1、城市人地要素的高精度感知理论与方法

围绕城市要素精准监测需求，北大已在定量与智能遥感、时空大数据计算与挖掘方面实现技术突破，系统性构建了城市人地要素的高精度感知理论与方法。承担重点研发计划等20余项国家级课题，获授权发明专利及软件著作权50余项，发表论文100余篇。其中“偏振遥感物理机理、关键方法与技术应用”项目，破解了遥感对地观测中大气衰减与亮暗缺失效应两大瓶颈，在大气中性点观测视角下地物目标辨识度提高70%以上，该成果获国家技术发明奖二等奖。此外，北大还在国际上首创“社会感知”理论，开启“人基”观测与时空大数据的新方向。相关论文发表于《Nature》等国际顶级刊物，提出人类活动量时空预测系列算法，提升智能挖掘精度13.7%-35.8%，成果入选2023年度“中国地理科学十大研究进展”，在国内外学界产生重要影响。

2、超大规模时空数据基础设施与暴雨应急响应服务

高德联合北大等单位研发了超大规模城市时空数据底座系统，实现总量超100PB多元异构数据的统一存储，日均交通出行请求超千亿次，接入服务延时低于2毫秒，该成果荣获地理信息科技进步特等奖。基于该系统，高德将极端天气预警与交通大数据深度融合，在国内率先推出“积水地图”等公众应急服务，实现天气信息即时提示和路面积水实时报告，已在多次极端天气事件中服务超千万人次。上述技术成果为构建“政府-社会-个体”三位一体应急新模式提供了重要支撑。

3、“绿色海绵”城市设计理论及实践应用

面向生态城市建设与雨洪管理需求，北大首创“绿色海绵”理念，突破了传统灰色工程模式，构建融合中国传统生态智慧与现代技术的理论体系，明确海绵城市的生态城市形态和雨洪管理双重属性，相关成果载于《海绵城市理论与实践》。在海绵城市方向承担自然科学基金、重点研发计划等国家级项目10余项，获13次美国景观设计师协会奖、5次中国人居环境范例奖。研究成果已在全国200余个城市的400多个项目中得到实施，涵盖海口美舍河治理、邯郸园博园建设等重点工程，并为徽州陂塘保护和河南暴雨灾后重建等实践提供支持，成为全球水资源治理的中国方案。

4、服务首都韧性城市建设的规划决策技术体系

面向首都韧性城市规划与建设的重大需求，北规院创新性提出了城市韧性规划“北京模式”，构建了“评估-模拟-响应-驱动”四位一体城市韧性技术框架，突破了市政基础设施韧性评估优化、海绵城市建设规范等核心技术。承担国家重点研发计划“城市复杂系统模型与模拟”等国家级项目，获授权发明专利10余项、软件著作权94项，参与制定国家标准《韧性城市规划与土地政策指引》等11项。相关成果荣获省部级科技奖47项，已应用于北京城市体检及海淀区等多个智慧城市示范区，有力支撑了现代化首都韧性城市建设。

5、超大城市数字孪生全域水务“一张网”平台

面向城市水务数智化转型与应急管理需求，北京市智慧水务院构建了全市统一的水务数字孪生基础底座，自主研发了“水务感知平台、数据底座、水务图、水务码”等核心基础设施，在一网统管的基础上实现水务网络安全感知与预警。该平台整合97个分散系统，突破海量物联终端兼容接入、“物理模型-数据驱动”双引擎预报等关键技术，实现了对14.6亿条数据的贯通治理。此外，承担“排水管网水质监测”等北京市科技计划课题10项，并获授权专利17项、软件著作权33项。相关技术已全面支撑北京市水旱灾害防御平台与“三道防线”的高效运行，推动了政府应急管理向“协同智能”的跨越，成为国内智慧水务行业标杆。