City of the People, for the People: Sensing Urban Dynamics via Social Media Interactions
了解城市的时空动态是许多应用的核心，包括城市规划，分区和房地产建设。到目前为止，我们对城市动态的大部分了解都来自于传统的调查，这些调查是由个人进行的，或者是通过利用电话详细记录形式的移动数据。然而，与这些方法相关的高昂的财政和人力成本使得数据的可用性非常有限。在本文中，我们研究了使用大规模和公开的用户贡献的内容，以社交媒体帖子的形式来了解城市的城市动态。我们为不同的城市和同一城市的不同社区建立活动时间序列，以确定发生的不同动态模式。接下来，我们对时间序列进行聚类分析，以了解城市模式的空间分布。我们对伦敦和多哈两个城市的实例表明了我们方法的有效性。
2018-07-16 cs.SI physics.soc-ph
Community Structures, Interactions and Dynamics in London's Bicycle Sharing Network
自行车共享计划是一种交通系统，不仅在拥挤的城市地区提供有效的交通方式，而且还改善了与公共交通和当地交通的最后一英里连接。全球各地的自行车共享计划产生了详细的空间和时间维度的出行数据集，通过适当的挖掘和分析，这些数据集揭示了有关城市交通模式的宝贵信息。在本文中，我们研究了伦敦自行车共享数据集，以探索社区结构。使用一种新的聚类技术，我们得出独特的行为模式，并评估社区的互动和时空动态。分析揭示了模仿伦敦物理结构的独立，相互关联和混合集群。随着时间的推移，我们发现地理上孤立和专业化的社区是相对一致的，而其余的系统表现出波动性，特别是在上下班高峰期。通过增加我们对自行车共享用户集体行为的理解，这种分析支持政策评估，运营决策，并激励基础设施设计和管理的改进。
2018-08-16 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
UrbanFACET: Visually Profiling Cities from Mobile Device Recorded Movement Data of Millions of City Residents
城市是生命系统，城市基础设施及其功能是由人口行为定义和演变的。城市和功能区的轮廓化是城市设计和规划的重要课题。本文研究了一个独特的大数据集，其中包括数以千万计的城市居民的日常运动数据，并开发了一个可视化分析系统，即UrbanFACET，发现和可视化多个城市及其居民的动态轮廓。这个大的用户移动数据集，从移动用户在数千个手机APP上的不可知签到中获得，在综合研究和可视化中与城市结构（例如，道路网络）和POI（兴趣点）分布。特别是，我们新颖地开发了一套基于信息理论的指标来表征城市地区和居民群体的流动模式。这些多方面的指标包括流动性、活力、通勤、分散性和密度（FACET），它们对隐藏的城市功能和行为进行分类和表现。UrbanFACET系统还允许用户直观地分析和比较大都市规模的不同地区和城市的指标。该系统是通过对几个大的和人口稠密的城市的案例研究，并涉及现实世界的用户研究进行评估。
2017-07-13 cs.SI
Urban road networks -- Spatial networks with universal geometric features? A case study on Germany's largest cities
城市道路网络具有独特的几何性质，部分地由其（准）二维结构决定。在这项工作中，我们研究这些属性的20个最大的德国城市。我们发现，所有检查的道路网络的小尺度几何形状是非常相似的。路段的对象大小分布和由此产生的蜂窝结构的特点是由沉重的尾巴。作为一个特定的功能，在所有网络中观察到很大程度的矩形，与链接角分布近似描述拉伸指数函数。我们提出了一个严格的统计分析的主要几何特征，并讨论它们之间的相互关系。我们的研究结果表明，在城市道路网络的时间演变的成本效益约束的根本重要性。
2011-02-17 cs.SI physics.data-an physics.soc-ph
Data analytics on key indicators for the city's urban services and dashboards for leadership and decision-making
本文探讨了数据分析与仪表板在智慧城市决策中的作用，提出通过整合实时数据流与站点分析的城市仪表板方案，以获取准确信息并提升城市服务可持续性。
2023-09-12 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
Disadvantaged Communities Have Lower Access to Urban Infrastructure
空间可达性的差异与城市社区之间日益严重的不平等密切相关。由于提高某些社区的无障碍水平可以为他们提供向上的社会流动性，并解决城市中的社会排斥和不平等问题，因此必须了解城市社区空间无障碍的性质和分布。为了支持决策者在城市政策干预中实现包容性和公平性，我们提出了一个开源和数据驱动的框架，以了解不同人口统计数据之间基础设施无障碍的空间性质。我们发现，在任何城市（54个城市）的基础设施的广泛的可访问性收敛到齐普夫定律，这表明不平等也出现在这些城市的增长过程成正比。然后，评估这些城市的社会经济集群的城市配置文件之间的空间不平等，我们发现城市社区明显隔离沿社会和空间线。我们发现，少数民族比例较大、收入较低、拥有大学学位的人数相对较少的人群的可及性得分较低。这些研究结果表明，我们提出的可重复的框架可能有助于理解导致空间不平等的过程，并支持城市制定有针对性的措施，以解决某些贫困社区的不平等问题。
2022-03-25 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
Urban delineation through the lens of commute networks: Leveraging graph embeddings to distinguish socioeconomic groups in cities
本研究提出利用源自人口普查的通勤网络，通过图神经网络（GNN）架构提取城市区域节点的低维嵌入并进行聚类，以实现城市区域划分。实验表明该方法能有效捕捉社区间的社会经济差异，为城市社区检测提供了有力替代方案。
2025-07-15 cs.SI physics.soc-ph stat.ML
Quantifying Spatial Homogeneity of Urban Road Networks via Graph Neural Networks
Purdue University（普渡大学）；Peking University（北京大学）
量化城市道路网络（URN）的不同部分的拓扑相似性，使我们能够了解城市的增长模式。虽然传统的统计数据提供了有用的信息，无论是一个单一的节点的直接邻居或整个网络的特性，这样的指标无法衡量的相似性，考虑到当地的间接邻居关系的子网络。在这项研究中，我们提出了一种基于图的机器学习方法来量化子网络的空间均匀性。我们将该方法应用于全球30个城市的11，790个城市道路网络，以衡量每个城市内部和不同城市之间道路网络的空间均匀性。我们发现，城市内部的空间同质性是高度相关的社会经济地位，如GDP和人口增长。此外，通过在不同城市之间转移模型获得的城市间空间同质性，揭示了起源于欧洲的城市网络结构的城市间相似性，传递到美国和亚洲的城市。使用我们的方法揭示的社会经济发展和城市间的相似性可以用来理解和转移城市之间的见解。它还使我们能够应对城市政策挑战，包括快速城市化地区的网络规划和消除区域不平等。
2021-11-30 cs.LG cs.SI physics.soc-ph
Urban Epidemic Hazard Index for Chinese Cities: Why Did Small Cities Become Epidemic Hotspots?
多个中小城市（大部分位于中国北方）于二零二一年初第二波COVID-19传播期间成为疫情热点。尽管对潜在的社会经济原因进行了定性讨论，但仍不清楚如何从定量方法解释这一模式。通过城市流行病危害指数（EpiRank）的发展，我们提出了对这一现象的数学解释。该指数是从一个多层交通网络模型上的流行病模拟局部SEIR传输动力学，其特征在于城市内和城市间的车厢人口流动与详细的数学描述。从本质上讲，我们认为，这些突出的城市具有更大的流行病的危险，由于大的区域人口和小的城际交通的综合影响。该指标具有动态性和适用性，可作为我国城市传染病风险评估和应急规划的参考指标;模型框架模块化，适用于其他国家。
2021-03-09 cs.SI econ.GN math.DS
Spatio-temporal variations in the urban rhythm: the travelling waves of crime
在过去的几十年里，城市处于一个集中组织的平衡状态的概念已经让位于城市不平衡和自下而上组织的观点。从这个角度来看，城市是一个不断发展的系统，展示了由地方决策构建的新兴现象。虽然城市演变促进了积极社会现象的出现，如创新中心的形成和文化多样性的增加，但也产生了消极现象，如犯罪活动的增加。然而，我们仍然远远没有理解这些现象的驱动机制。特别是，分析城市现象的方法由于忽视了时间非平稳性和空间异质性而在范围上受到限制。就犯罪活动而言，一个多世纪以来，我们都知道犯罪在一年中的特定时间达到顶峰，但文献仍然未能说明犯罪的流动性。在这里，我们开发了一种方法来描述城市数量的空间，时间和周期性变化。利用来自12个城市的犯罪数据，我们研究了犯罪的周期性在城市中随时间的空间变化。我们确认了一年的犯罪周期，并表明这种周期性发生在整个城市不均匀。这些“犯罪浪潮”不断在城市中蔓延：虽然城市有一个稳定的区域数量，有一个年周期，但这些区域表现出非平稳的系列。我们的研究结果支持城市在不断变化的概念，影响城市现象-与城市不平衡的概念一致。
2018-11-02 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
A city of cities: Measuring how 15-minutes urban accessibility shapes human mobility in Barcelona
随着城市的扩张，人口流动已成为城市规划和政策制定的中心焦点，以使城市更具包容性和可持续性。诸如“15分钟城市”之类的倡议已经到位，以便将注意力从单中心城市布局转向多中心结构，增加当地城市设施的可用性和多样性。最终，他们希望增加当地的步行能力，并增加住宅区内的流动性。虽然我们知道城市设施如何影响城市层面的人口流动，但对这种关系的空间变化知之甚少。在这里，我们使用移动电话，人口普查和自愿的地理数据来衡量在巴塞罗那的始发地-目的地流量和当地城市可达性之间的关系的地理变化。使用负二项地理加权回归模型，我们表明，在全球范围内，人们倾向于访问更好地获得教育和零售的社区。在当地，这些和其他特征在城市的不同社区中以行政边界无法解释的方式在符号和幅度上发生变化，并提供有关城市特征（如租金价格）的更深入见解。总之，我们的工作表明，15分钟城市的质量可以大规模衡量，为城市的多中心结构以及人们如何使用和访问这种结构提供可操作的见解。
2021-03-22 cs.SI
Mining Urban Performance: Scale-Independent Classification of Cities Based on Individual Economic Transactions
城市系统的密集发展给城市规划者和决策者带来了许多挑战，以维持可持续增长。运行有效的城市政策需要有意义的城市指标，这些指标可以量化重要的城市特征，包括实际人类行为的各个方面。由于已知城市规模对人类活动具有重大但通常是非线性的影响，因此开发无标度指标来捕获定性城市属性也变得非常重要，超越了规模效应。最近由涉及数字技术的人类活动创建的广泛数据集的可用性在这一领域创造了新的机会。在本文中，我们提出了一种新的方法，城市评分和分类的基础上定量无标度指标的经济活动的城市居民，以及国内和国外游客。这是西班牙的例子证明，但拟议的方法是一般性的。我们采用了一种新的大规模无处不在的数据源，其中包括由西班牙最大的银行之一收集的银行卡交易的匿名全国记录。分类的不同方面揭示了西班牙城市的重要特性，这对官方社会经济统计数据可能发现的模式起到了重要补充作用。
2014-05-16 cs.SI physics.soc-ph q-fin.GN
Living in Living Cities
本文概述了当前和潜在的应用生活技术的一些城市问题。生命技术可以被描述为展示生命系统核心特征的技术。这些特征对于解决动态问题是有用的。特别是，提出了有关流动性，物流，电信，治理，安全，可持续性以及社会和文化的城市问题，同时审查了涉及生活技术的解决方案。一种方法来开发生活技术，而超优的公共交通系统被用来作为一个案例研究，以说明城市生活技术的好处。最后，讨论了将城市描述为生命系统的有用性。
2012-11-26 cs.SI nlin.AO physics.soc-ph
Deciphering Urban Morphogenesis: A Morphospace Approach
本文提出一种融合城市理论、形态空间概念与考古证据的混合方法，将城市形态发生视为在密度、渗透性和信息维度上受筛选过程支配的形态空间轨迹，用以解释城市如何作为支持复杂社会功能的平衡方案而出现和演化。
2024-11-25 cs.CY cs.SI physics.soc-ph
Role Detection in Bicycle-Sharing Networks Using Multilayer Stochastic Block Models
在城市空间网络中，邻里角色和邻里间的交通方式之间存在相互依赖关系。在本文中，我们对自行车共享网络中的停靠站进行分类，以深入了解美国三大城市的人类流动模式。我们提出了新的时间依赖性随机块模型（SBM），度异构块和混合或离散块成员资格，根据其时间依赖性的活动模式的节点进行分类。我们将这些模型应用于（1）检测自行车共享停靠站的角色，以及（2）描述一天中车站内和车站之间的交通状况。我们的模型成功地揭示了工作，家庭和其他地区;他们还揭示了这些地区的活动模式，这是每个城市所特有的。我们的工作有直接的应用程序的自行车共享系统的设计和维护，它可以更广泛地应用于社区发现在时间和多层网络的异构度。
2021-08-12 cs.SI math.ST nlin.AO
Characterizing Urban Lifestyle Signatures Using Motif Properties in Network of Places
城市居民的生活方式可以揭示关于城市动态和复杂性的重要见解。尽管对城市生活方式模式的分析研究越来越多，但人们对城市规模的生活方式模式的特征知之甚少。这一限制主要是由于当人类运动数据被聚合以保护用户隐私时，在表征生活方式模式方面的挑战。在这项研究中，我们基于聚集的人类访问数据来构建一个地方网络。然后，我们研究了地方网络中的子图签名，以绘制和描述城市规模的生活方式模式。来自美国哈里斯县、达拉斯县、纽约县和布劳沃德县的基于位置的数据被检查，以揭示城市的生活方式特征。为了进行模体分析，从人类访问网络中提取了没有位置属性的两节点、三节点和四节点模体。其次，同质化的节点在基元编码的位置类别从NAICS代码。多个统计措施，包括网络指标和基序属性，进行量化，以表征生活方式的签名。结果表明：基于地点网络中的模体分布和属性，可以很好地描述和量化城市环境中人们的生活方式，地点网络中的模体在数量和距离上表现出稳定性，在周末和工作日表现出周期性，表明城市生活方式的稳定性;人类的访问网络和生活方式模式在不同的大都市地区表现出相似性，这意味着生活方式特征的普遍性穿越城市这些发现为城市研究中的城市生活方式特征提供了更深入的见解，并为数据知情的城市规划和管理提供了重要见解。
2022-04-05 cs.SI
Urban Attractors: Discovering Patterns in Regions of Attraction in Cities
了解城市地区吸引游客的动态对于城市的城市发展具有重要意义。此外，确定与具有高度吸引力的地区有关的服务，有助于制定关于安置这些地方的政策。因此，我们提出了一个框架，在城市的吸引力，对游客的兴趣点（POI）类型的地区的吸引力模式进行分类。我们使用了从手机数据中挖掘出来的出发地-目的地矩阵（OD），这些数据捕捉了沙特阿拉伯利雅得每对地方之间的旅行流量。我们根据三个主要的统计特征来定义一个地方的吸引力概况：一个地方接待的游客数量，游客在道路网络上行驶的距离分布，以及游客来自哪里的空间分布。我们使用一个层次聚类算法来分类城市中的所有地方的吸引力的特点。我们在利雅得发现了三种类型的城市吸引力：全球，这是城市的重要场所，市中心，中央商务区和住宅吸引力。此外，我们揭示了是什么使这些地方在吸引力模式方面有所不同。我们使用统计显著性检验方法来严格量化兴趣点（POI）类型（服务）与我们检测到的3种城市吸引力模式之间的关系。所提出的框架可以用于检测的吸引力模式的类型相关的每个模式的服务。这是为旅行分布模型提供信息的关键信息。
2016-11-30 cs.SI
Larger cities, more commuters, more crime? The role of inter-city commuting in the scaling of urban crime
本研究探讨城际通勤与城市犯罪标度的关系，发现更大城市接收更多通勤者，且通勤者流入与多种犯罪率上升显著相关，强调城市连接性在解释人口-犯罪关系中的关键作用。
2025-10-27 cs.SI physics.data-an physics.soc-ph
Interest Networks (iNETs) for Cities: Cross-Platform Insights and Urban Behavior Explanations
本文通过兴趣网络（iNETs）比较 Google Places 和 Foursquare 在不同空间粒度下的用户兴趣分布，发现兴趣主要由地理邻近性和场所相似性驱动，并据此提出可解释的多层次城市推荐系统及 h3-cities 工具。
2025-07-07 cs.IR cs.SI
Street View Sociability: Interpretable Analysis of Urban Social Behavior Across 15 Cities
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本研究利用多模态大语言模型分析15个城市的街景图像，结合Mehta社交性分类法推断街道社会互动质量，发现天空、绿色视图指数及地方依恋与不同社交性类型显著相关，为街景图像作为研究城市社交性的可扩展工具提供了初步证据。
2025-08-08 cs.CV cs.SI
