2025年大学《数字人文》专业题库- 数字人文在工程技术与设计创新中的应用

2025年大学《数字人文》专业题库——数字人文在工程技术与设计创新中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、请解释以下名词（每小题5分，共20分）1.数字人文2.计算设计3.数字孪生4.人本计算在工程中的伦理意涵二、简答题（每小题10分，共40分）1.简述利用地理信息系统（GIS）进行基础设施规划与设计的优势。2.比较数字人文视角下的工程数据可视化与传统工程数据可视化的主要区别。3.阐述网络分析技术在城市规划与建筑设计创新中的应用场景。4.分析将数字人文方法融入产品开发流程可能带来的价值。三、论述题（每小题20分，共40分）1.以“智慧城市交通系统”为例，论述数字人文方法如何为交通规划与管理提供新的视角和解决方案，并分析其面临的挑战。2.结合具体案例（真实或虚构），论述数字人文技术如何赋能可持续建筑设计创新，并探讨其在推广过程中可能遇到的障碍及应对策略。试卷答案一、请解释以下名词（每小题5分，共20分）1.数字人文：指运用数字技术、方法和工具进行人文领域的研究、阐释、保存和传播。它强调跨学科合作，融合了人文科学的关怀与计算机科学、数据科学等技术手段，旨在处理和分析大规模、结构化或半结构化的人文数据，从而产生新的知识、洞察和体验。2.计算设计：指在设计过程中广泛运用计算思维、算法和数字工具进行概念生成、形态探索、性能分析和制造执行的一种设计方法论。它利用计算机程序、参数化建模等技术，使设计过程更加高效、灵活和智能化，能够处理复杂的设计问题并实现大规模定制。3.数字孪生：指通过传感器、物联网等技术实时采集物理实体（如设备、系统、建筑）的数据，利用数字建模技术创建与其高度一致的动态虚拟模型。该模型能够实时反映物理实体的状态，支持模拟、预测、优化和远程监控，是实现物理世界与数字世界深度融合的一种关键使能技术。4.人本计算在工程中的伦理意涵：指在工程项目的规划、设计、开发和应用中，运用人本计算（Human-CenteredComputing）思想，关注人的需求、能力、体验和福祉，并系统性地考虑和应对由此产生的伦理、法律和社会问题。这包括确保技术的可用性、可访问性、隐私保护、数据安全、算法公平性，以及避免对人类劳动造成不当替代等。二、简答题（每小题10分，共40分）1.简述利用地理信息系统（GIS）进行基础设施规划与设计的优势。*答案：利用GIS进行基础设施规划与设计具有多方面的优势。首先，GIS能够整合、管理和分析地理空间数据，为规划者提供全面的场地信息，包括地形地貌、地质条件、现有设施、交通网络、环境敏感区等，支持更科学的地域评估。其次，GIS的空间分析功能（如缓冲区分析、叠加分析、网络分析）可以用于模拟不同规划方案对环境、交通和社会的影响，优化设施选址（如学校、医院、变电站），合理规划路线（如道路、管线），减少建设成本和环境干扰。再次，GIS支持可视化表达，能够将复杂的规划方案以直观的地图形式呈现，便于沟通、决策和公众参与。最后，GIS具有动态性，可以随着基础设施数据的更新和规划目标的调整，持续支持规划方案的评估和优化。*解析思路：解答此类问题需先明确GIS的核心功能（数据管理、空间分析、可视化），然后逐一将这些功能与基础设施规划设计的具体需求相结合，阐述其带来的实际好处，如提高科学性、优化决策、降低成本、增强沟通、支持动态管理。2.比较数字人文视角下的工程数据可视化与传统工程数据可视化的主要区别。*答案：数字人文视角下的工程数据可视化与传统工程数据可视化的主要区别在于其关注点、数据类型和处理方法。传统工程数据可视化通常侧重于展示精确的测量数据、仿真结果或性能指标（如结构应力、流体速度），目的是验证设计、监控状态或诊断故障，强调数据的准确性和客观性，可视化形式常为图表、曲线、工程图等。而数字人文视角下的工程数据可视化，除了呈现工程数据本身，更关注数据背后的人文意义、社会背景、文化价值和历史语境。它可能处理半结构化甚至非结构化数据（如设计图纸的元数据、项目文档、工人访谈记录、社交媒体评论），可视化形式可能更加多元化，如信息图、交互式叙事、时空地图、网络图谱等，旨在揭示工程实践的社会影响、人的因素、决策过程的历史演变等，强调数据的解读、阐释和人文叙事。*解析思路：解答此类问题需要对比两者的核心目标、处理的数据范围（结构化vs半结构化/非结构化）、强调的重点（技术精确性vs人文社会性）、以及常用的可视化技术和工具。关键在于突出数字人文视角的“人文”属性，即对社会、文化和历史的关注。3.阐述网络分析技术在城市规划与建筑设计创新中的应用场景。*答案：网络分析技术在城市规划与建筑设计创新中有广泛的应用场景。在城市规划中，可用于分析交通网络（如识别拥堵瓶颈、优化公交线路、规划快速路）和公共服务设施网络（如评估学校、医院、公园的覆盖范围和可达性，优化布局），识别城市空间中的社交网络结构，分析城市活力热点，甚至用于模拟传染病传播路径，支持应急规划。在建筑设计创新中，可用于分析建筑内部人流、物流的流动模式，优化空间布局和疏散通道设计；分析建筑与周边城市公共空间、交通网络的关系，提升建筑的整合度；在网络化、参数化建筑设计中，可用于模拟和分析复杂几何结构或系统中的连接关系和性能。*解析思路：解答此类问题需先理解网络分析的基本概念（节点、连接、路径、中心性、聚集性等），然后思考这些概念如何应用于城市和建筑的两个层面。可以从宏观的城市系统（交通、服务、社交）和微观的建筑内部/与城市互动两个维度来列举具体的应用实例。4.分析将数字人文方法融入产品开发流程可能带来的价值。*答案：将数字人文方法融入产品开发流程可以带来多方面的价值。首先，通过用户研究（如利用数字工具进行大规模问卷调查、情感分析社交媒体评论、构建用户画像），可以更深入地理解用户的真实需求、使用场景、情感体验和潜在痛点，使产品设计更具人本关怀。其次，利用数字技术（如原型模拟、用户测试平台、在线协作工具）可以加速概念迭代和原型验证过程，降低开发成本和风险。再次，数字人文的跨学科视角有助于从更宏观的层面审视产品，例如分析产品背后的文化含义、社会影响、可持续性等，推动产品的创新设计。最后，利用数字手段记录和呈现产品的设计过程与历史，有助于知识管理和传承，提升企业的创新能力。*解析思路：解答此类问题需将数字人文的核心方法（如用户研究、数据分析、可视化、跨学科视角）与产品开发的典型阶段（如市场调研、概念设计、原型制作、测试迭代、上市推广）相结合，分析每个方法在各个阶段可能带来的具体贡献和价值。三、论述题（每小题20分，共40分）1.以“智慧城市交通系统”为例，论述数字人文方法如何为交通规划与管理提供新的视角和解决方案，并分析其面临的挑战。*答案：数字人文方法为智慧城市交通系统提供了超越传统技术思维的视角和解决方案。新的视角体现在：首先，关注交通作为城市生活和社会互动的舞台，利用社交媒体数据、移动信令数据等分析通勤者的时空行为模式、出行意愿和情感状态，理解交通问题背后的人文社会因素（如职住分离、通勤压力、公平性诉求）。其次，将交通系统置于城市历史、文化和社会结构的脉络中，分析不同区域交通需求的历史演变，考虑交通规划对城市空间形态、社区活力和文化传承的影响。解决方案包括：利用数字人文叙事技术，通过可视化交互平台向公众展示交通数据背后的故事，提升政策透明度，促进公众参与式交通规划；基于对城市空间和社会网络的分析，设计更具包容性和公平性的交通服务，如优化非机动车道网络以满足慢行交通需求，或利用数据分析识别服务盲区以改善公交覆盖。此外，数字人文方法还可以用于挖掘交通文化遗产（如老街区的交通记忆），为交通更新设计提供灵感。面临的挑战包括：海量、多源、异构交通数据的整合与隐私保护难题；数字人文研究方法在处理大规模数据时的计算效率和模型复杂性问题；跨学科团队（交通工程师、数据科学家、社会科学家）的有效协作与沟通障碍；研究成果向实际交通管理决策转化的机制不健全；以及如何确保技术应用符合城市伦理，避免加剧社会不平等。*解析思路：解答此类问题需首先明确数字人文在交通领域的切入点（关注人、社会、文化、历史），然后结合智慧交通的具体方面（数据、规划、管理、公众参与），提出基于数字人文视角的具体方法和解决方案。同时，需要辩证地分析这些方法和方案可能面临的现实挑战（数据、技术、协作、转化、伦理）。2.结合具体案例（真实或虚构），论述数字人文技术如何赋能可持续建筑设计创新，并探讨其在推广过程中可能遇到的障碍及应对策略。*答案：数字人文技术可以有效赋能可持续建筑设计创新。例如，在“绿色社区中心”的设计中，可以利用数字人文方法：首先，通过文本挖掘和情感分析研究社区居民对可持续生活方式的期望和态度，以及他们对社区中心功能与环境表现的具体诉求；其次，利用GIS和空间分析技术，结合当地气候、光照、水文等自然数据，以及周边资源（如可再生能源、废弃物处理设施）的分布，优化建筑朝向、围护结构设计、场地景观规划，以最大化自然资源利用效率；再次，运用数字孪生技术创建建筑模型，模拟其在全生命周期内的能源消耗、碳排放、材料使用和废弃物产生情况，进行多方案比选和优化，实现精准的可持续性目标；此外，可以通过虚拟现实（VR）技术让潜在用户在建筑建成前体验其内部环境，收集反馈，提升设计的适人性。推广过程中可能遇到的障碍包括：建筑行业传统思维定式对数字人文价值的认知不足；缺乏既懂建筑又懂数字人文技术的复合型人才；数字人文技术应用可能增加项目初期成本；难以量化和评估某些人文因素（如用户满意度、社区认同感）对可持续性的贡献；以及数据标准不统一、数据获取困难等问题。应对策略包括：加强跨学科教育与合作，培养复合型人才；通过示范项目展示数字人文技术的