基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化研究

陳錦珍

摘 要：人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化是人口信息與其他社會經(jīng)濟、資源環(huán)境等信息進行空間集成的基礎(chǔ)，旨在揭示人口在地理空間上的數(shù)量信息與位置分布，展示人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)在地理學(xué)中的意義。本文在論述人口空間化方法的基礎(chǔ)上，對基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化進行分析。

關(guān)鍵詞：人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)；空間化；居民地分類

人口問題是當(dāng)今世界最為重要的社會問題之一，對環(huán)境、社會以及經(jīng)濟等均有較大的影響。人口問題主要包括人口分布、人口數(shù)量、人口結(jié)構(gòu)、人口質(zhì)量等問題，其中人口分布的意義重大。人口空間分布是人口地理學(xué)研究的核心問題之一，指一定時間上人口在地域上的分布情況，對人地關(guān)系的研究具有重要作用。人口空間分布是一個較為復(fù)雜的問題，涉及社會、經(jīng)濟與資源等多個方面，此外，不同指標(biāo)體系與影響因素均可對人口空間分布產(chǎn)生一定的影響。分析人口空間分布的有效研究方法，人口數(shù)據(jù)空間化為重要的獲取途徑，其在多源數(shù)據(jù)的融合以及人口空間分布的精確刻畫等方面均具有重要的科學(xué)意義。針對人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的研究，主要有城市地理學(xué)理論中的經(jīng)典人口密度模型、空間差值方法、遙感與GIS支持下的人口數(shù)據(jù)空間化等。

1人口空間化研究概述

在GIS與遙感等技術(shù)得到飛速發(fā)展的同時，對人口數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法的研究也取得了一定的成果。傳統(tǒng)的人口數(shù)據(jù)收集多基于行政單元進行，雖然部分行政區(qū)域的劃分可依據(jù)山地、河流等自然標(biāo)志進行客觀劃分，但大部分行政區(qū)仍需參考歷史文化等因素進行人為劃分，這在一定程度上影響了人文數(shù)據(jù)的應(yīng)用。此外，以行政單元獲得的部分社會經(jīng)濟指標(biāo)，丟失了其空間分布特征，如區(qū)域人口、GDP、產(chǎn)品的銷售量等，基于行政單元的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，只能反映被調(diào)查區(qū)域的指標(biāo)總量或者指標(biāo)平均值，并不能反映其空間分布，這使得相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用受到了極大的限制。“人口數(shù)據(jù)空間化”的研究旨在通過科學(xué)、合理的人口分布指示因素構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)展布于一定大小的地理格網(wǎng)中，實現(xiàn)表達人口信息的載體由行政單元向網(wǎng)格轉(zhuǎn)換。因此，人口數(shù)據(jù)空間化是解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集存在的問題的有效途徑。

2人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的方法

自人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的概念誕生以來，經(jīng)過30余年的發(fā)展，人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的研究水平已逐漸成熟。就人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的方法來看，主要有以下幾類。

（1）面積權(quán)重法

面積權(quán)重法是在無其他可供參考的數(shù)據(jù)的情況下采用假設(shè)法進行的插值方法。假設(shè)統(tǒng)計值在統(tǒng)計區(qū)內(nèi)均勻分布，以此為基礎(chǔ)，采用統(tǒng)計值除以統(tǒng)計區(qū)域的面積的計算方法獲得統(tǒng)計區(qū)域的密度，而后通過公式（1）得到任何目標(biāo)區(qū)域的值。若存在某一區(qū)域，與源區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域均有差異，但在此區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)計指標(biāo)滿足均勻分布，則可借助此種中間區(qū)域?qū)崿F(xiàn)差值。

上式中， Pt為目標(biāo)區(qū)域的人口估計值， Ast為源區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域的疊加部分面積，As為源區(qū)域的面積， ys為源區(qū)域的指標(biāo)統(tǒng)計值，s為源區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域相交的源區(qū)域個數(shù)。

（2）數(shù)學(xué)插值法

基于數(shù)學(xué)插值法，使用規(guī)則網(wǎng)格將待統(tǒng)計區(qū)域覆蓋，其中各個網(wǎng)格的數(shù)值采用網(wǎng)格中心所在區(qū)域的統(tǒng)計值除以該區(qū)域內(nèi)網(wǎng)格數(shù)的方法進行計算，而后用各網(wǎng)格的領(lǐng)域平均值代替該網(wǎng)格的原始數(shù)值，以統(tǒng)計區(qū)域的總值不變?yōu)榍疤?，以平滑后的柵格值為?quán)重，對柵格值進行調(diào)整。此為一次循環(huán)，通過多次的平滑與調(diào)整能夠得到統(tǒng)計值的連續(xù)表面。

（3）遙感技術(shù)與GIS技術(shù)聯(lián)用

遙感技術(shù)是通過飛機、人造衛(wèi)星或其他飛行器收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息從而判認地球環(huán)境和資源的技術(shù)。將遙感影像所攜帶的特征直接應(yīng)用于人口空間分布的研究雖多，但人口空間分布與單純的遙感影像之間有不可逾越的鴻溝，即遙感影像的精度。GIS是一種特定的、重要的空間信息系統(tǒng)，在空間插值與曲面模擬等技術(shù)的支持下，GIS應(yīng)用于人口空間分布研究的方法逐漸趨于成熟。因此，在人口空間分布研究中將遙感技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，可有效解決遙感技術(shù)支持下人口數(shù)據(jù)空間化面臨的精度問題。在遙感技術(shù)與GIS技術(shù)的結(jié)合下，以遙感數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，基于GIS框架對數(shù)據(jù)進行疊加、匯總與計算等。

3基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化

3.1居民地分類

以建筑物為主要特征的居民地是人們共同生活和進行政治、經(jīng)濟、文化等活動的定居場所，同時也是可直接反映人口分布的重要因素。作為人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化中較為常用的建模因素，受到居民地的功能定位、周邊環(huán)境與居住類型等的影響，各個居民地的人口密度存在一定的差異。鑒于此，采用居民地再分類建模，以居民地的類型為切入點，對居民地進行分類，通過人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)與人口居住密度、不同類型居民地面積的線性回歸建模，獲取各種類型居民地居住密度，能夠有效提高模擬的精度。就居民地再分類的方法來看，主要有人口分布的聚集性與分散性特征分類法、農(nóng)村居民地百分比分類法、夜間燈光數(shù)據(jù)分類法、居民地解譯標(biāo)志信息的分類法等。

3.2居民地分類下的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化

行政單元下的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化存在默認各類居民地的居住密度相同這一問題，將所有的居民地一概而論，進而導(dǎo)致空間數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。而居民地分類則較好的解決了這一問題，針對行政單元下人口空間化不能體現(xiàn)人口空間分布差異性的問題，基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)充分考慮到不同類型居住地的人口分布差異，同時也有助于獲取更加真實的人口空間數(shù)據(jù)。分析居民地分類下的人口空間化，在研究人口分布時必須先進行人口區(qū)劃?？紤]到居住密度存在很大變率，在一級人口區(qū)劃的基礎(chǔ)上必須進行二級區(qū)劃。在以往的人口空間化研究中，居民地的數(shù)據(jù)來源一般為遙感影像，其分辨率直接影響了居民地數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與人口空間化的精確性。鑒于此，在人口空間化中，將遙感技術(shù)與GIS技術(shù)進行有效結(jié)合，基于較高精度的居民地分類數(shù)據(jù)，對人口數(shù)據(jù)空間化進行研究，能夠有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與人口空間化的精度。GIS技術(shù)支持下的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)表現(xiàn)方法，以格網(wǎng)為統(tǒng)計單元建立格網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，并將人口數(shù)據(jù)作為格網(wǎng)的屬性數(shù)據(jù)，采用表格的形式進行存儲。

就人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化的實現(xiàn)來看，主要有數(shù)據(jù)的來源與提取、分類指標(biāo)的選取、指標(biāo)的相關(guān)性分析、人口空間化的計算與實現(xiàn)。在人口空間化中，主要的數(shù)據(jù)包括目標(biāo)區(qū)域的人口普查數(shù)據(jù)、等高線柵格數(shù)據(jù)、河流分布數(shù)據(jù)、道路分布數(shù)據(jù)等。在選取分類指標(biāo)與提取數(shù)據(jù)時，可借鑒已有的研究，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的實際情況，合理選取分類指標(biāo)，將其作為影響居民地密度的重要因素。通過數(shù)據(jù)的提取與所選指標(biāo)的相關(guān)性分析，可合理選擇人口空間化計算的依據(jù)，為人口空間化的實現(xiàn)奠定重要基礎(chǔ)。

4結(jié)語

隨著相關(guān)技術(shù)在人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化應(yīng)用中的日益成熟，基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化研究逐漸受到重視，與傳統(tǒng)的行政單元研究人口分布相比，居民地分類下的人口空間化具有極大的優(yōu)勢。本文旨在對基于居民地分類的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化進行研究與分析，結(jié)合遙感技術(shù)與GIS技術(shù)，以便得到準(zhǔn)確、有效的人口空間分布數(shù)據(jù)。就不同居民地類型的差異性來看，居民地分類下的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)充分考慮到居民地的人口密度，進而有效避免了行政區(qū)劃下的系統(tǒng)誤差。針對人口空間化的研究，在了解已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合目標(biāo)區(qū)域的實際情況，同時充分考慮到不同居民地類型的人口密度差異，可保證獲得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實性，進而為人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化奠定基礎(chǔ)。

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