城市标度律的可扩展分析：利用云计算分析全球21,280个城市
分布式、并行与集群计算
2024-12-04 v1
摘要
城市在人类发展和可持续性中扮演着关键角色，但由于时空数据的巨大规模和复杂性，研究城市面临着重大挑战。其中一个挑战是需要揭示全球数千个城市中普遍存在的城市模式，例如城市标度律。在本研究中，我们提出了一种新颖的大规模地理空间数据处理系统，能够在前所未有的规模上进行城市分析。我们通过使用一系列开源数据集（包括夜间灯光、建成区、人口统计和路网数据），重新审视了全球21,280个城市的城市标度律，从而展示了该系统能力。分析21,280个城市的特征涉及查询超过5亿个地理空间数据点，传统地理信息系统（GIS）处理此任务需要数天时间。相比之下，我们基于云的系统将分析时间缩短至几分钟，同时显著降低了资源消耗。我们的研究结果表明，城市标度律在欠发达、发展中及发达地区的城市中有所不同，这扩展了先前针对数百个城市研究的见解。这凸显了基于云的大数据处理对于高效、大规模地理空间分析的关键重要性。随着卫星影像和其他全球数据集的不断增长，科学发现的潜力呈指数级扩大。我们的方法不仅展示了如何高效执行此类大规模任务，也为城市和地理空间科学领域的数据科学家和研究人员提供了强大的解决方案。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.02299,
title = {Scalable Analysis of Urban Scaling Laws: Leveraging Cloud Computing to Analyze 21,280 Global Cities},
author = {Zhenhui Li and Hongwei Zhang and Kan Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.02299},
year = {2024}
}