引入城市公共设施要素的人口数据空间化方法研究

精细尺度的人口分布是当前人口地理学研究的热点和难点,其在灾害评估、资源配置、智慧城市建设等方面应用广泛。城区是人口分布集中的区域,揭示该区域人口分布差异是精细尺度人口空间化研究的核心内容。本研究基于城市公共设施要素点位数据,对居住建筑斑块进行分类,以社区作为人口数据空间化转换尺度,构建各类别斑块面积与人口数量的多元回归模型,生成了宣州城区居住建筑尺度的人口空间数据,揭示了研究区人口空间分布差异。结果表明：① 该方法生成的人口空间数据精度较高,结果可信。779个居住建筑斑块中,估算人数在合理区内的斑块个数占比为35.4%,相对误差在-20%~20%范围内的斑块个数比例之和为61.2%;城东社区、思佳社区作为精度验证单元,其人数估算的相对误差绝对值低于9%;② 城市公共设施要素数据,尤其是中小学及幼儿园、菜市场及水果店,是建筑物尺度上人口分布的指示性因素,其对多层居住建筑人数的估算精度较高,但对中高层居住建筑人数的估算精度偏低。     

基于城市斑块的空间城市人口潜能模拟——以京津冀为例

城市潜能是城市空间相互作用的一个量化指标,用以表征区域内任一地点所受到的周围所有城市的作用合力。以城市人口规模作为潜能计算指标的城市潜能即为城市人口潜能。由于在地理信息系统中通常以点代表城市的空间位置,以点的属性字段存储城市人口数量,因此,城市人口潜能模拟最便捷的方法是建立基于城市点源数据的空间分析模型,但这种方法存在明显不足:(1)国家基础地理信息数据库中的城市点位经纬度绝大多数与现实中的城市人口质心不吻合;(2)多数城市通常都由空间上相互分离的多个城市用地斑块构成,城市辖区内部的斑块与斑块之间也存在相互作用。本文通过将独立的城市斑块作为基本空间分析单元来设计基于城市人口潜能的模拟技术方案,提出了斑块分层方法,构建了京津冀时间耗费栅格面,通过python建模技术,在ArcGIS平台上实现了对京津冀城市人口潜能的精细化数值模拟。     

应用GPS技术实现长江口水位站高程的精确获取

长江口12.5 m深水航道投入运行后,每年直接经济效益超百亿元,为保障航道经济效益及水深的持续稳定,掌握长江口水位站高程数据十分重要,但这一特殊的海域地理位置使得传统高程测量方式凸显不足。本文通过将GPS测高技术应用到海陆交叉特殊地域,来获取水位站正常高。结合本区域已有似大地水准面的精化成果,主要采用布设B级GPS网,利用GAMIT基线解算软件、GPS-NET网平差软件保障数据处理质量,并用MEstimators对平差残差进行粗差探测等综合方式。研究结果表明,在海陆交叉地域,此种方式能够达到三四等级水准测量的精度要求。     

基于居住空间属性的人口数据空间化方法研究

精细尺度的人口分布是当前人口地理学研究的热点和难点,在灾害评估、资源配置、智慧城市建设等方面应用广泛。居住建筑物尺度作为精细尺度的重要内容,其人口数据空间化日益引起学术界的关注。本文以居住建筑斑块面积、斑块内建筑面积比重、建筑物层数、公摊率等居住空间属性为人口分布数量的指示因子,以居住建筑的轮廓斑块为人口分布位置的指示因子,利用街道界线和街道常住人口数据为控制单元,建立线性模型,获得了2015年宣城市宣州区6个街道的居住建筑物尺度的人口分布矢量数据,刻画了城市市区人口空间分布的细节信息。结果表明：①以居住空间属性作为人口空间分布的指示因子,获取的人口空间数据精度高,结果可信。29个社区(村)估算人数的相对误差绝对值的平均值低于7%,其中25个社区(村)的相对误差绝对值低于10%。在1102个居住建筑斑块中,估算人数在合理区内的斑块个数占比高于74%,轻微低估区(-10%, 0)和轻微高估区(0, 10%)的斑块总数占比高于9%;②由斑块面积和建筑物层数共同表征的建筑物体积,是建筑物尺度上影响人口空间分布的关键因素;斑块内建筑面积比重属性能进一步提高模型精度;公摊率属性具有“降高升低”作用,但将估算人数调节到合理区的“能力”较弱。     

人口数据空间化研究进展

人口数据空间化旨在揭示人口在地理空间上的分布位置及数量信息,展现人口统计数据的地理学含义,其研究已经成为人口学、地理学、GIS领域的研究热点。人口空间数据库在各级政府部门的规划和决策、灾害评估、资源配置等方面,具有重要的应用价值和科学意义。经过近30年的发展,人口数据空间化研究水平逐渐成熟,模型丰富多样,已获得众多成果。为把握人口空间化研究的研究现状,本文首先依据研究目的、建模思想及模型原理的异同,从3个方面对人口空间化研究进行梳理：（1）格网大小（尺度）的确定;（2）3种常用建模思想及6类主要模型的对比分析;（3）提高人口空间化精度的措施及其应用背景、优点。在此基础上,依据现阶段人口数据空间化的研究内容,从格网尺度适宜性研究、高时空分辨率人口空间分布模拟、引入新型数据源及多思想多模型综合应用等方面探讨了人口数据空间化的研究方向。     

基于Globcover和DMSP/OLS数据的中国大陆城市潜能分析

城市潜能作为城市体系空间相互作用的代表性指标,反映了城市与其所在的城市体系内所有城市间相互作用的强度,即城市所具备的的集聚能力。合理分析城市空间布局及结构、探寻城市发展的空间差异,以及制定区域发展政策日益迫切,研究城市空间相互作用具有重要意义。本文以Globcover数据集提取中国大陆范围内26 619个城市斑块,获取了城市潜能计算时所需的城市斑块规模总量;同时,以DMSP/OLS夜间灯光影像为数据,提取能综合反映人类社会经济活动的城市斑块夜间灯光总强度,参与城市潜能的计算。利用潜能模型,依据城市斑块分层结果,以城市斑块规模和时间成本为参数,计算得到公里格网的城市潜能值模拟分布图,并分析了中国大陆城市潜能的空间分异特征。     

城市建筑物人口时空分布模型与实验分析——以北京东华门街道为例

精细尺度上的城市人口分布是解决城市规划与管理、预警与应急等问题的关键。研究精细尺度上城市人口的时空分布需要还原与模拟城市人口与城市建筑物之间的关系。本文利用高分辨率遥感影像提取城市精细尺度的建筑物信息,建立了适用于城市人口分布研究的城市建筑物功能分类体系,并获取了不同使用功能的建筑物人口容纳系数;在实际调查和前人研究的基础上得到不同使用功能的城市建筑物人口吸引率曲线,建立城市建筑物人口分布模型,实现城市精细尺度上的人口分布情况的模拟。以北京东华门街道为例,对16个时间点(0∶00、6∶00、7∶00、8∶00、9∶00、10∶00、11∶00、12∶00、13∶00、14∶00、15∶00、16∶00、17∶00、18∶00、19∶00、22∶00)的城市建筑物人口分布情况进行了模拟,并根据建筑物功能的聚集及道路空间分割情况划分为4个区域进行了人口数量变化分析和原因探讨。最后,讨论了研究中存在的问题,并提出了增加实际调查数据等可能的改进方法。