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系统科学学院在《自然-通讯》发文揭示城市演化规律
2017-12-04
李睿琪、张江

 

系统科学学院团队完成的关于城市演化建模研究的文章Simple spatial scaling rules behind complex cities20171128日被权威综合性期刊《Nature Communications》接收并在线发表。《Nature Communications》是所有综合性期刊中仅次于《Nature》和《Science》的国际顶级学术期刊,五年影响因子为13.092。本文也是《Nature Communications》期刊发表的为数极少的城市建模方面的研究工作之一。

 

 

城市的产生和演化,已经成为人类文明和社会发展的重要标志。目前,全球有超过50%的人口居住在城市之中,超过80%的财富与90%的创新都产生于城市;但城市的发展同时也带来许多社会问题,例如污染、交通拥堵、区域发展不平衡等等。认识城市的演化规律,并在此基础上规划和调控城市的未来发展已经成为一个具有重要理论意义和实践价值的研究领域。事实上,城市是典型的由多种元素构成的演化的复杂系统,从这一系统科学的研究视角出发,本文建立了基于空间吸引和匹配生长机制的城市演化模型,首次揭示了城市中人口分布、道路密度、经济活力等元素的空间分布标度律,并进而为城市主要社会经济要素与城市规模之间的异速标度律给出了统一的理论解释。此外,该模型不但可以解释介观尺度的空间分布,还可以对跨城市的宏观超线性与亚线性标度律的起源作出一般性解释,并准确预测公里级的社会经济活动。这一研究在概念创新的基础上,提出了揭示城市元素间相互作用与演变的新视角和新方法,受到了审稿人的高度评价:This article provides a new insight in describing the development of cities and socioeconomic interaction between communities. Such analysis can potentially be applied to various scales of spatial economic entities from villages to the entire country.

 

 

研究工作由我校系统科学学院张江、王文旭团队,联合清华大学、北师大资源学院、美国波士顿大学等合作完成,该团队长期关注城市演化以及城市中的输运过程、人口移动等科学问题,取得了一系列有影响的学术成果。文章第一作者是系统科学学院博士生李睿琪,研究兴趣为城市计算与建模、复杂网络、流行病传播动力学和社会网络分析。合作者H. Eugene Stanley教授为美国科学院院士、统计物理学最高奖玻尔兹曼奖得主、经济物理学创始人,与我校系统科学学科有长期深入的学术合作关系,也是第一作者联合培养期间的合作导师。

 

 

论文:Simple spatial scaling rules behind complex cities

 

作者:Ruiqi Li, Lei Dong, Jiang Zhang, Xinran Wang, Wenxu Wang, Zengru Di & H. Eugene Stanley

 

杂志:Nature Communications

 

网址:https://www.nature.com/articles/s41467-017-01882-w

 

 

(系统科学学院)

基于空间吸引与匹配增长的简单模型及其结果

 

 

对于千米级社会经济活动强度的预测

 

 

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