随着城市问题日趋复杂,超出单一学科的知识与能力边界,一种新的融合科学范式应运而生。城市信息学,这一融合城市科学、计算机科学与地理信息科学的交叉学科,经历了一场深刻的“蝶变”:从一个前沿科技领域,蜕变成为拥有独特核心问题与研究方法的真正科学。
香港理工大学史文中教授(第一及通讯作者)、张安舒研究助理教授(通讯作者)、石钒博士生、伦敦大学学院Michael Batty教授、加州大学圣塔巴巴拉分校Michael Goodchild教授(通讯作者)在Science Bulletin发表观点文章“The Science of Urban Informatics”,系统性论证了这一“蝶变”的实现。史教授为国际城市信息学会(ISUI)主席,Batty教授为ISUI第一委员会——城市信息科学联席组长,Goodchild教授为ISUI第四委员会——城市大数据与基础设施联席组长。Science Bulletin是由中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的自然科学综合性旗舰学术期刊,最新影响因子为21.1。
文章首先通过类比成熟的地理信息科学(GIScience),回溯了城市信息学的发展轨迹。两者均始于技术应用,随后发展、转变为一门科学,其关键在于形成了独特的核心科学问题与创造新知识的能力。近年来,城市信息学不仅确立了一系列普适性科学议题,也形成了创造城市新知识的代表性研究方法,标志着其具备了新兴科学的关键属性。城市信息学也已拥有了秉承共同理念的全球学术网络,包括众多先进实验室、系统化学位教育、专门期刊《Urban Informatics》、国际城市信息学会等(图1)。

图1. 城市信息学的学科构成、发展脉络、重要使命与未来方向
本文进一步针对信息类科学的两个重要使命,针对城市信息学提出了一系列新科学问题:
· 成为城市新基础设施的科学基石:如何实现跨学科的数据融合、可扩展计算与不确定性处理,以系统性地提升城市效率与可持续性;
· 协助驾驭技术风险,应对AI偏见等社会难题:本文以大语言模型去偏为例,展望了如何融合多源地理信息,增强弱势群体代表性,促进数据驱动决策与服务的公平性。
这些科学问题的解决,需要可重复、可量化、清晰公开的科学研究原则,进一步证明了城市信息学的科学特征。数字孪生、人工智能等新兴领域虽在迅猛发展,但其检验新假设、发现新知识、构建新理论的潜力尚有待深入挖掘。 通过融合多领域实证科学,充分挖掘新技术的潜力,引领从海量数据到发现新知的飞跃,正是城市信息学的责任。
文章最后概述了城市信息学的未来发展方向,包括多学科城市数据融合与不确定性、多学科先进计算系统的用户体验、不确定性与尺度的科学可视化、数字孪生与城市人群活动的实时同步、数字孪生和人工智能的治理与伦理维护技术等。作者希望本文能够激发学界的进一步讨论与探索,在城市信息学的广阔领域中开拓新的理论与发现。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.12.036(或点击“查看原文”)