这些发现发表在本周的《自然通讯:地球与环境和地球系统科学数据从历史上看，美国大多数城市的发展方式都很相似。利用一个世纪的城市空间数据，研究人员发现了城市规模(一个地方有多大)的悠久历史。与城市形态(城市的形状和结构)“脱钩”，导致城市的发展不尽相同——甚至不接近。

研究人员希望，通过提供这个独特的数据集来观察过去，他们将能够瞥见未来，包括人口增长对城市的影响，或者城市如何发展以应对海平面上升或野火风险等环境因素。

“如果我们知道如何利用这些新数据，我们可以更多地了解我们的城市和城市发展，我认为这确实证实了我们的方法，”科罗拉多大学博尔德分校的地理学教授、论文的作者之一斯特凡·莱克说。

“这不仅仅是你把大量数据扔进洗衣机的问题。这真的是知道如何利用数据，如何整合它们，如何得到正确和有意义的东西。”

据预测，到2050年，超过三分之二的人类将生活在城市地区。然而，考虑到对20世纪70年代之前的城市地区历史的有限了解，这些城市地区将会是什么样子尚不清楚。

然而，这项工作和之前的研究希望通过一项物业股份协议，研究物业管理公司Zillow的物业级数据，从而填补这一空白。

这个庞大的数据集被称为Zillow交易和评估数据集(ZTRAX)，包含了大约3.74亿条数据记录，其中包括100多年来现有建筑的建成年份。此前，研究人员利用这些数据创建了美国历史定居点数据汇编(HISDAC-US)，这是一组独特的时间序列数据集，任何人都可以免费使用。

在这项由美国国家科学基金会、行为科学研究所和地球实验室资助的新研究中，研究人员对数据应用了统计方法和数据挖掘算法，试图收集有关住区发展性质的所有可用信息，特别是大都市统计区或高密度地理区域的信息。

他们发现，他们不仅能够更多地了解如何衡量城市的规模、形状和结构(或形式)，包括建成区的数量及其结构，他们还能够看到这些不同类别的城市发展演变的非常清晰的趋势。

特别是，研究人员发现，城市形态和城市规模的发展并不像之前认为的那样。虽然规模通常是朝着单一方向发展的，尤其是在大城市，但形式可能会因地理位置以及环境和技术因素等限制因素而起落。

该论文的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校的研究助理约翰内斯·乌尔说:“这(分类)是这篇论文的真正新颖之处，因为在此之前，由于这些数据无法获得，这是无法完成的。”

根据研究人员的说法，这两篇文章在同一天发表在不同的高影响力期刊上，这是值得注意的。而《自然通讯:地球与环境文章讨论了数据的实质性应用地球系统科学数据讨论数据本身、创建它们的方法以及它们的局限性。

“我们称之为当前的数据革命有很大的潜力，”莱克评论道。“所谓的数据期刊的增长是一个好的趋势，因为它变得越来越系统化，发布数据的正式描述，了解数据可以在哪里找到，并告知社区基于这些数据产品的出版物。所以，我喜欢这种趋势，我们试图利用它。”

然而，这项研究还远未完成。接下来，研究人员希望进一步研究这些类别，特别是在研究过程中出现的不同城市群体，以期确定城市演变的分类系统，同时也将数据方法应用于更多的农村环境。

乌尔说:“这些发现很有趣，但它们当然可以扩展到更详细的领域。”

研究人员还与大学不同领域的其他研究人员合作，探索这些数据在诸如核战争情景的城市燃料模型、建筑环境对野火风险的暴露以及海平面上升对定居点的脆弱性等主题上的应用。

“每个领域的背景都有点不同，但真的很有趣，”Leyk说。“你会意识到这种新数据、新信息对许多意想不到的话题有多重要。”