基于GIS的Y市人口空間分布演變特征分析內(nèi)容摘要隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和變化，運城市人口分布發(fā)生了重大變化。研究這種變化趨勢對于調(diào)整該地區(qū)人口的合理分布非常重要。利用空間自相關(guān)和人口中心等調(diào)查方法，以運城市13個縣區(qū)為調(diào)查單位，以1999年至2019年為調(diào)查區(qū)間。以每個縣的人口，人口密度和地區(qū)為研究對象，研究人口空間分布的演化特征。據(jù)調(diào)查，運城市人口分布具有“西北相對密集，東南相對稀疏”的空間分布格局，人口空間分布的空間相關(guān)性呈正相關(guān)并在空間上聚集，包括高高集聚，低低集聚。表示存在正相關(guān),人口相對較多。但是，隨著時間的流逝，這種集聚的趨勢有所緩解，人口分布的不平衡現(xiàn)象更加明顯，呈上升趨勢。運城市的人口中心已向西北移動，使其速度放緩?！娟P(guān)鍵詞】人口分布GIS運城市目錄TOC\o"1-3"\h\u28309內(nèi)容摘要 2252561、引言 5102942、研究方法與數(shù)據(jù)來源 5273702.1研究區(qū)概況 5160382.2數(shù)據(jù)來源 5117982.3研究方法 595512.3.1.人口分布的結(jié)構(gòu)指數(shù) 578662.3.2.人口重心 6179552.3.3.空間自相關(guān)分析 6169243、運城市人口空間分布特征 7122953.1運城市空間分布格局 7223873.2運城市人口分布演變趨勢 1124544、結(jié)論與建議 12179644.1結(jié)論 12294004.2建議 12294945、小結(jié) 125610參考文獻(xiàn) 131、引言人口分布受到社會生產(chǎn)方式和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，并且是該地區(qū)自然條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)[[]趙榮，王恩涌，張小林，等.人文地理學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006:84-85.][[]蘇飛，張平宇.遼中南城市群人口分布的時空演變特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2010,29（1）：96-102.]。人口的空間分布體現(xiàn)了空間上人口的增長過程，其根源是不同地區(qū)的自然條件、當(dāng)?shù)厝藗兊纳a(chǎn)生活方式不同。一些地區(qū)的人口迅速增長，形成對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的巨大壓力。而人口增長緩慢的地區(qū)，幾乎無法滿足當(dāng)?shù)匕l(fā)展所需的勞動力。GIS具備空間分析與可視化功能，結(jié)合GIS進(jìn)行人口分布的研究時，可以彌補(bǔ)文字描述的不足，可以通過建立數(shù)學(xué)模型來模擬人口遷移的過程，這能將圖形與數(shù)據(jù)相結(jié)合，給人以直觀和精確的表達(dá)[[]張岸，齊文清.基于GIS的城市內(nèi)部人口空間結(jié)構(gòu)研究——以深圳市為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2007,26（1）：95-105]。國內(nèi)有很多學(xué)者成功的將GIS空間分析方法運用到人口分析中。劉燕華，王強(qiáng)等研究了中國人口分布與各個要素之間的關(guān)系，并建立了一個綜合的人口分布模型[[]劉燕華，王強(qiáng).中國適宜人口分布研究——從人口的相對分布看各省區(qū)可持續(xù)性[J].中國人口資源與環(huán)境，2001,11（1）：34-37.]。趙軍，李文訓(xùn)等人計算了人口重心及其遷移特征，并討論了與其影響因素之間的關(guān)系[]趙榮，王恩涌，張小林，等.人文地理學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2006:84-85.[]蘇飛，張平宇.遼中南城市群人口分布的時空演變特征[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2010,29（1）：96-102.[]張岸，齊文清.基于GIS的城市內(nèi)部人口空間結(jié)構(gòu)研究——以深圳市為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2007,26（1）：95-105[]劉燕華，王強(qiáng).中國適宜人口分布研究——從人口的相對分布看各省區(qū)可持續(xù)性[J].中國人口資源與環(huán)境，2001,11（1）：34-37.[]趙軍，符海月.GIS在人口重心遷移研究中的應(yīng)用[J].測繪工程，2001,10（3）：41-43.[]李文訓(xùn)，孫希華.基于GIS的山東省人口重心遷移研究[J].山東師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007,22（3）：83-86.[]俞路，張余善.近年來北京市人口分布變動的空間特征分析[J].市場與人口分析，2005,11（6）:1-7.2、研究方法與數(shù)據(jù)來源2.1研究區(qū)概況運城處于山西的南端，東與晉城相接，北與臨汾相鄰。它南北寬127.47千米，東西方向長201.87千米。人口分布趨勢是研究各類現(xiàn)象和規(guī)律的出發(fā)點。系統(tǒng)地研究運城市的人口變化趨勢，制定科學(xué)的人口政策可以有效控制和改善在住宅分布和交通網(wǎng)鋪設(shè)等方面的工業(yè)布局計劃，對人口布局有重要作用，為人與自然和諧共生提供參考價值。2.2數(shù)據(jù)來源為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本文的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為每年的常住人口，研究規(guī)模為運城地區(qū)的各個縣區(qū)，共計13個，包含1個直轄市，2個縣級市和10個縣。選擇主要年份（例如1999、2009和2019）作為調(diào)查部分，所有人口數(shù)據(jù)均摘自該年度的《山西統(tǒng)計年鑒》。2.3研究方法2.3.1.人口分布的結(jié)構(gòu)指數(shù)人口密度法是指單位面積上的人口數(shù)，用人口結(jié)構(gòu)指數(shù)來衡量人口分布的集中程度。不平衡指數(shù)U和集中度指數(shù)C的公式為： (1) (2)在公式中，U是不均衡指數(shù)，C是集中度指數(shù)，n是研究區(qū)域內(nèi)研究單位的總數(shù)量，xi是每個研究單位面積與該研究單位總面積之比研究；yi是每個研究單位的人口數(shù)占總?cè)丝诎俜直?。U和C越小，總體分布越平衡，反之，不穩(wěn)定。2.3.2.人口重心根據(jù)重點原理，人口中心是根據(jù)對研究對象各研究機(jī)關(guān)的人口數(shù)進(jìn)行加權(quán)計算的空間重心來表示的。人口的重心通常由經(jīng)緯度來表示。人口重心的公式如下： (3)式中，x和y表示研究區(qū)的坐標(biāo)，和代表第i個研究單元的坐標(biāo)，表示第i個研究的人口[[]胡煥庸.中國人口之分布——附統(tǒng)計表與密度圖[J].地理學(xué)報，1936，（2）:36-77.]。[]胡煥庸.中國人口之分布——附統(tǒng)計表與密度圖[J].地理學(xué)報，1936，（2）:36-77.2.3.3.空間自相關(guān)分析人口的分布隨著地理時空的變化呈現(xiàn)一定的結(jié)構(gòu)與形態(tài)，具有關(guān)聯(lián)性?？臻g自相關(guān)是研究相關(guān)程度是否有效的重要指標(biāo)，作為測量相鄰空間之間相互關(guān)聯(lián)的主要方法之一[[]李定;張杰;張雅潔;盧李朋.陜西省人口分布的空間特征及其演變趨勢[J].資源開發(fā)與市場,2014,30(05):545-549+597.]。全局空間自相關(guān)反應(yīng)了全局是否具有相關(guān)性，用[]李定;張杰;張雅潔;盧李朋.陜西省人口分布的空間特征及其演變趨勢[J].資源開發(fā)與市場,2014,30(05):545-549+597. = = (4) (5) (6)上式中，I為莫蘭指數(shù)；n為研究單元總數(shù)；和表示研究對象x在空間單元i和j上的值；是x的平均值；根據(jù)單元之間的連接關(guān)系建立的空間權(quán)重矩陣。當(dāng)i與j相接，為1；當(dāng)i與j不相鄰，為0。局部空間自相關(guān)是反應(yīng)相鄰區(qū)域之間的相關(guān)程度和異質(zhì)性[[]趙沙;張福平;徐改花;張東海.基于GIS的關(guān)中地區(qū)人口分布時空演變特征研究[J].資源開發(fā)與市場,2011,27(08):701-704.]。局部空間自相關(guān)指數(shù)公式如下(式中相關(guān)參數(shù)與上同公式6)：[]趙沙;張福平;徐改花;張東海.基于GIS的關(guān)中地區(qū)人口分布時空演變特征研究[J].資源開發(fā)與市場,2011,27(08):701-704. 李定;張杰;張雅潔;盧李朋.陜西省人口分布的空間特征及其演變趨勢[J].資源開發(fā)與市場,2014,30(05):545-549+597. (7)李定;張杰;張雅潔;盧李朋.陜西省人口分布的空間特征及其演變趨勢[J].資源開發(fā)與市場,2014,30(05):545-549+597.正值Ii表示高-高聚集，或者低-低聚集；負(fù)值Ii表示一個低高聚集，或者是一個高低聚集。3、運城市人口空間分布特征3.1運城市空間分布格局人口密度:運城市土地面積為13968平方公里，2019年人口數(shù)為537.26萬人，平均人口密度為385人/平方公里，比2009年的365人/平方千米增加了20人/平方公里，比1999年的342人/平方公里增加了43人/平方公里。2019年末河津、新絳、稷山、鹽湖區(qū)的人口密度分別為人699人/平方公里、583人/平方公里、530人/平方公里、599人/平方公里[[]山西省統(tǒng)計局.山西省統(tǒng)計年鑒1999[Z].北京：中國統(tǒng)計出版社，2000.]，出現(xiàn)中央和西北較高，東部和南部較低分布模式。這是因為東部運城的人口相對稀疏，山區(qū)和丘陵地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件相對較低；而運城西北部依托汾河平原，基礎(chǔ)設(shè)施[]山西省統(tǒng)計局.山西省統(tǒng)計年鑒1999[Z].北京：中國統(tǒng)計出版社，2000.圖11999年、2009年、2019年運城市人口密度分布圖（人/平方千米）空間自相關(guān)：由于區(qū)域之間相接方式不同，所建立的權(quán)重矩陣也不盡相同。根據(jù)研究區(qū)運城市區(qū)縣之間的相鄰關(guān)系，采取二元鄰接權(quán)重矩陣計算方法。一種是研究區(qū)之間必須需要一個公共邊界，而另一種則僅需要連接一個點。將僅需連接一個點的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于本文的研究中，結(jié)果見(圖2)。圖2運城市1999年、2009年、2019年空間自相關(guān)報表圖以上是運城市相關(guān)年份的空間自相關(guān)報表圖，由圖2可得運城市全局莫蘭指數(shù)值分別為0.314181、0.300655、0.259476，證明運城市人口在空間分布上是正相關(guān)，人口呈集聚分布。近二十年來，莫蘭指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢，表明空間聚集正在減弱。這主要是由于區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施與交通不斷完善使之差距不斷縮小，基礎(chǔ)條件不好的地區(qū)隨之受到影響，地區(qū)承載力加強(qiáng)。運城市人口由1999年的477．6萬人增加到2019年的537.2萬人[[][]山西省統(tǒng)計局.山西省統(tǒng)計年鑒2009[Z].北京：中國統(tǒng)計出版社，2010[13].山西省統(tǒng)計局.山西省統(tǒng)計年鑒2019[Z].北京：中國統(tǒng)計出版社。2020.從圖3、圖4中可看出，運城市的人口密度局部自相關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)正值，即地區(qū)內(nèi)部是高-高聚集或者低-低聚集。此外，從圖中可以觀察出，運城市絕大部分地區(qū)不具有顯著的的關(guān)聯(lián)性，在河津市和稷山縣近20年都是高-高聚集，而垣曲縣則是在2009年不具有顯著相關(guān)性，在1999年跟2019年都是低-低聚集的狀態(tài)，高高聚集的地區(qū)主要在平原地區(qū)，有發(fā)達(dá)的交通，而低低聚集的地方，山地、丘陵居多，在一定程度上，影響了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展。從冷熱點分析的圖中也更加證明了這一點，人口主要處在西北部跟中部的平原地區(qū)，而東部的人口則相對來說較少。圖3運城市人口空間密度關(guān)聯(lián)圖圖4運城市1999年、2009年、2019年的冷熱點分析圖3.2運城市人口分布演變趨勢人口結(jié)構(gòu)指數(shù)：能更好的反應(yīng)人口分布的趨勢。從1999年、2009年和2019年這三個研究斷面的人口失衡指數(shù)和集中度指數(shù)的計算結(jié)果（表1），運城市的人口分布集中度指數(shù)仍在繼續(xù)減少，不均衡指數(shù)正在上升，人口分布不平衡現(xiàn)狀愈發(fā)明顯。市中心地位變得越來越重要。由于運城廣域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異很大，低經(jīng)濟(jì)區(qū)的人口總是流向經(jīng)濟(jì)水平最高，勞動力需求最高的城市地區(qū)。來自其他縣市以及該市內(nèi)部的人的涌入選擇了具有更多就業(yè)機(jī)會和更高收入水平的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心領(lǐng)域。這將加劇城市人口分布的不平衡，并使集中的趨勢更加明顯。表1 1999年、2009年、2019年運城市人口分布的結(jié)構(gòu)指數(shù)1999年2009年2019年不均衡指數(shù)0.01930.01980.0207集中指數(shù)0.16250.14140.1461人口重心：采用重心模型方法，根據(jù)1999--2019年運城市各地區(qū)人口數(shù)據(jù)，用公式計算相關(guān)年份的重心坐標(biāo)(結(jié)果見表3)。表3 1999--2019年運城市人口重心坐標(biāo)1999年2009年2019年經(jīng)度110.969°E110.968°E110.968°E緯度35.222°N35.224°N35.223°N圖21999年至2019年運城市人口重心遷移圖利用ArcGIS生成1999年至2019年運城市人口重心遷移圖(圖2)。從圖2可以看出，前十年運城市人口分布重心是在鹽湖區(qū)北部偏西方向上進(jìn)行移動的。在東西方向上，人口重心的轉(zhuǎn)移量不是很高；南北方向上，轉(zhuǎn)移量相比東西方向來說更大，整體上來說，南北方向的不平衡性高于東西方向。將得出的重心坐標(biāo)和有關(guān)地圖進(jìn)行對照，運城市的人口重心一直在鹽湖區(qū)西北部，鹽湖區(qū)2019年人口為721476人占運城市總?cè)丝诘谋戎刈畲蠹s為13%；其次是位于西部的臨猗縣人口屈于鹽湖區(qū)位于第二位，這兩大地區(qū)相作用使得運城市的人口重心向西北方向傾斜。而且，1999年—2009年人口重心的移動較大，從東西、南北的遷移距離來看，分別達(dá)到了0.09千米，0.22千米，整體上遷移了0.24千米；比之2009年—2019年遷移距離0.11千米來說增加了兩倍多，說明1999年至2009年這十年來運城市人口分布不均趨勢正在加重，人口向西北方向聚集，但速度有所減緩。4、結(jié)論與建議4.1結(jié)論本文通過以上手段研究了1999年至2019年以來運城市人口的空間分布和演變特征，得出以下結(jié)論：1.運城市總?cè)丝诶^續(xù)增長，但人口增長的速度緩慢，空間差異大，西北地區(qū)人口密度高，東南地區(qū)人口密度低。運城市大部分地區(qū)和縣都顯示人口增長。中部地區(qū)的人口主要受運城市市區(qū)人口快速增長的影響，并呈增長的趨勢。其余大多數(shù)縣區(qū)都顯示出人口增長從增長到下降的轉(zhuǎn)變模式。該地區(qū)人口呈現(xiàn)先升后降的發(fā)展模式，多數(shù)區(qū)縣人口呈下降趨勢。由于人口的強(qiáng)大凝聚力，運城市人口密度的空間分布呈正相關(guān)。而且主要以高與高聚集和低與低聚集呈現(xiàn)西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)u漸增速，外來人的人口很多，而在東部，因自然條件不優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對緩慢，這對人口沒有吸引力。它導(dǎo)致整個運城地區(qū)的人口嚴(yán)重失衡，而且這種趨勢還在不斷增加。運城市的人口中心每年都在向西北轉(zhuǎn)移。2.運城市人口分布不均現(xiàn)象明顯，且趨勢在稍有減弱。在這三個研究年份中，不均衡指數(shù)繼續(xù)上升，而集中度指數(shù)總體呈下降趨向。人口集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和活躍性水平高的地區(qū)，特別是在