基于NPP/VIIRS夜间灯光数据的黄淮海地区城乡常住人口格局模拟

以黄淮海传统农区为研究区,利用NPP/VIIRS夜间灯光数据、土地利用数据和人口统计资料,基于城乡人口活动状态及其空间特征,构建城乡常住人口空间化模型,模拟区域城乡常住人口分布,探究城乡人口空间格局特征。结果表明:基于NPP/VIIRS夜间灯光数据和土地利用数据构建的人口空间化模型,拟合优度为0. 80,精度检验平均误差为15. 6%,模拟精度高,适用性较好;模拟结果能够直观反映黄淮海地区人口集疏特征及县域城乡常住人口分布差异特征,真实展现局地微观尺度城乡常住人口实际分布状况;黄淮海地区城乡常住人口在空间上呈现"总体差异显著、局地内部均衡"的特征,区域尺度上城市地区集聚显著,局地尺度上县域和乡镇内部人口分布相对均衡。模拟结果可为区域城镇村空间布局优化和城乡公共服务设施配置提供参考。     

基于遥感数据和POI数据的GDP空间化研究 ——以北京市为例

为了比较分析不同数据对格网化社会经济活动空间分布精度差异性的影响,以北京市为例,基于土地利用数据对第一产业空间建模,基于NPP/VIIRS夜间灯光数据和POI数据运用熵值赋权和代用数据空间展布的方法对第二、三产业空间建模,将第一产业和第二、三产业进行格网叠加,并与辖区GDP统计数据进行误差分析。结果表明:借助土地利用数据、NPP/VIIRS夜间灯光数据和POI数据的GDP空间模拟结果与真实分布格局较为一致,而使用土地利用数据和夜间灯光数据进行GDP空间化模拟的精度明显降低。因此,将反映细节信息的POI数据加入到GDP空间化研究后,能够进一步扩展GDP空间化的数据源,提高GDP空间化模拟精度。基于土地利用数据、NPP/VIIRS夜光数据和POI数据可以实现较高精度的GDP空间化模拟。     

基于夜间灯光数据的中国人口密度模拟

人口密度网格化比人口密度行政单元化更接近人口的实际分布,而且是实现人口数据与其他社会经济统计数据、资源数据、环境数据复合,提高人口、资源、环境综合管理能力的重要途径之一。选用专门针对亚洲地区开发的DMSP/OLS非辐射定标夜间灯光平均强度遥感数据模拟了中国的人口密度：基于灯光强度信息模拟了灯光区内部的人口密度,基于人口-距离衰减规律和电场叠加理论模拟了灯光区外部的人口密度,是应用DMSP/OLS夜间灯光数据模拟人口密度研究的拓展和深入,研究结果与其他研究基本一致,但所需数据量较少,更适合于大尺度人口密度的快速估算,为决策提供参考依据。结果表明,DMSP/OLS夜间灯光强度数据具有实现人口以及其他社会经济数据空间网格化的巨大潜力。     

基于随机森林模型的西藏人口分布格局及影响因素

在乡镇尺度下厘清人口分布格局及其影响因素与区域差异,对在生态脆弱区制定可持续发展政策具有重大指导意义。基于2010年西藏自治区的乡镇尺度人口普查数据,提取人口密度和空间因子,利用空间统计方法分析了人口分布的疏密特征和集聚特征,对比运用多元线性回归方法和随机森林回归方法探索该地区人口分布的影响因素及其区域差异。结果表明：① 西藏乡镇人口密度在空间上表现出极强的非均衡性,其总体趋势是东南高西北低,高密度区与大江大河及主要交通干线具有较强的空间耦合性;② 大致以波绒乡（聂拉木县）—岗尼乡（安多县）为西藏的人口分界线,人口集聚的“核心—边缘”特征明显;③ 多元线性回归方法中,人造地表指数对人口分布的影响程度最大,随后依次为夜间灯光指数和路网密度;④ 利用随机森林方法进行的人口密度预测比多元线性回归方法精度高,可以用来对影响因子的重要性进行排序;排序在前六位的影响因子由高到低依次为夜间灯光指数、人造地表指数、路网密度、工业总产值、GDP和多年平均气温,它们与人口密度均呈正相关关系;地形地貌要素中以海拔和坡度的贡献率最大且与人口密度均呈负相关关系;⑤ 西藏人口分布格局的影响因素及其相互作用呈现出明显的区域差异特征,河谷是西藏地区人口的集聚区,主要分布在拉萨河谷、年楚河谷以及三江河谷;⑥ 通过随机森林回归分析,可以利用概念模型来表达人口分布影响因素,将主导因素概括为土地利用结构、道路通达度及城镇化水平。     

人口统计数据空间化模型综述

人口统计数据空间化是人口信息与其他资源环境、社会经济等信息进行空间集成的基础.本研究对国内外人口统计数据空间化研究进行总结,归纳了水热条件、地形地貌、土地利用、交通廊道、夜间灯光等不同建模参考因素对人口空间分布的影响,并分析比较了10个主要的人口统计数据空间化模型,进而对当前人口统计数据空间化研究中存在的问题做了总结,并讨论未来的研究方向.综述认为人口统计数据空间化的研究将向数据获取多源化、建模因素综合化、模拟格网精细化、模型应用实用化等方向发展;目前需要改进的问题包括:1)统一的人口数据统计标准;2)人口结构特性相关的空间化,特别是流动人口的空间分布特征识别;3)城市街区尺度的空间化方法研究;4)多源数据与人口动态信息综合中的时相匹配;5)统一的空间化指标量化方法;6)模型参数优化与精度验证方法完善.     

基于卫星遥感和POI数据的人口空间化研究——以广州市为例

以广州市为例,基于NPP/VIIRS夜间灯光、土地利用、POI（Points of Interest）等自然地理和社会经济因素,构建了人口空间化指标体系,采用主成分赋权法确定人口分布权重,利用GIS技术对人口统计数据进行了空间化处理。结果显示：综合考虑了自然地理和社会经济因素的人口空间化结果与真实的人口空间格局相吻合,空间分辨率为30 m,且相对误差绝对值＜25%的乡镇有62个,所占比例为36.47%;而不加POI数据得到的人口空间化结果,相对绝对值＜25%的乡镇有33个,所占比例约为20%,精度明显降低。结果表明：1）综合考虑NPP/VIIRS夜间灯光、土地利用、POI等自然地理和社会经济因素,有助于实现精度较高的人口空间化结果;2）将能够反映微观细节信息的POI数据引入人口空间化研究,扩展了人口空间化的数据源,并且可以提高人口空间化结果的精度。     

基于地理大数据和多源信息融合的区域未来人口精细化空间分布模拟研究——以珠江三角洲为例

首先采用队列因素法和CA-Markov模型对区域未来人口规模和土地利用格局进行模拟预测,并结合POI地理大数据,利用多源信息融合法构建区域未来人口精细化空间分布模拟模型,以珠江三角洲城市群2030年各区县精细化的人口空间分布预测进行实证分析。结果表明：① 采用队列因素法进行珠江三角洲各区县人口规模预测的相对误差大部分在5%以下,基于CA-Markov模型土地利用模拟的Kappa系数达到0.97;② 珠江三角洲城市群精细化的人口空间分布模拟数据与实际人口数据的拟合趋势线R²达到了0.90,模拟效果优于Worldpop数据集,体现了POI地理大数据与多源信息融合在精细化人口空间分布模拟上的优势;③ 珠江三角洲未来人口呈现由中心向外围扩散和递减的空间分布格局,空间差异显著且较为稳定,70%的人口集中在广州、深圳、东莞和佛山等核心城市。     

长沙市基础教育资源空间可达性和供需匹配度评价

以长沙市为例,基于POI、夜间灯光、土地利用、路网、DEM等影响人口空间分布的变量因子,构建随机森林模型将2018年乡镇人口分解到100 m格网中,然后利用成本加权距离法分析基础教育资源的空间可达性,最后利用改进潜能模型计算基础教育资源的供需匹配度。结果表明：1）在村级（社区）尺度,人口空间化结果与统计数据的线性拟合R²达到0.73,优于WorldPop数据集;长沙市人口分布整体呈现“一主两副多点”的空间格局,能细致地刻画分布特征。2）长沙市基础教育资源空间可达性整体较好,分别有97.72%、96.20%和89.46%的居民能在30 min内到达最近的小学、初中和高中;城乡差异明显,设施密集、交通发达区域的基础教育资源可达性较好;可达性较差的村（社区）集中分布在辖区面积大、多林地山区的县（市）。3）长沙市主城区和浏阳、宁乡城区基础教育资源多处于供需均衡状态,但仍有部分区域的资源配置有待加强;镇区基础教育资源供需匹配度处于偏高状态,乡村地区基础教育资源在其服务半径内多处于匹配度高值状态,强度以设施点为中心向外逐渐降低,需要加强校车配置和接收寄宿学生的能力,以扩大生源范围。     

基于多源遥感数据的武汉市人口空间分布格局演化

基于DMSP/OLS夜间灯光指数和SPOT-VEGETATION逐旬NDVI数据构建人居指数,模拟武汉市2000,2012年人口空间分布。采用空间自相关模型,从时空角度分析2000—2012年武汉市人口的空间分布格局及演变规律。结果表明:1利用夜间灯光强度估算方法可快速准确模拟武汉市人口空间分布。2人口空间分布格局有向武汉市中心城区集聚的趋势,具有"中间高周围低"的特征。3武汉市人口空间分布表现出较强的空间自相关性,根据局部自相关分析,"高-高"类型区主要分布在武昌、硚口、江汉、江岸等中心区,"低-高"类型区主要出现在江河流域附近;随着时间的推移人口分布的"高-高"类型区扩大,表明武汉市人口在向中心城区聚集的过程中远城区也形成了相应的人口集聚中心。     

代表性人口空间分布数据集的精度评价——以2010年广东省为例

以人口密度差异显著的广东省为研究区,比较Worldpop、GPW v4和2种中国公里网格人口分布数据集的空间分布一致性,并以第六次全国人口普查数据为真值,按人口密度分为高、中、低3组,从误差的数值分布和空间分布两方面定量评价4种数据集的精度,最后讨论估算误差的可能来源及数据适用性。结果表明,4种网格人口数据集中Worldpop整体精度最高,且在人口密集区的精度也是最高;GPW v4在低人口密度和中人口密度区域精度略高于Worldpop,但对镇街内人口分布细节刻画不够详细;2种中国公里网格人口分布数据集精度较前两者低,主要受空间化方法和模型变量的选择所限制。Worldpop适合用于人口密度中等及人口密度高区域的精细化研究,GPW v4适合用于长时序、最小研究单元大于镇街的研究,第一种中国公里网格人口分布数据集适合用于需要考虑镇街内人口分布和空间异质性的研究,第二种中国公里网格人口分布数据集适用于需要考虑人口分布细节和空间格局变化的长时序研究。     

珠三角村镇建成区的空间型态：特征、类型和产业影响因素

改革开放以来,珠三角地区的工业迅速发展,村镇土地利用快速非农化,其中以东莞、中山、佛山3市最为典型。论文以3市为案例,探讨2010年来珠三角村镇建成区空间型态。研究数据主要包括广东省2015年土地利用现状数据和2009—2015年间3市的土地利用数据。首先,通过斑块密度、空间离散度、空间均匀度、平均斑块面积、分形维数、景观破碎度、缓冲区分析、Moran's I指数这8个指标,分析建设用地的空间形态特征。其次,分析工业用地与非工业建设用地、建设用地与交通道路的空间分布关系,比较并总结3市的村镇建成区空间类型。最后,基于灰色关联分析法,探讨影响空间类型的产业发展因素。研究发现,东莞村镇建设用地呈现高度破碎均匀分布型,佛山呈现团状离散型,中山介于二者之间,为中度碎化分散型;3市的产业发展能较大程度上影响其形成不同的建成区空间型态。未来,基于产业经济作为村镇建成区空间特征变化的主因,珠三角可以结合粤港澳大湾区规划建设,通过调整产业结构、布局以及交通和土地利用,优化村镇空间布局。     

中国珠三角盆地和日本关东盆地平地人口密度对比研究

改革开放以来,大量人口向珠三角盆地聚集,不断增加的人口负荷给区域可持续发展带来巨大压力,也给珠三角盆地国土承载力带来挑战。以中国珠三角盆地和日本关东盆地作为研究区,选取2地2000和2010年普查人口和国土面积数据,进行计算、分析和对比,认为用可居住的平地人口密度才能真实反映区域人口压力状况。研究结果表明,日本关东盆地人口增长率从1995年开始已降到0.5%,人口承载力接近饱和。以人口承载力接近饱和的日本关东盆地为参考对象,对比中国珠三角盆地和日本关东盆地的平地人口密度,2000年时中国珠三角盆地的平地人口密度低于日本关东盆地,珠三角盆地还有一定吸纳人口的能力;2010年时中国珠三角盆地的平地人口密度已超过日本关东盆地,其人口规模已经接近其国土承载力极限,进一步集聚人口的能力已经非常有限。依靠人口集聚发展劳动密集型产业推动经济增长的传统发展模式已经难以为继,转变经济发展方式势在必行。     

长三角地区城市土地与能源消费CO2排放的时空耦合分析

探究城市土地与碳排放的时空耦合关系,是协调城市土地与生态环境亟待解决的重要问题。基于重心模型、总体耦合态势模型和空间耦合协调模型,使用建成区面积、能源消费和DMSP/OLS夜间灯光等数据,分析了1995—2013年长三角地区城市土地与能源消费碳排放的时空耦合特征,并考虑空间因素的影响,构建空间滞后面板Tobit模型分析其驱动因素。结果表明：① 1995—2013年,建成区面积与碳排放量总体上均呈增加趋势。建成区面积由1251 km ²,增加至4394 km ²,碳排放量由30389.49万t,增加至90405.22万t。城市土地与碳排放间呈显著的正相关;② 城市土地与碳排放空间差异明显,上海、南京、杭州、苏州和无锡的城市建成区面积相对较大,碳排放相对较高;③ 长三角地区城市土地与碳排放耦合关系总体上呈减弱-增强-波动的态势。协调关系处于不断演化过程中,低协调阶段的城市数量明显减小,高协调阶段的城市数量明显增加,且呈集聚分布特点。南京、无锡、苏州、杭州和宁波处于高协调阶段;④ 空间滞后面板Tobit模型结果表明：城镇化对城市土地与碳排放耦合协调度具有驱动和制动的双重作用。同时,人口密度、经济水平、产业结构和空间因素对其也具有重要影响。     

中国人口密度数字模拟

运用基于格点生成法的人口密度空间分布模拟模型,通过运行净第一性生产力空间分布、数字高程、城市规模及其空间分布和交通基础设施空间分布等数据集,模拟了中国人口密度的空间分布规律。模拟结果表明,人口密度的最高值集中在北京、上海和郑州之间的三角区 (BSZ) 及珠江三角洲地区;同时,这个BSZ峰值三角区有发展为以上海-南京-杭州大都市密集区、武汉市、西安市、北京-天津-唐山大都市密集区和沈阳-大连大都市密集区为顶点的五角形峰值区的趋势,珠江三角洲峰值区也正在向外围地区扩展。     

珠江三角洲交通通达性空间格局与人口变化关系

基于1988年、1998年、2008年陆路交通网络数据,借助GIS软件,分析了1980年代以来珠三角地区交通网络通达性空间格局的变化,并采用GAM模型,定量分析了1980～2009年期间陆路交通网络与人口变化之间的关系。结果表明:研究时段内,公路交通通达性空间格局以穗-莞-深一线为最高,向外围逐渐递减;铁路交通通达性空间格局以广佛地区为中心向外围逐渐递减;陆路交通网络发展主要受公路网络的影响,铁路在整个交通网络中所起的作用较弱;各阶段通达性提高幅度差异较大,存在递减效应,第一阶段(1988～1998年)通达性提高较第二阶段(1998～2008年)更为显著;公路交通、铁路交通与人口变化关系具有差异性,公路交通对人口变化的作用显著,三个时段内其对人口变化的解释贡献率分别为11.56%、48.07%、44.92%,铁路与人口变化的关系较为薄弱,但在1990年以后,随着铁路网络扩展以及铁路运输服务水平的提高,其与人口变化的关系逐步增强。     

基于ICT的中国城市间人口日常流动空间格局——以百度迁徙为例

随着互联网时代的来临,网络数据已越来越成为表征居民地理行为的重要载体,用户迁移、社交网络、移动通信等地理行为大数据成为城市联系研究的重要数据来源。“百度迁徙”大数据通过LBS技术,全程、动态、即时和直观地记录了城市之间的人口日常流动轨迹。通过采集“百度迁徙”数据库中2015年一季度（2月7日至5月16日）国内369个城市之间的逐日的人口流动数据,分“季度平均、春运期间（春节前）、春运期间（春节后）、劳动节、周末和工作日”6个时间段,从人流集散层级、人流集散网络体系的分层集聚、人口日常流动空间格局及其与“胡焕庸线”之间的关系等角度分析各时间段的城市之间的人口日常流动相关特征与空间格局。研究发现,“百度迁徙”大数据清晰地显示了春运期间中部和沿海地区之间的人口流动格局。人流集散中心主要分布在京津冀、长三角、珠三角和成渝4大城市群中,并与其城市等级有较强的一致性。人口日常流动集散体系呈明显的分层集聚,京津冀、长三角、珠三角、成渝和乌鲁木齐5大集散体系在各时间段基本得到体现,而华中、东北、西南和福建沿海等地区并未出现高层级集散城市和高等级集散体系,与这些区域在国家区域发展战略中的地位在一定程度上不相匹配。“胡焕庸线”能较好地反映国家层面的城市之间人口日常流动格局,反映了地理环境对城市间人口日常流动的深刻影响。城市之间的人口流动强度是体现区域经济联系强度、城市等级和网络结构等的重要指标,此项研究可为形成国家区域经济发展新格局和促进区域平衡发展提供参考。     

中国人口流动重力模型回归系数的定量估算及其空间异质性研究

基于中国337个地级及以上行政区划间人口省际流动数据,对人口流动重力模型代理变量的回归系数进行实证推算。结论包括：① 在地级行政单元研究精度下,中国人口流动重力模型代理变量的回归系数呈现出明显的空间异质性,及难以预期的作用效应,因此研究精度的提升将加剧空间交互模型构建的复杂程度,同时假定重力模型回归系数的空间均质性将导致模拟结果空间差异趋势的收敛;② 中国人口省际流动距离衰减系数为1.975,337个地级及以上行政区划距离衰减系数值域为0.434~4.438。研究所展示的各省该系数值域及直辖市、省会城市结果为今后模型应用提供了基础参考数据;③ 地级行政单元下的距离衰减系数存在空间异质性与梯度特征,高值区主要分布在东北沿疆、新疆和珠三角地区,低值区主要位于中国中部和西南地区。结合以往研究成果比较,中国人口省际流动的空间衰减特征与铁路客运网络的可达性格局存在一定程度的一致性。     

珠江三角洲城市群工业生产空间格局、形态特征及影响因素

GIS空间分析技术为空间形态的精准判别提供了新的路径和研究视角。本文通过高分辨率Google Earth影像提取2013年珠江三角洲城市群的工业生产空间分布信息,运用分形模型、形态紧凑度、空间离散度、密度指数定量分析珠三角工业生产空间的形态特征,采用GIS空间分析并结合社会经济统计分析进一步探讨了影响其分布的主要因素。结果表明：①2013年珠江三角洲城市群的工业生产空间共有2604.71 km2,其空间分布呈现典型的“核心—边缘”结构,并且形成了交错式、零散式和集中式3种分布模式。②珠江三角洲城市群的工业生产空间具有很强的分形特征,核心区的分形维数整体小于外围地区,而空间结构的稳定性高于外围地区;珠三角各市中,工业生产空间形态紧凑度最高的为珠海、最低的为广州,而空间离散度最高的为惠州、最低的为中山;珠三角各市工业生产空间的规模差异显著,与经济规模、人口规模、工业企业数等呈较强的正相关关系,而东莞、深圳、中山、佛山的密度指数过高,需加强工业生产空间的集约高效利用。③自然因素与交通条件、城镇化与开发区的发展、政策的引导和调控以及经济全球化是珠江三角洲城市群工业生产空间分布的主要影响因素。