊也依然平整如新，这对于我们这种需要经常带去实验室的参考书来说，耐用性是非常重要的考量。相比起一些设计感过强、内容却难以使用的教材，这本书在实用性和视觉体验之间找到了一个绝佳的平衡点，让人愿意长时间地捧读和研习。

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我对这本书的内在逻辑组织结构感到由衷的赞赏。它并非简单地将各个实验项目罗列堆砌，而是遵循着从基础理论到复杂应用逐步递进的清晰脉络。开篇部分的绪论部分，对整个实验学科的背景和规范进行了系统而精炼的梳理，为后续的实践操作打下了坚实的基础。随后，各个实验单元的划分非常科学，比如“水处理单元操作基础”与“大气污染控制模拟实验”被巧妙地分置于不同的章节，但章节之间又存在着理论上的内在关联，使得读者在学习过程中能够建立起一个完整的知识体系框架。每一章的引言部分都会清晰地阐述该实验的目的、核心原理以及预期掌握的能力点，这种前置的引导极大地提升了学习效率。而且，作者似乎非常懂得读者的学习痛点，对于那些容易混淆或出错的关键步骤，都会用醒目的符号进行特别提示，这种细致入微的编排，体现了作者深厚的教学经验和对学习者需求的深刻理解。

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这本书在理论深度与实践操作的衔接处理上，达到了一个令人惊叹的高度。很多实验指导书往往只是给出一个操作流程，而这本书则不然。在每一个实验的“原理阐述”部分，作者深入浅出地剖析了背后的化学反应动力学或物理传输机制，引用的文献资料也十分权威，确保了读者不仅仅是“照猫画虎”地完成实验，而是真正理解每一步操作背后的科学意义。更难能可贵的是，它没有止步于标准的实验流程。在每个实验的最后，都设置了一个“误差分析与改进建议”的讨论板块，引导读者思考实验条件对结果的影响，以及如何设计更合理的实验方案来提高精确度或重现性。这种鼓励批判性思维的设置，对于培养未来能够独立进行科研工作的人才来说，无疑是至关重要的价值所在。

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从资源整合与辅助学习的角度来看，这本书无疑是同类书籍中的佼佼者。它不仅仅是一本孤立的实验手册。随书附带的光盘（或在线资源链接）中包含的丰富多媒体材料，极大地拓展了学习的边界。我发现里面有多个关键仪器的三维动态模拟演示，这对于我们这些初次接触精密设备的学习者来说，简直是救星——在实际操作前可以先在虚拟环境中熟悉流程，大大减少了在真实设备上操作失误的风险。更实用的是，它提供了一套结构化的数据处理模板，这些模板基于主流的统计软件格式，可以直接导入实验数据进行分析和图表绘制。这无疑为我们节省了大量时间，让我们可以将精力更集中于结果的解释和讨论上。这种全方位的技术支持，使得这本书的价值远远超出了其作为一本纸质教材的范畴，它更像是一个配套的、全天候的实验辅导系统。

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阅读这本书的过程中，我发现作者在语言风格上的把握非常到位，它成功地避免了传统技术书籍那种干巴巴、令人昏昏欲睡的叙事腔调。行文流畅，用词精准，既保持了学术的严谨性，又充满了适度的启发性。尤其是对那些复杂的仪器操作部分的描述，简直像一位经验丰富的老教授在耳边亲自指导。作者善于使用生动的比喻来解释抽象的概念，比如在描述某种反应釜的混合效率时，它会用一个日常生活中相似的例子来做类比，瞬间打消了读者的困惑。此外，书中引用的案例和背景故事也十分贴近行业前沿，让人感觉这本书的内容是“活的”，而不是一成不变的教科条文。这种兼具可读性和专业深度的叙事方式，让原本枯燥的实验学习过程变得富有乐趣和探索性。

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