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课程信息
课程名称:城市模型概论
授课教师:龙瀛,清华大学建筑学院
授课时间:1-8周/每周二/第六大节(19:20-20:55)
授课地点:五教(具体地点详见选课系统)
课程类别:全校性本科生选修课(属于文化素质课)
课时:16
学分:1
课程简介
纵观城市科学的发展历史,从对城市现象的记载、描述,到对其进行归纳、总结、再到对城市事物之间的关系描述,最后发展到用系统的观点看待城市,其发展历程经历了一个从定性到定量的过程。现阶段,定量化程度已经越来越成为衡量该学科发展程度的指标。城市模型 (Urban Model)是在对城市系统进行抽象和概化的基础上,对城市空间现象与过程的抽象表达,是客观认识城市系统、对其发展规律进行总结并对未来发展可能进行预测和情景分析的研究方法。城市模型是对城市系统进行科学管理和规划的重要工具,可以为城市政策的制定和实施评价提供技术支持。
最近几年兴起的新数据环境(大数据与开放数据)和城市分析研究方法(如人工智能)为城市科学提供了新的动力,虽然其更侧重于对城市系统现状的条带状客观描述,弱于对城市系统的综合分析及对其未来的情景分析乃至预测,但日益多元和时空覆盖精细化的数据源和更加智能的计算方法,则同时也为城市模型研究的深度和广度的扩展都提供了更多机会。清华大学目前开设了一定数量的大数据和智能方法方面的本科生和研究生的课程。并已经设立了清华大学大数据能力提升项目,但目前尚没有旨在分析城市系统过去、评价城市系统现状和预测城市系统未来的城市模型方面的课程。经过调查,英美部分知名高校(如麻省理工学院、伦敦大学学院和纽约大学等)已经开设了《城市模型》以及《智慧城市》等相关课程。
在这样的背景下,集成申请人的国际化学术研究、木土化工程实践以及海内外学术交流经历,申请开设《城市模型概论》这一全校性选修课,经过调研也是清华大学多专业本科生期待的课程。随着我国城市化进程的转型,复杂性和综合性的增加,迫切需要提高这一领域的专业教育水平。这一课程,有望是我国首次专门针对跨多专业的本科生开设城市模型方面的课程。成功开设一到两个学期后,将考虑申请学校的MOOC在线课程。
本课程将结合国际学界和业界在城市模型领域的最新研究进展,并充分考虑中国城市化的自身特征和所处阶段,对城市模型这一领域进行讲授。内容将涵盖城市系统概述、城市模型概述、城市模型涉及的数据/方法/软件/可视化技术、主流城市模拟方法、最新前沿等内容进行讲授。
英文课程简介
Aiming at better understanding the past/present urban development rules and forecasting future urban development, urban modeling has been extensively studied for decades. Emerging big data and cutting-edge techniques have provided new opportunities for urban modeling via extending both the simulation depth and scope. This course combining both the recent progresses on urban modeling and the ground truth of urban system of China is providing students with both the base for urban modeling like data, analytical methods and visualization tools and various mainstreaming urban models ranging from spatial interaction, cellular automata, multi-agent, system dynamics, to network analysis and artificial intelligent models.
教材及参考书
国内尚无城市模型方面的教材,申请人正在根据上述教学大纲撰写《城市模型概论》专著/教材(有望成为国内第一本城市模型方面的书籍出版物),将随着讲课进度的开展,向选课同学发放相应章节的文档。课程上还将主要把英国皇家科学院院士Michael Batty撰写的英文专著《Urban Modelling: Algorithms, Calibrations, Predictions》作为主要参考书。此外,前期申请人在北京城市实验室(Beijing City Lab)发布了《城市模型及其规划设计响应》网络课程(中英文)(Beijing City Lab的Courses频道),在线课件得到了数千人的下载和阅读。将发给学生作为课外读物。本课程的所有课程文件、数据和扩展阅读将放到指定网站上供选课学生下载。此外,还将结合微信群、邮件群等方式,建立选课学生和任课教师直接联系的多个渠道,促进学生对城市模型的理解。
考察方式
中期作业(30分)+出勤(30分)+大作业(40分)
选课指导
本课程适合城乡规划、建筑学、风景园林、人文地理、地理信息系统、城市经济、城市交通、公共管理、环境科学与工程和社会学等专业的清华大学
二年级及以上本科生
先修要求
建议先修《建筑数学》、《规划教学》、《高等数学》、《数学分析》、《线性代数》、《概率与数理统计》中的至少一门,需要对城市系统有初步认识或浓厚兴趣,最好了解基本的城市空间分析能力和统计分析能力
教学大纲
1. 城市模型概论之概论(城市模型的流派、经典城市模型、最新发展趋势两大阵营)
2. 建立城市模型所需要的基础数据
3. 城市空间分析方法
4. 城市模型语言(Python)
5. 空间相互作用模型
6. 基于规则建模
7. 矢量元胞自动机模型
8. 大数据时代的城市模型展望及课程总结
教师教学特色
学生可以获得和应用的重要技能包括:
(1)量化研究城市系统的思维
(2)利用某种城市模型解决城市问题或支持政策评价
(3)撰写量化研究报告
(4)课堂分组讨论以及
(5)课外基于互联网自主学习的能力
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责任编辑:橘子
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《城市模型及其规划设计响应》在线课程