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示意：Lorenz吸引子上的示踪粒子，一个典型的耦合非线性系统

Risk Academy（由 Nexus Consortium 牵头）· 系统与 Nexus 研究 · 系统性风险与复杂性系

Networks, agent-based and coupled models, digital twins and their limits

复杂系统与系统建模

Complex 系统 and systems modelling is the shared methodological core of nexus and systemic-risk work.

Map complex systems and systems modelling on a real place Open RAS-401
01范围

该学科涵盖的内容

其课程与 实验 讲授的子主题。

课程
1 门课程开放
层级
L2 中级
实验
网络实验室、地图实验室
  • Complexity concepts
  • Network analysis
  • Agent-based models
  • Coupled 系统 模型
  • Digital twins and their limits
  • 模型相互比较
  • 可复现的建模
  • Emergence and feedback

Courses in development extend the scope to further subjects: Systems thinking foundations; Agent-based and coupled systems modelling; System dynamics and participatory modelling; Digital twins for risk.

02地图

为任意地点构建孪生

Search any place or open the world; the layers and generators follow complex 系统 and systems modelling on the planet map, the globe and in 3D.

金边的洞里萨湖与湄公河下游：学院孪生的平面图。地形 0 至 1,700 米；河流 2,956 公里；14 座水坝；6 座电厂，88 MW；林木覆盖占框内 37.8%；耕地占框内 39.9%；建成区占框内 0.9%；永久水体占框内 4.7%；河流流量，GloFAS（经由 Open-Meteo）：打开 3D 孪生时实时读取；植被指数，MODIS Terra NDVI 8 天：打开 3D 孪生时实时读取；地表水范围，OPERA DSWx（HLS）：洪水脉冲：打开 3D 孪生时实时读取；土地覆盖类别，MODIS IGBP（年度）：打开 3D 孪生时实时读取。依据高程网格每 250 米绘制等高线；按等级划分的已命名河流；耕地、林木覆盖、水体和建成区占比（esa worldcover 2021），以占每个单元四分之一或以上的类别表示；水坝以标记表示；电厂以标记表示。
The Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh, Cambodia. 同一数据的平面图：湖泊和河流、水坝、按容量划分的发电厂、耕地和树木覆盖单元格，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后；流量、植被、地表水和年度土地覆盖应请求在孪生中加载，各自附有数据日期。
  • Terrain 0 to 1,700 m
  • River 2,956 km
  • 14 dams
  • 6 power plants, 88 MW
  • Tree cover 37.8 percent of the box
  • Cropland 39.9 percent of the box
  • Built-up 0.9 percent of the box
  • Permanent water 4.7 percent of the box
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): the flood pulse: read live when the 3D twin opens
  • Land cover classes, MODIS IGBP (annual): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

同一数据的平面图：湖泊和河流、水坝、按容量划分的发电厂、耕地和树木覆盖单元格，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后；流量、植被、地表水和年度土地覆盖应请求在孪生中加载，各自附有数据日期。

所示边界、名称和称谓并不意味着对任何领土的法律地位作出任何判断，亦不意味着认可或接受此类边界。国家：Natural Earth（公有领域）。

03实时地图

Hazards and exposure in Bangladesh

Flood water, active fires and surface heat beside population and night-time lights, over Bangladesh.

交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。

图层 3

灾害与风险敞口

关于此图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
VIIRS 全球洪水产品（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星探测；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 250 米网格
不确定性
卫星探测；云层造成缺口。按提供方发布的原样提供的卫星或模型栅格数据。云层、扫描带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；这些数值是指标，不是某一地点的测量值。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测（云层和过境时间造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 375 米（FIRMS）（NASA LANCE FIRMS）
提供方
NASA LANCE FIRMS
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星探测；云层和过境时间造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-13
分辨率
约 500 米网格
不确定性
所示日期的卫星热点探测结果，包括天然气火炬和工业热源；不是已确认的火情、事件报告或预警。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
估计值
来源
世界网格化人口 v4.11（NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN））
提供方
NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN）
许可协议
CC BY 4.0
年份版本
null；基于人口普查的估算，静态（2020）
分辨率
约 1 公里网格
不确定性
基于普查的 2020 年每平方公里人口估算，作为风险暴露背景展示；不是受任何危害影响的人口数。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测（持续云层仍会造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 3 级产品，8 日（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
8 日；卫星 8 日合成；持续云层仍会造成缺口
构建时的最新内容
2026-09-14
分辨率
约 1 公里网格
不确定性
截至所示日期的 8 天内地表的卫星表面温度，是一项热风险暴露指标；不是气温、热指数或高温预警。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测
来源
VIIRS Black Marble（VNP46A2）（NASA LAADS DAAC）
提供方
NASA LAADS DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星辐亮度，已校正月光和大气影响
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 500 米网格
不确定性
所示日期的卫星夜间辐亮度；灯光是用电和停电情况的代理指标，不是对供应或可及性的测量。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星反演；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
对所示日期整个气柱中霾、烟和沙尘的卫星测量；是风险暴露指标，不是地面 PM2.5、空气质量指数，也不是健康预警。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放；悬停可查看指针下的数值；重置可返回该区域。

Hazards and exposure, framed on Bangladesh.NASA 发布的卫星和模型产品，各自标注日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。

数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET · 美国地质调查局来源与许可

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • VIIRS近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自NASA GIBS。颜色依据已发布的色图重绘；在显示处数值按H3单元取平均（已修改）。 NASA 开放数据
  • NASA 火情资源管理信息系统（FIRMS），VIIRS 375 m 活跃火点产品，NASA LANCE；矢量瓦片经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC)。采用CC BY 4.0许可。颜色依据已发布的色图重绘；在显示处数值按H3单元取平均（已修改）。 doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • VIIRS Black Marble 夜间灯光，NASA 戈达德太空飞行中心；由 NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System（LAADS DAAC）分发；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • MODIS 和 VIIRS 大气产品，NASA LANCE 和 LAADS DAAC；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap contributors (ODbL)，经由 NASA GIBS 提供（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 ODbL
  • Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
  • 地球仪：MapLibre GL JS 6.9.1，BSD-3-Clause，© MapLibre贡献者。
  • 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
  • 实时：NASA EONET。事件仅供参考，不是主管机构的预警。
  • 实时：美国地质调查局。事件仅供参考，不是主管机构的预警。
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • 河流流量预报，30天及区间（GloFAS，经Open-Meteo）：包含经修改的Copernicus Emergency Management Service 2026年信息；非洪水警报。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层（图层列表中共 10 个来源：实时、预报、观测和背景）启用后会在地图上和此处显示其提供方署名；预报为模型输出，衍生指数为估计值。

图层与日期

  • 洪水水体，3 日合成：VIIRS 全球洪水产品，NASA LANCE · 2026年10月14日
  • 活跃火点与热异常：VIIRS NOAA-20 375 m（FIRMS），NASA LANCE FIRMS · 2026年10月13日
  • 人口密度，2020 年：人口：哥伦比亚大学 CIESIN，世界网格化人口 v4.11（2018），NASA SEDAC， CC BY 4.0 · 静态
  • 地表温度，日间，8 天合成：VIIRS NOAA-20 3 级产品，8 天，NASA LANCE · 2026 年 9 月 14 日
  • 夜间灯光，每日：VIIRS Black Marble（VNP46A2），NASA LAADS DAAC · 2026年10月12日
  • 气溶胶光学厚度，每日：VIIRS NOAA-20 Deep Blue AOD，NASA LANCE · 2026年10月13日

04主题

主题、方法与衡量指标、争论以及相关机构

该领域及其范围

For modellers, analysts and reviewers who build or judge models of coupled 系统 and need to state what a model assumes, what it can show and how its uncertainty is reported.

05方法

从度分布到决策：移除节点后网络还能保留多少

A network’s mean degree sets the fraction of nodes it can lose before it falls apart; the same network survives random failure far better than a targeted attack on its hubs, and a model of that survival is only useful once its sensitivity and its spread across runs are stated.

来源： Newman, The structure and function of complex networks (2003); Albert, Jeong and Barabasi, Error and attack tolerance of complex networks (2000); Grimm et al., The ODD protocol for describing agent-based and other simulation models: a second update (2020); Saltelli et al., Five ways to ensure that models serve society: a manifesto (2020).

06概览

概览，含 5 个相关主题

Complex systems and systems modelling at a glance

risksacademy.comsystems-nexus学科

Complex systems and systems modelling: 1 primary courses open, 4 in preparation and 1 also taught here, across 8 subtopics. Courses: RAS-401 L2 open, RAF-125 L1 in preparation, RAT-251 L3 in preparation, RAT-258 L2 in preparation, RAT-263 L3 in preparation, RAT-220 L2 also taught here.
Complex systems and systems modelling at a glance
  • Open, 1
  • In preparation, 4
  • Also taught here, 1
  • Subtopics, 8
Drawn as a network cascade: the discipline as the source, its courses as the first tier and connected disciplines as the second.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
孪生构建器为任意地点构建孪生实例：洞里萨湖与金边的湄公河下游 · 5 个生成器 · 13 个图层 · 2 个工具
07实验

该主题在实验室中的实践方式

实验室您在其中可以做什么使用它的课程
网络实验室构建依赖关系图，找出关键节点，追踪级联2
地图实验室在真实地图上解读危害、风险暴露和边界1
08控制台

How Complex systems and systems modelling is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

09学习

学习、实践与关联

本学科的成就

10参与

参与系统与 Nexus 研究

从您的身份出发。

11参考文献

核心参考文献与入门起点

Start with Epstein, then Sterman, then Oreskes.

12常见问题

问题、解答与关键术语

在这里学习免费吗？
是的。由Nexus Consortium领导的Risk Academy的所有课程和学习材料均可免费学习，可自定进度或随学习小组进行。常规参与不收取费用；有偿工作、实习和研究员项目另行安排。
完成一门课程能获得什么？
完成记录包含：课程、版本、日期和所评估的内容，默认私密，由您自行分享。它可累积为学科、系和项目层面的成就。记录载明所学习和评估的内容，不证明能力；它不是执照、职称或雇佣身份。
数据和地点从何而来？
每个学部均基于以开放数据构建的真实地点数字孪生开展教学；每个图层均注明提供方、许可和日期，Academy上的每项结果均注明来源。地图和图表是教学用指标，绝非对某一地点的评估。
How do I take part beyond the courses in complex systems and systems modelling?
组建由三至七人组成的能力小组，学习共同路径，在国家工作组中承担受监督的任务，或带领您所在机构的学员群组加入。 面向机构.

关键术语

术语

涌现

由相互作用产生、仅从各组成部分无法看出的系统行为。

术语

反馈回路

一条回过头来影响其起点的效应链，会放大或抑制变化。

术语

基于主体的模型

对个体行为者及其相互作用的模拟。

术语

数字孪生

与物理系统数据保持同步、并注明局限的该系统模型。

报告贡献

从本页贡献证据。

Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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从一门开放课程开始

目录列出了每门课程的学习成果、 实验、学时与层级。

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