Städer är inte alla lika, eller åtminstone inte deras utveckling, enligt ny forskning från University of Colorado Boulder.

Dessa fynd, ut denna vecka in Naturkommunikation Jord och miljö och Earth System Science Data , buckla den historiska uppfattningen att de flesta städer i USA utvecklats på liknande sätt. Med hjälp av ett sekels värde av urbana rumsliga data, forskarna fann en lång historia av urban storlek (hur stor en plats är) "frikoppling" från urban form (formen och strukturen hos en stad), leder till att städer inte alla utvecklas likadant – eller till och med nära.

Forskarna hoppas att genom att ge denna titt på det förflutna med denna unika datamängd, de kommer att kunna skymta framtiden, inklusive effekten av befolkningstillväxt på städer eller hur städer kan utvecklas som svar på miljöfaktorer som höjning av havsnivån eller risk för skogsbränder.

"Vi kan lära oss så mycket mer om våra städer och stadsutveckling, om vi vet hur man utnyttjar den här typen av ny data, och jag tror att detta verkligen bekräftar vår strategi, sa Stefan Leyk, en geografiprofessor vid CU Boulder och en av författarna på tidningarna.

"Det är inte bara mängden data som du tar och slänger i en tvättmaskin. Det är verkligen att veta hur man använder data, hur man integrerar dem, hur man får ut de rätta och meningsfulla sakerna där ute."

Det beräknas att år 2050, mer än två tredjedelar av människor kommer att bo i stadsområden. Hur dessa stadsområden kommer att se ut, dock, är oklart, med begränsad kunskap om stadsområdenas historia, i stort sett, före 1970-talet.

Detta arbete och tidigare forskning, dock, hoppas kunna fylla det gapet genom att studera fastighetsnivådata från fastighetsförvaltningsbolaget, Zillow, genom ett fastighetsdelningsavtal.

Denna enorma datamängd, kallas Zillow Transaction and Assessment Dataset eller ZTRAX, innehåller cirka 374 miljoner dataposter som inkluderar byggåret för befintliga byggnader som går tillbaka över 100 år. Tidigare, forskarna använde sedan dessa data för att skapa den historiska bosättningsdatasammanställningen för USA (HISDAC-US), en uppsättning unika tidsseriedata som är fritt tillgänglig för alla att använda.

För denna nya forskning, som finansierades av National Science Foundation, Institutet för beteendevetenskap och Earth Lab, forskarna tillämpade statistiska metoder och datautvinningsalgoritmer på data, försöker samla in all tillgänglig information om karaktären av bosättningsutveckling, särskilt för storstadsstatistiska områden, eller geografiska områden med hög täthet.

Vad de fann är att de inte bara kunde lära sig mer om hur man mäter stadsstorlek, form och struktur (eller form), inklusive antalet bebyggda platser och deras strukturer, de kunde också se mycket tydliga trender i utvecklingen av dessa distinkta kategorier av stadsutveckling.

Särskilt, forskarna fann att stadsform och stadsstorlek inte utvecklas på samma sätt som man tidigare trott. Även om storleken i allmänhet rör sig i en enda riktning, speciellt i stora städer, form kan ebba ut och rinna beroende på begränsningar, såsom platsers geografi samt miljömässiga och tekniska faktorer.

"Detta (kategoriseringen) är något som verkligen är nytt med det papperet eftersom detta inte kunde göras innan det eftersom dessa data helt enkelt inte var tillgängliga, sa Johannes Uhl, uppsatsens huvudförfattare och en forskningsassistent vid CU Boulder.

Det är anmärkningsvärt, enligt forskarna, att de två artiklarna publiceras av olika högtryckstidskrifter samma dag. Medan Naturkommunikation Jord och miljö stycke diskuterar den materiella tillämpningen av uppgifterna, de Earth System Science Data diskuterar själva data, metoderna för att skapa dem, och begränsningarna med dem.

"Det finns så mycket potential i denna nuvarande datarevolution, som vi kallar det, Leyk kommenterade. "Tillväxten av så kallade datatidskrifter är en bra trend eftersom det blir mer och mer systematiskt att publicera formella beskrivningar av data, för att lära dig var data kan hittas, och att informera samhället vilken typ av publikationer som är baserade på dessa dataprodukter. Så, Jag gillar den här trenden och vi försöker använda den."

Denna forskning, dock, är fortfarande långt ifrån färdig. Nästa, forskarna hoppas kunna undersöka kategorierna ytterligare, och, särskilt, de olika grupperna av städer som dök upp i processen för denna forskning för att förhoppningsvis fastställa ett klassificeringssystem för urban evolution, samtidigt som datametoden tillämpas på mer landsbygdsmiljöer.

"Fynden är intressanta, men de kan naturligtvis utökas till mer detalj, " sa Uhl.

Forskarna arbetar också med andra forskare inom olika områden över hela universitetet för att utforska tillämpningarna av dessa data i ämnen som är så långtgående som urbana bränslemodeller för kärnvapenkrigsscenarier, exponeringen av den byggda miljön för brandrisk, och bebyggelse sårbarhet från höjning av havsnivån.

"Kontexten är lite annorlunda inom vart och ett av dessa områden, men riktigt intressant, Leyk sa. "Du inser hur viktig den typen av ny data, ny information, kan bli för så många oväntade ämnen."