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公里格网数据与地形数据结合在人口分布趋势分析中的应用

公里格网数据与地形数据结合在人口分布趋势分析中的应用
以空间化的人口数据为基础,选择地形数据为切入点,利用地理信息系统的空间分析功能,在统一的公里格网上对人口分布与地形要素间的关系进行深入分析,讨论二者之间是否存在必然的关联。

公里格网数据与地形数据结合在人口分布趋势分析中的应用

 

1. 引言

人口的分布是一种自然与社会经济现象结合产生的规律,它同时受到自然因素的影响与社会经济的支配。自然资源是人口分布的客观自然基础和主要影响因素。目前,人口数据一般体现为以行政单元为基础的统计数据,它与基于像素/图斑的自然因素数据存在时空分辨率的差异,从而制约了二者综合分析的深度与精度。近年来提出的“人文数据空间化”成为解决这一问题的有效方法。在空间单元及其编码的标准化基础上,将人口、社会经济数据进行空间化,将基于行政区划单元(省、市、县、乡镇等)、自然单元(流域、土壤类型、植被类型等)的信息转化为基于空间信息单元的空间信息,可以为多领域间数据共享、空间统计分析带来极大便利。

本文将以空间化的人口数据为基础,选择地形数据为切入点,利用地理信息系统的空间分析功能,在统一的公里格网上对人口分布与地形要素间的关系进行深入分析,讨论二者之间是否存在必然的关联。

2. 数据来源

土地利用状况是影响人口空间分布的重要因素,土地利用格局与人口密度之间存在着密切的联系,因此本文所使用主要数据除人口数据和地形数据外,土地利用数据也作为重要的数据被加以使用。

 

2-1  2010年全国土地利用空间分布数据产品

本文中的1公里栅格数据集是以2010年国家人口统计数据、2010110万比例尺土地利用数据以及DEM和路网等数据为数据源,在地理信息系统背景数据和空间分析功能的支撑下,探寻人口密度与土地利用格局的耦合关系,构建空间分布模型,利用模型最终生成边长1公里1公里的人口格网数据。

地形数据主要是基于全国1100万比例尺地形图生成的1公里DEM数据,从中提取出高程和坡度信息。该数据制作单位同样为北京数字空间科技有限公司,获取渠道为地理国情监测云平台网站(www.f8down.com),如图2-2所示

2-2 全国电子高程数据产品

3. 人口分布与地形的关系分析

自然环境对于人口分布的影响主要体现在两个方面:首先是人类居住的适宜度,其次是人类从事各种各种生产经营活动的适宜程度。人类在某种程度上也一直致力于改变自然环境对人口分布的不利影响,但是这种改变的内容和程度比较有限,因此自然环境仍然是人口分布的重要基础和主要影响因素。另外,一个区域的人口分布、人口数量、密度等,同该区域自然资源、社会经济资源的承载力不匹配是导致人口分布发生变化的重要原因。人口分布规律发生变化后,又会对生产力发展,产业结构和经济结构等带来新的改变。

4. 空间分析技术流程

人口空间分布与地形关系的分析具体流程为:

(1)      数据收集与整合:将人口数据、土地利用数据、地形数据及其他辅助数据转换到统一的空间尺度(1公里格网)、投影方式(Lambert)和存储格式(GRID),并进行配准。空间分析工具使用了ESRI公司的Arcgis软件。

(2)      人口与地形分级数据的生成:在Arcgis网格数据分析模块GRID环境下,对于人口数据的人口数量这一属性与地形的级别属性进行关联,进行复合运算,得出我国每一地形要素的等级所对应的人口空间数据层。

(3)      空间统计分析:在空间统计功能支撑下,对各级人口空间数据进行统计,并对统计结果进行综合分析。

5. 结果与分析

本文以公里格网尺度的高程和坡度两个要素与人口分布建立联系,对各个地形对应的不同级别的人口空间分布进行定量和定位分析。

5。1    高程:人口的垂直分布

(1)       不同高程区间的人口空间分布规律

下图3-1从空间上反映了人口分布与高程的关系。

 


 

(2)      不同高程区间的人口数量统计

对我国不同高程区间的人口总数进行统计,可以看出,人口数量与高程间存在显著的负相关关系。我国的人口多数集中在海拔500米以下的地区(约占78.3%),其中海拔1-200米的人口数量最为集中,随着高程的增加人口数量明显下降,海拔3000-4000米和4000米以上区域分别只占全国人口总数的0.25%0.15%

5。2    坡度与人口分布的关系

(1)      不同坡度范围的人口空间分布规律

下图3-2从空间上直观地反映出了人口分布与坡度的关系


 

(2)      不同坡度范围人口数量的统计分析



对于不同坡度范围的人口分布情况进行的统计结果可以看出我国的人口分布与坡度呈负相关关系,且我国大部分地区人口集中在地势平坦地区:即坡度0-2的区域,该区域集中了全国94%以上的人口,而坡度在15-25及大于25的区域人口分别只占全国人口总数的0。17%0.02%

6. 结论

人口公里格网数据与地形数据相结合对人口分布与地形间关系的分析中,采用了高精度人口数据,克服了因行政区划统计单元与空间格网单元不匹配的问题,通过属性关系的关联和复合分析,生成了各种地形要素的人口空间分布情况,可以得到以下结果:

人口数量与高程、坡度均呈明显的负相关关系,我国人口多集中在海拔500米以下区域,且表现出随着高程增加人口数量急剧下降的特征;坡度15-25和坡度大于25的区域人口只占全国人口总数的0。17%0.02%

 

 

本文所使用人口数据和土地利用数据均来源于北京数字空间科技有限公司制作并通过地理国情监测云平台网站(www.f8down.com)发布的1公里栅格数据产品

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