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城市标度律图谱

物理与社会 2021-09-24 v1 统计力学

摘要

通过对覆盖欧洲最大城市的 WorldView2 卫星高分辨率多光谱图像实施去趋势移动平均算法(DMA),获得了城市分形维数 DfD_f 的高精度估计。城市中心区(位于中心的区域)的分形维数系统性地高于郊区和外围区域,其 DfD_f 值分别从 1.651.651.901.90 不等。针对社会经济与基础设施变量,标度律 NβN^{\beta}(其中 NN 为人口规模)的指数 βs\beta_sβi\beta_i 依据分形维数 DfD_f 对不同城市与郊区 sector 进行了评估。结果证实了文献中报道的经验值范围。城市标度律传统上被推导为仿佛城市是零维对象,相关特征仅与单一均匀人口值有关,从而忽略了城市结构的微观异质性。我们的发现使人能够超越这一局限。高灵敏度且可重复的卫星记录给出了 Hurst 指数与标度指数的稳健局部估计。此外,该方法可区分不同标度理论,阐明标度现象的开放问题,调和相互矛盾的科学观点,并为系统采用复杂系统科学方法进行城市景观分析铺平道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.11050,
  title  = {Atlas of Urban Scaling Laws},
  author = {Anna Carbone and Pietro Murialdo and Alessandra Pieroni and Carina Toxqui-Quitl},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11050},
  year   = {2021}
}