城市空间发展的拓扑分析

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出版者:东南大学出版社
作者:朱东风
出品人:
页数:284
译者:
出版时间:2007-5
价格:39.00元
装帧:
isbn号码:9787564106126
丛书系列:中国城市规划·建筑学·园林景观博士文库
图书标签:
  • 城市
  • 建筑
  • 城市规划
  • 博士论文
  • 论文
  • 地理
  • 历史
  • 2011
  • 城市空间
  • 拓扑学
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  • 空间结构
  • 城市形态
  • 复杂系统
  • 数学建模
  • 空间数据分析
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具体描述

20世纪90年代以来,苏州经历了快速城市阶段的城市空间转型,城市形态发生了较大变化。本书通过运用传统拓扑分析和现代空间句法技术,分析了苏州城市形态变化的特征与内涵;总结了苏州城市空间了展过程中的组织机制及自组织特征;提出了城市形态演变过程中城市系统自组织与外界他组织机制的共同作用,以及通过社会主体价值理性也对其进行合理干预,使城市在科学规划下健康发展的观念。

本书可供城市研究、规划、建设和城市管理者阅读,也可供相关专业师生学习参考。

城市空间发展的拓扑分析 书籍简介 本书深入探讨了城市空间发展背后的深层结构与演化机制。我们聚焦于城市作为复杂系统的内在组织方式,摒弃传统线性、静态的规划视角,转而采用一种基于拓扑学和网络科学的动态、关联性分析框架。本书旨在揭示驱动城市形态、功能布局及其随时间变化的非显性连接与结构约束。 第一部分:理论基础与分析工具 本书首先构建了理解城市空间拓扑特性的理论基石。我们摒弃将城市简单视为物理地块堆砌的观点,而是将其视为一个由人流、信息流、物质流以及社会经济关系相互交织构成的多层网络结构。 1.1 城市空间作为拓扑实体: 传统欧几里得几何对城市空间的描述已显不足。本书引入了拓扑学的基本概念——保持连续性变换下不变的属性。在城市语境中,这意味着我们关注的是连接性、邻近性(而非精确距离)以及空间单元之间的关系结构。例如,一个区域的功能是否与其他区域紧密相连,其重要性往往超越其精确的地理坐标。我们详细阐述了如何将城市中的基础设施(道路、管网)、功能区划以及社会交互区域抽象化为拓扑图论中的节点(Vertices)与边(Edges)。 1.2 网络科学的引入与基础概念: 拓扑分析的实现依赖于网络科学的工具箱。本书系统梳理了适用于城市分析的关键网络度量,包括: 中心性度量: 不仅讨论基础的度中心性(Degree Centrality),更侧重于介数中心性(Betweenness Centrality)和接近中心性(Closeness Centrality)。介数中心性被用于识别城市空间中的“瓶颈”和关键的交通节点;接近中心性则揭示了信息和资源可达性的效率。 聚类与模块化: 城市系统往往表现出明显的社区结构。我们利用模块化(Modularity)指标来识别功能同质性高的城市板块(如商业区、居住区、工业区),并分析这些板块如何通过次级连接相互作用。 最短路径与流分析: 基于非度量距离(如旅行时间、换乘次数)构建的加权网络,用于模拟实际的人流、货物流和信息流的传播路径,从而揭示城市运行的效率边界。 1.3 多层网络视角: 现代城市是一个多重耦合系统。本书强调,单一网络分析难以捕捉全部复杂性。我们引入了多层(或多组分)网络模型,将交通网络、土地利用网络、社会交往网络叠加分析。这种方法允许我们探究某一网络结构的变化(如地铁网络的延伸)如何反作用于另一网络(如房价分布网络),从而揭示跨尺度的结构性耦合效应。 第二部分:拓扑结构在城市演化中的体现 本部分将理论工具应用于实际的城市发展案例,重点分析拓扑结构如何塑造和反映城市增长、分异与韧性。 2.1 城市形态的无标度特性: 通过对历史地图和现代卫星数据的分析,我们发现许多大型城市的扩张模式趋向于无标度网络(Scale-Free Networks)的某些特征,即少数“超级节点”(如核心中央商务区或主要交通枢纽)吸引了不成比例的连接度。本书探讨了这种异质性连接如何驱动集聚经济,同时也可能导致严重的拥堵和结构性脆弱。我们考察了增长模型(如优先连接模型)在解释城市空间扩展中的适用性与局限性。 2.2 空间句法与可达性结构: 我们运用空间句法(Space Syntax)的概念,将其与图论分析相结合,研究城市肌理中“可看性”(Visual Integration)和“可达性”(Accessibility)的拓扑分布。街道网络的不均匀渗透性(即某些街道的拓扑重要性远高于其他街道)是城市功能分异的内在驱动力。通过分析街道网络的局部连接性变化,可以提前预判特定街区的功能衰退或复兴趋势。 2.3 城市功能区的拓扑边界与渗透: 传统的功能分区往往僵硬且界限分明。本书采用拓扑聚类方法,识别城市中功能转换的“过渡带”(Periphery/Boundary Zones)。这些区域的拓扑特征表现为不同功能模块之间的稠密、多重连接。分析表明,城市活力的核心往往不在于单一功能区的中心,而在于这些功能区拓扑边界的交汇点。我们探讨了如何通过分析这些交汇点的介数中心性,来优化公共设施的布局。 2.4 城市韧性与结构脆弱性: 拓扑分析在评估城市面对扰动时的韧性方面提供了强有力的工具。随机失效(如单一基础设施的中断)和蓄意攻击(如关键节点的目标破坏)在不同网络结构下的影响差异巨大。我们通过模拟小世界网络(Small-World Networks)到无标度网络的转变过程中,城市网络的鲁棒性如何变化,为城市抗灾规划提供了结构性洞察。高介数中心性的节点一旦失效,将导致网络连通性的急剧下降,这对应于关键交通枢纽或数据中心的瘫痪。 第三部分:拓扑分析在城市规划与治理中的应用 本书的最后一部分将视角转向应用层面,探讨如何利用拓扑思维指导更具前瞻性和适应性的城市治理与设计实践。 3.1 基础设施的拓扑优化: 针对交通网络、能源网和水务系统等关键基础设施,本书提出了一种基于拓扑约束的规划方法。目标不再是最小化欧氏距离,而是优化网络的整体效率(平均最短路径长度)和局部鲁棒性。我们展示了如何通过微调关键连接(如新建一座桥梁或铺设新的光纤线路),以最小的结构投入,实现网络性能的最大化提升。 3.2 空间公平性的拓扑评估: 传统上,空间公平性常基于地理距离衡量。本书主张从拓扑可达性角度重新审视这一问题。某些地理上接近的群体可能因缺乏关键的介数节点连接,导致其在社会资源获取上面临更高的“拓扑障碍”。通过量化不同社会群体所处的网络层级,可以更精确地识别和矫正系统性的空间不平等。 3.3 城市更新中的结构干预: 城市更新不应是简单的增量开发,而应是对现有拓扑结构的优化。本书提出了“结构性再连接”的概念,即识别网络中连接度低、但具备高潜在影响力的区域,通过定向的基础设施投入或功能混合策略,激活其拓扑潜能,而非仅仅在已知的高效区域进行重复投资。 结论:超越表象的城市理解 本书的最终目标是引导读者超越视觉上的城市地图,深入理解城市作为一个动态、自组织系统的内在逻辑。拓扑分析提供了一种强大的语言,用以描述和预测城市形态的非线性演化。通过聚焦于“连接”而非“位置”,我们得以揭示那些隐藏在日常通勤和功能布局之下的,驱动城市结构稳定与变革的根本力量。本书不仅是理论探索,更是对未来城市规划范式转变的深刻呼吁。

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我一直对城市发展背后的规律充满好奇,尤其是那些肉眼看不见的“骨架”和“脉络”是如何支撑起一座城市的繁荣与衰落的。当我在书店偶然翻到《城市空间发展的拓扑分析》这本书时,我的目光立刻就被它吸引了。从书名来看,它似乎并非那种畅销的、描绘城市风貌的散文集,也不是那种罗列宏大叙事的历史著作。它更像是带领读者深入城市肌理,去探究其内在逻辑的学术探索。我揣测,这本书或许会从一种全新的视角,比如数学、物理学甚至生物学上的“拓扑学”概念来解析城市空间。拓扑学研究的是物体在连续变形下保持不变的性质,例如一个甜甜圈和一个咖啡杯在拓扑学上是等价的,因为它们都有一个“洞”。那么,城市空间中的“洞”又是什么呢?是未被开发的区域?是交通的瓶颈?是功能缺失的区域?还是人们情感上的隔阂?这本书会不会通过对城市空间结构的“变形”和“不变”的分析,揭示出城市在不同时期、不同尺度下发展的共性与特性?我特别期待它能解答城市扩张的驱动力在哪里,为何某些城市能够持续地吸引人口和资源,而另一些城市则面临衰退的困境。这本书的书名本身就带着一种引人入胜的学术神秘感,让我忍不住想要一探究竟,看看它是否能为我理解那些熟悉的城市景象提供一套全新的、更具穿透力的分析工具。它提出的“拓扑分析”方法,是否能够帮助我们理解城市内部的连通性、聚集性以及空间布局的韧性?又或者,它会从更抽象的层面,将城市视为一个复杂的网络系统,通过分析节点之间的关系来理解整体的演变逻辑?我带着这些疑问,翻开了这本书,期待它能带来一次关于城市空间认知的全新旅程。

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当我在书店看到《城市空间发展的拓扑分析》这本书时,立刻被它独特的书名所吸引。我一直对城市有着一种近乎着迷的情感,不只是因为它承载着历史的厚重和文化的多元,更因为我深信,城市空间的组织方式,深刻地影响着人类的互动模式、经济的活力以及社会的发展走向。然而,传统的城市研究往往侧重于历史叙事、社会经济统计或景观美学,很少能够触及到城市空间最本质的“结构”层面的分析。而“拓扑分析”这个词,让我眼前一亮。我猜想,这本书将是一种运用数学和物理学中“拓扑学”的思维方式来解析城市空间发展的著作。拓扑学研究的是物体在连续变形下保持不变的性质,比如一个橡皮筋,无论你如何拉伸或弯曲,只要不断裂,它的“洞”的数量(一个)是不变的。那么,在城市空间中,这些“不变性”又代表着什么?是城市核心区域的连通性?是某些功能区不可或缺的地位?亦或是某种空间上的“邻近性”法则?这本书会不会通过构建城市空间的“图论模型”,来分析城市中的“节点”(如十字路口、公共广场)与“边”(如街道、轨道交通线路)之间的关系,从而揭示城市发展的内在逻辑?我特别期待它能够解释,为何某些城市能够形成高效的交通网络,而另一些城市则饱受拥堵之苦;为何某些区域能够成为商业的集聚中心,而另一些区域则日渐衰落。它是否会揭示出,城市发展过程中的“断裂”和“连续”之处,以及这些之处如何影响着城市的活力和韧性?这本书能否为我提供一种理解城市空间演变的新视角,让我能更深入地洞察那些隐藏在城市肌理之下的深层规律?

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我对城市空间发展一直抱有浓厚的兴趣,尤其是那种能够解释“为什么”的深层逻辑。大多数关于城市的书籍,要么是描绘城市的变迁史,要么是讨论城市化的社会影响,要么就是提供一些宏观的规划理念。然而,《城市空间发展的拓扑分析》这本书的书名,却透露出一种截然不同的研究路径——一种基于数学、侧重于空间结构本身的分析方法。我立刻联想到拓扑学,这门研究空间在连续变形下不变性质的学科。这是否意味着,这本书将把城市空间看作一个由点、线、面构成的复杂网络,然后通过分析这个网络的“拓扑特征”,比如节点的连接度、路径的长度、空间的连通性等,来解释城市的发展模式和规律?我很好奇,作者是如何将抽象的拓扑学原理应用于具象的城市空间分析中的。例如,城市中的道路网、公共交通系统、甚至居民的活动轨迹,都可以被视为是空间网络的一部分。那么,这些网络中的“拓扑不变性”是什么?是核心区域的聚集程度?是某些关键节点的不可替代性?还是某种空间上的“邻近性”原则?这本书是否会通过案例分析,来展示这种拓扑分析方法在理解城市增长、衰退、功能演变等问题上的独特性和有效性?例如,它是否会解释为何某些城市能够保持其核心区域的活力,而另一些城市则面临着中心空心化的挑战?它是否会揭示出,城市空间结构中那些“不容易改变”的部分,是如何塑造了城市发展的轨迹?我非常期待这本书能够提供一套全新的理论框架和分析工具,让我能够从一个更具科学性和前瞻性的角度,去理解和审视城市空间的奥秘,并为未来的城市发展提供一些深刻的启示。

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当我在书店看到《城市空间发展的拓扑分析》时,我 immediately 感到一种强烈的吸引力。我对城市空间的发展轨迹一直充满好奇,但很多时候,我们看到的分析都停留在历史叙事、经济指标或者社会现象层面,而缺乏一种对空间本身结构性力量的深入探讨。《城市空间发展的拓扑分析》的书名,暗示了一种数学化的、侧重于空间内在联系的研究方法。我猜测,这本书将运用拓扑学——这门研究空间在连续变形下保持不变性质的学科——来剖析城市。例如,城市中的道路网络、公共设施的分布,都可以被视为由节点和边构成的复杂网络。那么,这个网络的“拓扑性质”,如连通性、聚集程度、路径长度等等,是否直接反映了城市发展的效率和活力?我特别希望这本书能够提供一些具体的分析案例,比如对比不同城市(是集约型还是摊大饼型)的拓扑结构差异,从而解释其发展模式的不同。它是否会探讨城市空间中那些“不容易改变”的结构,即使城市经历了大规模的改造,依然存在的某种“骨架”,这些“骨架”又如何影响着城市未来的发展?或者,它是否会关注城市中的“断裂”点,比如交通瓶颈、功能空白区,以及这些“断裂”点如何成为城市创新的驱动力?这本书能否为我提供一套全新的、更具科学性的分析工具,让我能够超越表面的城市景观,去洞察城市空间深层的组织逻辑,并最终理解为何某些城市能够保持活力,而另一些城市则走向衰落?

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一直以来,我都被城市中那看不见的“秩序”所吸引,那种将无数独立的个体和空间联系起来,形成一个有机的整体的内在力量。很多人会从历史、文化、经济等角度来解读城市,但我总觉得,真正塑造城市形态和活力的,是其背后最根本的空间组织逻辑。《城市空间发展的拓扑分析》这本书名,恰恰触动了我对这种深层逻辑的探求。我理解的“拓扑分析”,很可能是一种运用拓扑学原理来研究城市空间结构的方法。拓扑学研究的是物体在连续变形下保持不变的性质,比如一个甜甜圈和一杯咖啡,从拓扑学角度看是等价的,因为它们都有一个“洞”。那么,在城市空间中,这些“洞”或者“不变的结构”又是什么呢?是城市核心区的某种聚集性?是某些关键交通节点的连通性?还是城市肌理中那些不容易改变的“骨架”?这本书是否会通过将城市空间转化为数学模型,比如图论中的节点和边,来分析城市空间的“连通度”、“聚集系数”、“最短路径”等关键指标,从而揭示城市发展的动力学机制?我特别期待它能解答:为何城市会以某种特定的模式扩张?为何某些区域会形成商业中心,而另一些区域则成为居住区?为何城市中的“距离”和“邻近性”对居民的生活方式和经济活动有着如此重大的影响?这本书是否会揭示出,城市空间结构中那些“韧性”所在,那些即使经历剧烈变迁也依然保持着某种基本形态的“不变性”?它能否为我们提供一种全新的分析工具,让我们能够更深刻地理解城市的“健康度”和“活力度”,并为构建更可持续、更宜居的未来城市提供理论支持?

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我对城市研究的兴趣,更多地体现在对城市“为什么会这样”的探究上,而非仅仅描述“它是什么样子”。《城市空间发展的拓扑分析》这本书名,正好满足了我对这种深层原因探究的渴望。我设想,这本书会引入一种不同于传统城市规划或地理学研究的视角,一种更为抽象和数学化的方法。拓扑学,研究的是空间在连续变形下保持不变的性质,比如一个面包含一个洞。这是否意味着,作者会将城市空间看作一个具有特定“拓扑结构”的整体?那么,城市中的“洞”又是什么呢?是未开发区域?是交通不畅的节点?还是城市肌理中的某种“断裂”?我非常期待这本书能够清晰地阐释“拓扑分析”在城市空间发展研究中的具体应用。它是否会像分析一个网络图一样,去分析城市的道路系统、公共服务设施的分布,以及居民的活动范围?通过分析这些空间的“连接度”、“聚集系数”和“路径长度”等拓扑属性,是否就能揭示出城市发展的模式和规律?我好奇地想知道,这本书是否会探讨城市空间中的“不变性”——那些即使城市面貌发生巨大变化,依然存在的空间结构特征,以及这些“不变性”是如何塑造了城市的长期发展轨迹。它是否会通过案例分析,来证明这种拓扑分析方法在预测城市发展趋势、优化城市功能布局、提升城市韧性方面的潜力?我希望这本书能够为我打开一扇全新的视角,让我能够以一种更具科学性和系统性的方式,去理解和分析城市空间的复杂性,并从中获得有益的启示。

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我对这本书的期待,很大程度上源于我对城市规划和地理学领域一直以来的兴趣。很多时候,我们看到的城市规划报告,更多的是关注功能分区、交通流线、绿地面积等较为宏观的层面,而《城市空间发展的拓扑分析》这个书名,则让我嗅到了一种更深入、更细致的分析味道。我想象中的“拓扑分析”,也许是将城市空间想象成一个巨大的网络,其中的每一个节点(比如建筑、街区、公园)都通过“边”(比如街道、公共交通线路、步行道)相互连接。那么,这个网络的“拓扑性质”,比如它的“聚集系数”、“路径长度”、“连通分量”等等,是否能直接反映出城市的空间结构特征,进而解释城市的发展动力和居民的生活体验?这本书会不会提供一些具体的分析案例,比如对比分析不同类型城市(如摊大饼式扩张的城市和集约发展型城市)的拓扑结构有何不同?或者,它会关注城市内部的“空间疏密”变化,比如从早期的紧凑布局到后来的郊区蔓延,这种变化在拓扑学上是如何被描述和量化的?我特别好奇,作者是如何将“拓扑变换”的概念应用于城市发展研究的。城市的发展本身就是一个不断“变形”的过程,老旧的建筑被拆除,新的区域被开发,道路网络不断调整。在这些“变形”的过程中,哪些“拓扑属性”是不变的?又是什么决定了这些“不变性”?这本书会否告诉我们,即使城市的面貌日新月异,其内在的空间组织逻辑依然遵循着某些基本规律?它会不会揭示出,那些能够持续吸引人才、激发创新活力的城市,通常拥有怎样的“拓扑特征”?我希望这本书能够提供一套完整的理论框架和分析方法,让我能够用一种全新的、更具科学性的方式去审视身边的城市,理解城市空间演变的深层机制。

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我对城市规划和地理学领域一直有着强烈的好奇心,总想着能够找到一种更深入、更具科学性的方式来理解城市的发展和演变。《城市空间发展的拓扑分析》这本书名,立刻引起了我的注意。我猜测,这本书并非那种泛泛而谈的城市评论,而是会运用数学中的“拓扑学”这一概念,来分析城市空间结构的内在逻辑。拓扑学研究的是在连续变形下保持不变的空间性质,比如一个球体和一个立方体,虽然形状不同,但它们都是“单连通”的,都只有一个“面”。那么,在城市空间中,这些“不变的性质”又是什么呢?是城市核心区域的紧凑性?是交通网络的高度连通性?还是某些关键节点的“度”(即连接的数量)?我非常希望这本书能够提供一个清晰的理论框架,将抽象的拓扑学原理与具体的城市发展现象联系起来。例如,它是否会通过分析城市道路网络的“连通度”和“路径长度”,来解释城市交通的拥堵状况?是否会通过分析城市功能区的“空间聚集性”和“邻近性”,来解释商业中心的形成和衰落?它是否会探讨城市在发展过程中,那些“容易变形”的部分(如建筑拆建)与那些“不容易变形”的部分(如某些关键的骨干道路网络)之间的关系?这本书能否为我打开一扇新的窗户,让我能够用一种更具穿透力、更具量化分析能力的方式,去理解城市空间的复杂性和动态性?它是否会揭示出,那些具有良好“拓扑结构”的城市,往往在吸引人才、促进创新和提升居民生活品质方面更具优势?

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这本书的封面设计并不花哨,却透露出一种严谨和厚重感,这让我对它的内容产生了更高的期待。我一直认为,理解一座城市,不能仅仅停留在表面的建筑风格、历史传说或者社会经济数据上,更重要的是要挖掘其深层的空间结构是如何影响着居民的生活方式、经济活动以及社会关系的。而《城市空间发展的拓扑分析》这个书名,恰恰点出了我一直以来所关注的重点——“空间发展”与“拓扑分析”的结合。我很好奇,作者是如何将抽象的拓扑学原理应用到具象的城市空间研究中的。例如,城市中的道路网络、公共设施的分布、居民区的聚集模式,这些都可以被看作是空间中的“点”和“线”的组合。拓扑学中的“连通性”概念,在城市交通规划中似乎有着直接的应用,一个城市道路网络的连通性越好,其交通效率就可能越高。那么,除了交通,还有哪些“拓扑不变性”可以帮助我们理解城市的发展逻辑呢?这本书是否会探讨城市空间中那些不容易改变的基本结构,即使城市经历了大规模的拆迁改造,依然存在的某种“骨架”?亦或是,城市发展的过程中,总会存在一些“洞”或“断裂”的地方,而这些“洞”或“断裂”恰恰是城市活力和创新的源泉?我非常希望这本书能为我提供一种能够量化分析城市空间结构的方法论,让我能够跳出定性的描述,进入更深入的、基于数据和模型的分析。它是否会讨论城市空间中的“度”(degree)——比如一个节点(交叉口、社区)连接的多少,以及“邻近性”(proximity)——比如不同功能区域之间的距离,这些在拓扑学中都是重要的概念,它们又如何在城市发展中扮演关键角色?我迫切地想要知道,通过这种“拓扑视角”,我们能否更深刻地理解城市增长的模式、城市衰退的原因,以及如何构建更具韧性和可持续性的未来城市。

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我一直认为,理解一座城市的真正奥秘,不能仅仅停留在它的建筑外观、历史传说或经济数据上,更重要的是要深入到其空间组织的最底层逻辑。《城市空间发展的拓扑分析》这个书名,一下子就击中了我的兴趣点。我猜想,这本书会引入一种非传统的、数学化的视角来研究城市。拓扑学,这门研究空间在连续变形下保持不变性质的学科,是否能够帮助我们理解城市空间中那些恒久不变的“骨架”和“脉络”?我脑海中浮现出城市道路网络、公共交通系统、甚至居民的活动轨迹,这些都可以被看作是空间中的“点”和“线”。那么,这些“点”和“线”的连接方式,它们的“拓扑结构”,是否就决定了城市发展的方向和活力?这本书是否会通过分析城市空间的“连通性”、“聚集性”、“度”等拓扑学概念,来解释城市扩张的模式、功能区的形成、以及城市内部的空间层级?我特别好奇,作者是如何将“拓扑变换”的思想应用到城市发展研究中的。城市本身就是一个不断变化的有机体,旧的建筑被拆除,新的街区被建立,道路网络也在不断调整。在这些“变形”的过程中,哪些空间属性是“不变的”?又是什么决定了这些“不变性”?这本书是否会揭示出,那些能够持续吸引人口、促进经济繁荣的城市,通常拥有怎样独特的“拓扑特征”?它是否能为我们提供一套量化的分析工具,让我们能够更深入地理解城市肌理的深层规律,并为建设更具韧性、更具活力的城市提供科学依据?

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空间句法(space syntax) 拓扑

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