MOOC推荐|探索城市数字密码（R语言）

课程概述

《探寻城市数字密码》是南京大学建筑与城市规划学院本科生专业核心课《城市与区域系统分析》的重要组成部分。在研究城市问题时，通常需要辨识城市问题涉及的多重因子是什么，以及这些因子间的因果关系。数理统计分析方法为我们探寻城市数字密码提供了一把钥匙。正确的运用数理统计方法可以帮助我们识别城市密码，分析城市运行原理，提取城市问题的核心影响因素，进而提出解决思路。我们将以城市研究中的基础定量分析方法（数理统计方法）为主线，以数据获取、数据处理、描述统计、回归分析、结果解释为核心，将原理讲授、案例解析和R语言编码结合，重点培养学生对城市问题进行定量分析的基本能力，并能运用R语言进行建模。

本课程有以下特色：

1.原理讲授内容丰富，可拓展性强：课程主体教学内容包括线性回归、逻辑回归、主成分分析、因子分析、结构方程模型等适用于城市不同数据规律的一般研究方法，帮助学生快速入门并由易到难逐步提升分析城市问题的能力。

2.案例解析贴合实际，针对性强：选取有代表性的城市现象作为研究案例，生动形象的讲解从理论梳理、模型构建到结果解释的系列过程，鼓励学生发散联想，建立自己分析城市问题的思维范式。

3.R语言编码录屏讲解，可操作性强：以明确的研究目的和多样化的实验数据库为依托，指导学生运用R语言分析具体的城市问题，并能对分析结果进行合理解释。课程附有R代码和实验数据，方便学生课后练习。

课程大纲

01

初识城市数字密码

了解分析城市问题的一般思维范式，掌握定量分析的前提条件和建模过程，学习R语言的安装及界面操作。

课时

1.1 认识城市问题的复杂性

1.2 探寻城市数字密码的思维范式

1.3 初识R语言

02

获取城市数字密码

了解数据基本分类规则和常用的城市数据获取途径，掌握如何根据研究需求获取合适的城市数据，学习建立数据库以及R语言导入。

课时

2.1 城市数据类型划分规则

2.2 城市典型数据及其获取途径

2.3 如何将数据库导入R语言

03

预处理城市数字密码

了解数据预处理的意义，掌握数据预处理的逻辑步骤和基本规则，学习利用R语言编码对异常值、缺失值等进行处理。

课时

3.1 为什么需要数据预处理？

3.2 数据预处理基本规则

3.3 如何运用R语言进行数据预处理

04

描述城市数字密码

了解城市数据的集中和离散趋势测定方法和基本可视化表达比较，学习利用R语言对数据特征进行描述并实现可视化表达。

课时

4.1 数据的集中与离散趋势测度

4.2 数据描述的可视化

4.3 如何运用R语言进行数据描述

05

警惕城市数字陷阱

了解统计抽样涉及到的基本概念，辨析不同抽样方法的原理和特征，识别城市数字陷阱。

课时

5.1 总体和样本

5.2 何为统计陷阱？

5.3 对数据保持怀疑的态度

06

推断城市数据特征

学习随机变量和几种常见的数据分布，掌握中心极限定理，并了解统计推断的内涵。

课时

6.1 随机变量与数据分布

6.2 中心极限定理

6.3 统计推断

07

检验城市数据特征

掌握正态性检验、方差分析和相关性分析的一般方法，学习如何利用R语言对城市数据进行正态性检验、方差分析和相关分析。

课时

7.1 正态分布的判断方法

7.2 方差分析

7.3 相关分析

7.4 如何运用 R语言进行数据特征检验

08

解译城市数字密码之线性回归

了解回归分析建模的要点，通过案例掌握多元线性回归分析城市问题的一般建模步骤，学习如何利用R语言构建线性回归模型并解释结果。

课时

8.1 线性回归建模要点

8.2 案例：城市房价的建成环境影响因素研究

8.3 如何运用R语言建立线性回归模型

09

解译城市数字密码之逻辑回归

了解逻辑回归的原理，辨析不同类型的逻辑回归模型适用情况，通过案例掌握逻辑回归模型分析城市问题的一般建模步骤，学习如何利用R语言构建二元逻辑回归模型并解释结果。

课时

9.1 逻辑回归建模要点

9.2 案例：城市居民出行模式选择的影响因素研究

9.3 如何运用R语言建立二元逻辑回归模型

10

解译城市数字密码之去粗取精

了解数据降维的原理，掌握主成分分析和因子分析的原理并辨析两者异同，学习如何利用R语言对城市数据分别进行主成分分析和因子分析。

课时

10.1 主成分分析与因子分析

10.2 案例：建成环境变量的主成分分析

10.3 如何运用R语言进行主成分分析与因子分析

11

解译城市数字密码之结构方程模型

了解结构方程模型的原理，通过案例掌握结构方程模型分析城市问题的一般建模步骤，学习如何利用R语言构建完整的结构方程模型并解释结果。

课时

11.1 结构方程模型建模要点

11.2 案例：基于计划行为理论的城市居民健身影响因素分析

11.3 如何运用R语言建立结构方程模型

12

浅谈城市复杂系统

了解城市复杂系统的基本特征，以城市健康问题作用机制为例，学习城市复杂系统的应用思路，展望城市分析与复杂性科学的前景。

课时

12.1 城市复杂系统的基本特征

12.2 案例：复杂系统理论视角下城市健康问题作用机制概念框架

12.3 城市分析与复杂性科学

建议教材

1. 徐建华，计量地理学（第二版），2014，高等教育出版社

2. 徐建华，现代地理学中的数学方法（第三版），2017，高等教育出版社

3. Torsten Hothorn, Brian Everitt.(2014) A Handbook of Statistical Analyses using R(Third Edition). CRC Press,Boca Raton.

4. Darrell Huff.(1954) How to Lie with Statistics. Norton,New York.

5. 刘春成，城市隐秩序：复杂适应系统理论的城市应用，2017，社会科学文献出版社

6. 徐建刚 等，智慧城市规划方法-适应性视角下的空间分析模型，2016，东南大学出版社

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