地理國情普查數(shù)據(jù)支持下的人口分布影響因素分析

摘 要：在地理國情普查數(shù)據(jù)的支持下，文章選取株洲市24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究區(qū)。將居住建筑分為多層及以上房屋、低矮房屋和廢棄房屋，采用最小二乘原理求出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各類型居住建筑的人口密度。在此基礎(chǔ)上，采用地形分布指數(shù)定量分析高程對人口分布的影響，以及公共設(shè)施與人口分布的空間依賴關(guān)系。分析結(jié)果表明：（1）研究區(qū)人口分布的優(yōu)勢海拔高度為100m以下。（2）人口分布與政府、醫(yī)療機構(gòu)、幼兒園、小學、中學等公共設(shè)施的分布均存在較強的空間依賴關(guān)系，公共設(shè)施對人口的影響半徑大約是1500m。（3）人口分布與幼兒園存在最強的空間依賴關(guān)系。

關(guān)鍵詞：人口分布；居住建筑；影響因素；株洲

目前，人口分布與自然環(huán)境及社會經(jīng)濟因素的關(guān)系研究可以分為以下兩大類。一類是服務(wù)于人口空間化建模而確定人口分布與影響因子的關(guān)系。如董春等建立了地理因子庫，并將地形、高程、坡度、坡向、土地面積、土地覆蓋六類因子作為人口分布的影響因子進行人口數(shù)據(jù)空間化建模[1]；廖順寶等選取海拔高度、土地利用、河流水系、主要道路作為人口分布的相關(guān)因子[2]。另一類是探討人口分布與自然因素、社會經(jīng)濟因素的關(guān)系，以服務(wù)于人居環(huán)境評價，如高志強等分析了土地資源、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與人口分布的關(guān)系[3]。

本研究以地理國情普查株洲市試點數(shù)據(jù)庫中的居住建筑數(shù)據(jù)和第六次全國人口普查數(shù)據(jù)（鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度）為主要數(shù)據(jù)源，按照“有房屋有人口、無房屋無人口，房屋類型不同人口密度不同”的原則開展人口數(shù)據(jù)空間化研究，并在空間化成果的基礎(chǔ)上對人口分布的影響因素這一人口地理學問題進行研究。

1 研究區(qū)域概況及數(shù)據(jù)預處理

株洲，位于湖南省東部，湘江的下游，處于北緯26°0305”～28°0107”、東經(jīng)112°5730”～114°0715”之間。株洲市下轄5縣6區(qū)，總面積為11262 km2，總?cè)丝跒?85萬。本研究選取株洲縣全部鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及石峰區(qū)、天元區(qū)、蘆淞區(qū)和荷塘區(qū)的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)在內(nèi)的共24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為研究區(qū)。該研究區(qū)為一豎條帶狀區(qū)域，總面積約1646km2，總?cè)丝诩s49萬。

本研究用到的數(shù)據(jù)有：地理國情普查居住建筑面圖層、人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃面圖層、地理國情普查DEM數(shù)據(jù)、地理國情普查公共設(shè)施（政府、醫(yī)療機構(gòu)、幼兒園、小學、中學）點圖層。研究區(qū)共有24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其中古岳峰鎮(zhèn)、龍鳳鄉(xiāng)等6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)只有廢棄房屋和低矮房屋，對于這6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)將廢棄房屋的人口密度設(shè)置為0人/km2，低矮房屋的居住密度用各鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計人口數(shù)除以總的低矮房屋面積求得。淥口鎮(zhèn)、朱亭鎮(zhèn)等18個鄉(xiāng)鎮(zhèn)包含多層及以上房屋、低矮房屋和廢棄房屋三種類型，楊瑞紅等提出了將居住建筑重分類并運用最小二乘原理求算各類居住建筑人口密度的方法[4]，運用該方法計算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各類居住建筑的人口密度。

2 人口分布的影響因素分析

在研究區(qū)范圍內(nèi)，氣候、地貌等自然要素的空間差異性非常小，而通訊、供水、供電等基礎(chǔ)設(shè)施也均能滿足人們的生活需要。因此，這兩類要素不會對人口分布產(chǎn)生較大影響。研究區(qū)的地形大體上呈中間低兩邊高的分布特征，政府、學校、醫(yī)療機構(gòu)等與人們生活關(guān)系密切的公共設(shè)施的分布也是很不均勻的。因此，本研究從高程和公共設(shè)施兩個角度出發(fā)，分析高程對人口分布的影響，探析公共設(shè)施分布與人口分布的空間關(guān)系。

2.1 高程對人口分布的影響

研究區(qū)最低海拔為42.8m，最高海拔為829.5m。首先根據(jù)研究區(qū)地形特點將高程分為六級，分別為42.850m、50100m、100150m、150250m、250350m和350829.5m。然后將重分類后的柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)。最后，把帶有人口密度屬性的居住建筑圖層與高程分級圖層進行疊加，統(tǒng)計各高程帶上的人口數(shù)。

為了確定人口分布的優(yōu)勢高程帶，消除不同高程帶面積差異的影響，引入分布指數(shù)Pif來描述各高程帶上人口的分布情況。其計算公式為：

式中：Sif為f高程帶上的人口數(shù)，Si為研究區(qū)總?cè)丝跀?shù)，Sf表示研究區(qū)內(nèi)f高程帶的面積，S為研究區(qū)總面積。若Pif=1，表示人口在f高程帶上的分布比重與研究區(qū)人口的平均分布比重相等。若Pif>1，表示人口在f高程帶上的分布比重大于研究區(qū)人口的平均分布比重，f是人口分布的優(yōu)勢高程帶，Pif越大，優(yōu)勢越明顯。反之，若Pif <1，表示人口在f高程帶上的分布比重小于研究區(qū)人口的平均分布比重，f是人口分布的劣勢高程帶。

經(jīng)計算，研究區(qū)人口分布指數(shù)在16高程帶上呈逐漸減小的趨勢，第1高程帶（42.850m）的分布指數(shù)為1.37，第2高程帶（50100m）的分布指數(shù)為1.30，第3高程帶（100150m）的分布指數(shù)為0.39，第4高程帶（150250m）的分布指數(shù)為0.18，第5高程帶（250350m）的分布指數(shù)為0.07，第6高程帶（100150m）的分布指數(shù)為0.02。從第1高程帶到第2高程帶人口分布指數(shù)下降幅度不大，但從第2高程帶到第3高程帶，分布指數(shù)大幅下降。由此可以得出：研究區(qū)人口分布的優(yōu)勢海拔高度為100m以下。

2.2 公共設(shè)施與人口分布的關(guān)系

從地理國情普查株洲市試點數(shù)據(jù)庫中提取出政府、醫(yī)療機構(gòu)、幼兒園、小學、中學等要素并將其單獨作為一個點狀圖層。以500m為間距分別建立政府、醫(yī)療機構(gòu)、幼兒園、小學、中學的多環(huán)緩沖區(qū)，并用研究區(qū)劃圖將研究區(qū)外的部分裁剪掉。將帶有人口密度的居住建筑圖層與各要素多環(huán)緩沖區(qū)進行疊加分析，計算各要素任一緩沖帶內(nèi)的人口密度。

根據(jù)計算結(jié)果，繪制政府、幼兒園、醫(yī)療機構(gòu)、小學、中學任一緩沖帶人口密度曲線圖，見下圖。由下圖可見，隨著距離的不斷增大，各要素緩沖帶內(nèi)的人口密度均呈現(xiàn)出快速減小的趨勢。并在10001500m緩沖帶上出現(xiàn)明顯的拐點，其后減小的趨勢變緩。以上結(jié)果表明政府、醫(yī)療機構(gòu)、幼兒園、小學、中學等公共設(shè)施的分布與人口分布均存在十分密切的空間依賴關(guān)系，公共設(shè)施對人口分布的影響距離大約是1500m。

從上圖不難看出，在1500m范圍內(nèi)幼兒園分布與人口分布有最強的空間依賴關(guān)系，小學分布與人口分布的空間依賴關(guān)系最弱，醫(yī)療機構(gòu)、政府、中學與人口的空間依賴關(guān)系最為接近，介于幼兒園、小學之間。

3 結(jié)語

在人口數(shù)據(jù)空間化成果的基礎(chǔ)上，從地形和公共設(shè)施兩個角度出發(fā)，分析了高程對人口分布的影響，幼兒園、政府、醫(yī)療機構(gòu)、中學、小學等公共設(shè)施與人口分布的空間依賴關(guān)系。本研究得到的結(jié)論主要有：（1）研究區(qū)人口分布的優(yōu)勢海拔高度為100m以下。（2）公共設(shè)施對人口分布的影響距離大約是1500m。（3）在1500m范圍內(nèi)幼兒園分布與人口分布有最強的空間依賴關(guān)系，小學分布與人口分布的空間依賴關(guān)系最弱，醫(yī)療機構(gòu)、政府、中學與人口的空間依賴關(guān)系最為接近，介于幼兒園、小學之間。

參考文獻：

[1]董春，劉紀平，趙榮等.地理因子與空間人口分布的相關(guān)性研究[J].遙感信息，2002，04：6164.

[2]廖順寶，孫九林.基于GIS的青藏高原人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化[J].地理學報，2003，01：2533.

[3]高志強，劉紀遠，莊大方.基于遙感和GIS 的中國土地資源生態(tài)環(huán)境質(zhì)量同人口分布的關(guān)系研究[J].遙感學報，1999，3（1）：6771.

[4]楊瑞紅，董春，張玉.地理國情普查數(shù)據(jù)支持下的人口空間化方法[J].測繪科學，2017（1），7681.

作者簡介：楊瑞紅（1988），女，漢族，河南濮陽人，碩士，助教，研究方向：地理信息系統(tǒng)應(yīng)用。