导读
第七届“城垣杯·规划决策支持模型设计大赛”已拉开帷幕。为展示往届选手的风采，介绍选手获奖经验与心得，分享和传递学术观点，本期专访上届特等奖获得者，来自中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院的姚尧教授团队，成员包括周广翔、刘晨曦、魏江玲、孙振辉、李林龙、程涛。姚尧教授、周广翔同学作为团队代表接受采访，分享其在城市碳排放精细化模拟领域的独到观点！
CarbonVCA团队是由中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院、高性能空间计算智能实验室（HPSCIL@CUG）姚尧教授指导的学生组成，专注于土地利用变化模拟及其应用的研究，主导开发了UrbanVCA、VecLI等平台，得到了业界广泛使用。
成员介绍
周广翔：中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院2019级地理空间信息工程专业本科生，主要研究兴趣为土地利用变化模拟。
刘晨曦：中国地质大学（武汉）计算机学院2019级数据科学与大数据技术专业本科生，主要研究兴趣为多源空间数据计算。
魏江玲：中国地质大学（武汉）计算机学院2019级软件工程专业本科生，主要研究方向为土地利用变化模拟。
孙振辉：中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院2018级地理信息科学专业毕业生，现就读于华东师范大学地理科学学院，主要研究方向为土地利用变化模拟及其应用。
李林龙：中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院2018级测绘工程专业毕业生，现就读于武汉大学资源与环境科学学院，主要研究方向为高精地图更新。
程涛：中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院2018级测绘工程专业毕业生，现就读于同济大学测绘与地理信息学院，研究方向为深空探测技术。
访谈内容
1、与指导老师的访谈
Q1：姚尧教授，您好。您指导的团队在去年城垣杯中获得了特等奖的优异成绩，请问您认为城垣杯对您和您的团队有着怎样的意义？今年已经是城垣杯举办的第七年，您认为这类竞赛举办的意义是怎样的？
2022年，我们团队的参赛作品《CarbonVCA：微观地块尺度的城市碳排放核算、模拟与预测系统》获得了城垣杯特等奖，这对我和我的学生来说是一次非常珍贵的经历。这是中国地质大学（武汉）在城市规划行业顶级比赛中首次获得这样的殊荣，也为学院的声誉和影响力注入了新的活力。这项创新创业成果的取得，彰显了学院在地理信息系统和城市规划领域的卓越水平，同时也证明了学院在培养具有实践能力和创新思维的优秀人才方面取得了显著成果。这不仅有助于吸引更多的人才加入学院，而且还为学生提供了更广阔的发展空间和机会。对学院而言，这些创新创业成果不仅提升了学院的声誉，还激励了其他学生更积极地参与创新创业活动。这些成果为学院的创新创业文化注入了新的活力，同时也提高了学院的教育水平和影响力。
关于城垣杯的意义，我认为这类竞赛为高校学生和专业人士提供了一个实践的平台，激励他们利用各方数据资源，深入分析发展现状、总结发展规律、模拟发展趋势以及推演未来场景，从而实现研究和探索新的技术方案和应用，推动学术研究和技术创新的发展。
Q2：您的科研团队多年来致力于时空大数据技术和可计算城市科学领域的研究，在该领域取得了丰厚的研究成果，您能否向我们介绍一下您的研究团队？近期贵团队在城市计算新技术应用方面有何进展？另外，您如何看待大数据、人工智能（AI）、数字孪生（digital twin）等数字技术在城市规划和城市科学领域的应用？
UrbanComp城市计算团队来自于中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院的高性能空间智能计算实验室（High-Performance Spatial Computational Intelligence Lab, HPSCIL），目前已取得大量优秀的科研成果，个人和团队都具有极大的发展潜力。研究团队一直从事时空大数据挖掘和城市智能计算的研究工作，研究以复杂城市问题为锚点，将人工智能、大数据分析和地理信息系统引入城市科学，围绕“十四五”城市发展重点问题“如何提高中国城镇化发展质量和合理布局城镇化格局”开展工作。
在城市计算新技术方面，UrbanComp团队一直坚持从理论和应用两个角度开展工作。在理论上，团队致力于发展可计算城市空间和微观尺度城市模拟的新理论和新方法，将高性能计算和人工智能在城市计算研究中深度耦合，系统地开展大范围城市空间中“人—地—时”相互作用和提升城镇发展质量的研究；在应用上，团队综合探究城市发展过程和城市资源动态配置的相互影响机制，以提升城镇可持续性为目标，推动城市智能计算的新技术在城市规划和公共安全等国家重大需求领域中落地应用。近年来，团队开发了采用“人机对抗”方式快速获取城市参与者主观感知的系统、多尺度城市模拟软件GeoCA和UrbanVCA、矢量景观指数计算与分析系统VecLI等城市计算平台，已在多个智慧城市仿真和城镇发展优化的案例中应用和落地。
目前，大数据、人工智能和数字孪生等技术在城市规划和城市科学领域的应用已经成为一个热门话题。这些技术提供了在城市规划和管理中更好地理解和预测城市行为、优化城市结构和增强城市功能的新方法。智慧城市是城市发展的一个科技愿景，在城市的不断发展进步中，大数据技术可以帮助我们更好地数字化我们的城市，人工智能技术可以帮助我们更好地理解我们的城市，数字孪生技术可以帮助我们更好地智慧化我们的城市。城市是复杂的，只有结合多种技术，才能让城市向着更高级的智能转变，从而引领城市高质量发展，提升政务效率，创新城市治理，优化公共服务，促进生态文明，实现可持续发展。
Q3：今年的第七届大赛也已经拉开帷幕，您对于今年的大赛有什么期许？有什么话想对今年的参赛选手说？
“城垣杯·规划决策支持模型设计大赛” 自2017年至今已经举办了六届，得到了社会各界的广泛关注和支持，不断提高了我国规划量化研究的理论和实践水平。在全面实施国家创新驱动发展战略和数字中国战略的大环境下，希望大赛可以继续启发我们开拓创新，跟上时代潮流，研发最前沿的规划理论和方法，结合新一代信息技术如互联网、大数据和人工智能等，更深入地认识国土空间和城市发展规律，不断提升国土空间规划的战略性、科学性、权威性、协调性和可操作性，更好地推进国土空间和城市治理现代化，为经济社会的持续健康发展提供支撑。
最后，我想对今年的参赛选手说，加油！希望你们能够在比赛中发挥出自己的最佳水平，创造出优秀的成果，为我们的国土空间规划和城市治理做出贡献！
2、与团队成员的访谈
Q1：周广翔同学，您好，在第六届城垣杯大赛上的获奖作品《CarbonVCA：微观地块尺度的城市碳排放核算、模拟与预测系统》结合城市统计年鉴数据、土地利用数据等多源数据，利用矢量元胞自动机模型、聚类算法与随机森林模型，提出了一套自下而上的地块尺度碳排放核算及预测框架，是一篇十分具有新意的作品。相比于传统的碳排放研究，您团队提出的方法框架优势体现在哪里？对低碳城市建设和“碳中和”目标的实现有何种意义？应用前景与推广价值如何？
相比较传统的碳排放研究，CarbonVCA可以有效地从地籍地块尺度实现未来碳排放变化模拟，解决了用地建模与碳排放评估的耦合问题，进一步提高了碳排放变化模拟的空间分辨率，同时实现将城市用地规划政策、减排政策等纳入城市碳排放评估工作中，为低碳城市建设提供政策建议与参考。
对于低碳城市建设和“碳中和”目标的实现，我们的作品有以下意义：1、CarbonVCA基于地籍地块数据完成碳排放计算，不再受到分辨率的限制，它可以用来研究多尺度的碳排放，而无需考虑误差积累的负面影响，可以帮助决策制定者结合未来碳排放量空间分布情况，划定精确的生态控制线、避免“一刀切、粗放式”的碳排放管理；2、CarbonVCA将城市用地建模纳入城市碳排放评估中，可以及时地将低碳发展目标纳入城市土地规划当中，为实现在统一的气候变化和人类活动情景设定下，开展土地利用多目标的空间优化工作提供了可能。
CarbonVCA作为一种新型的碳排放评估工具，具备很大的应用前景与推广价值。该框架基于经典的土地利用变化模型实现，具有坚实的理论和方法基础，可以与现有的大量研究（包括各种气候、经济、人口、绿色、减排、土地使用政策、生产率增长率等维度）相结合，构建出丰富的发展场景，评估未来不同发展路径下的碳排放量变化情况，为制定“因地适宜”的发展策略提供帮助。我们相信CarbonVCA可以帮助城市“碳达峰”与“碳中和”目标的实现，迈进重要的一步。
Q2：低碳城市建设和“碳中和”相关研究已成为了学界热点话题，您的作品聚焦在自下而上微观尺度的碳排放核算与预测上，请问您团队选择这一选题的初衷是什么？您可以向我们介绍一下您团队的研究工作开展的背景吗？
2020年9月，中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，恰逢我们团队正在开展地籍地块尺度土地利用变化模拟的研究工作，如何将我们的研究应用于实际，服务国家重大需求，就成了我们考虑的问题之一。考虑到现有的碳排放研究集中于省市县等行政尺度，且无法体现未来碳排放变化的长期趋势，我们选择将实现微观尺度的碳排放核算与预测作为自己的目标。
在开展这项研究之前，我们团队就土地利用变化模拟、碳排放评估以及城市发展政策制定三个方面开展了大量工作。首先，团队开发了城市动态变化精细模拟模型UrbanVCA以及基于真实地块的矢量景观指数计算与分析系统VecLI，为地籍地块尺度的土地利用变化模拟以及地块特征评估提供了有力支持；其次，团队调研了大量碳排放评估的研究，积累了丰富的实践经验和数据资源；最后，研究团队学习了城市规划领域的相关专业知识，以期望可以提出恰当的发展场景，合理的分析未来碳排放空间变化趋势与可能的诱因，为未来城市“低碳发展”途径提供合理的政策建议。
Q3：作为地理与信息工程背景的研究生，参与城市规划领域竞赛的出发点是什么呢？并且，在规划的学习与研究中有什么不同的体验吗？能否为我们分享一下？
姚尧教授曾多次告诫我们，作为地理信息相关专业的学生，就是要研究任意时间、任意地点和在任意尺度发生了任意事情，并尝试建立模型来探究导致这种事情发生的原因，最后预测未来这种事情会怎么演化。在姚尧老师的支持和帮助下，我们团队在土地利用变化模拟及其应用方面做了大量的工作。为了将专业知识应用于实际，做“硬核且实用”的科研，我们踊跃参加了“城垣杯·规划决策支持模型设计大赛”，并获此殊荣。
通过城市规划领域的学习与研究，我们感受到了“跨学科研究”的重要意义，真正实现了从解决“怎么做”到解决“为什么”的蜕变。以本次比赛的作品为例，过去我们更加关注“如何实现地籍地块尺度的碳排放预测”、“如何提高模拟精度”等技术上的问题，却忽视了“为什么高碳排放用地会向某一区域转移”、“针对这些现象，未来政策制定应该注意什么”等实际问题。城市规划的研究是以城市为对象，需要结合城市的实际情况和需求来进行规划和决策，需要涉及到政策、经济、社会、环境等各方面的知识。正如姚尧老师所说的那样，我们的终极目标是建立“人—地—时”三者的模型，我们需要掌握测绘学、遥感学、地理学、信息学和数据科学，甚至还需要掌握城市规划、生命科学、化学等多个学科的理论和技术，来解释我们的世界，以及我们和世界的关系，这对我们的学习和职业发展都有很大的帮助。
相关链接
CarbonVCA: A cadastral parcel-scale carbon emission forecasting framework for peak carbon emissions
Q.E.D.