用于预测城市指标演变与量化城市绩效的标度调整度量

目前超过一半的世界人口居住在城市中，预计到 2050 年这一数字将达到三分之二。受城市科学表征的相关性以及前所未有数据量的可用性推动，学术界近期已深入这一课题，其中最引人注目且普遍的发现之一是多个城市指标与人口规模之间存在稳健的异速标度律。尽管如此，大多数政府报告和若干学术工作仍然忽视这些非线性关系，常常分析城市指标的原始值或人均值，这种做法实际上使得城市度量偏向小城市或大城市，具体取决于我们面对的是超线性还是亚线性异速关系。遵循 Bettencourt 等人的思路，我们通过评估城市指标的实际值与由人口规模异速关系预期的值之间的差异，来校正这种偏差。我们表明，这种标度调整后的度量提供了对城市指标演变更为恰当/更具信息量的总结，并揭示了在巴西城市指标人均值演变中未出现的模式。我们还表明，这些标度调整后的度量与其过去值通过线性对应关系强相关，并且它们之间也显示出互相关性。简单的线性模型解释了数据中观测到的 31%-97% 的方差，并在将城市按高于和低于异速律分组时，正确重现了标度调整度量的平均值。我们进一步运用这些模型预测城市指标的未来值，并通过可视化预测的变化，验证了空间集群的出现，其特征是巴西领土上我们预期城市指标值将增加或减少的区域。