地球信息科学学报 ›› 2020, Vol. 22 ›› Issue (2): 207-217.doi: 10.12082/dqxxkx.2020.190192
收稿日期:
2019-04-24
修回日期:
2019-09-16
出版日期:
2020-02-25
发布日期:
2020-04-13
通讯作者:
侯西勇
E-mail:xyhou@yic.ac.cn
作者简介:
杜培培(1989— ),女,河南开封人,博士生,主要从事中国沿海城市扩张研究。E-mail: ppdu@yic.ac.cn
基金资助:
DU Peipei1,2,3,4, HOU Xiyong1,3,4,*()
Received:
2019-04-24
Revised:
2019-09-16
Online:
2020-02-25
Published:
2020-04-13
Contact:
HOU Xiyong
E-mail:xyhou@yic.ac.cn
Supported by:
摘要:
海岸带人口聚集、经济增长迅速、生态环境脆弱,容易受到自然灾害的影响,细致的人口空间分布信息对解决海岸带地区资源配置、灾害风险管理等有重要意义。本文以中国沿海城市为研究区,基于NPP-VIIRS和NDVI数据构建人居指数HSI,并加入居住地面积比例系数反映人口内部差异,利用样本动态分区及建模方法,得到2015年中国海岸带1000 m格网人口分布数据(POP),并将其与已公布的相同年份的中国公里格网人口数据(TPOP)和100 m全球人口数据(WorldPOP)进行对比分析。研究表明,3种数据均能反映中国海岸带地区人口的宏观分布特征,但是对于人口分布城乡差异特征以及城市内部人口分布细节特征的刻画,则是以POP数据最为理想。由县域统计值和POP数据可知,主要受沿海地貌、国家及区域经济发展战略等的影响,中国海岸带地区人口分布具有明显的空间差异,具体来说:① 地形差异,山地和滩涂区域的人口密度普遍较低(小于5 人/hm 2),而平原和河口三角洲区域的人口密度则普遍较高(大于10 人/hm 2);② 宏观区域差异,环渤海、长江三角洲和珠江三角洲是人口分布最密集的区域(大于25 人/hm 2);长江以北地区人口分布多层级重心离散分布的特征较为显著,尤其以山东和江苏最为明显,长江以南地区人口分布相对比较集中,主要集中在沿海低地和平原,如浙江—福建—广东一带;③ 城乡差异,由各级城镇向乡村区域递减的趋势非常明显,城市等级越高,人口分布的梯度特征越显著,中心城区、城市近郊、城市远郊之间相比人口密度差异巨大。
杜培培, 侯西勇. 基于多源数据的中国海岸带地区人口空间化模拟[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(2): 207-217.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190192
DU Peipei, HOU Xiyong. Spatial Simulation of Population in China's Coastal Zone based on Multi-source Data[J]. Journal of Geo-information Science, 2020, 22(2): 207-217.DOI:10.12082/dqxxkx.2020.190192
表2
人口空间化回归系数及分区情况"
建模区域 | R2 | 回归系数k | 保留区域及其县域个数 | 需分区进一步建模的县域个数 | ||
---|---|---|---|---|---|---|
│δ│< 20% | δ ≤ -20% | δ ≥ 20% | ||||
全部区域 | 0.761 | 16 647.391 | 124 | 214(A组) | 100(C组) | |
A | 0.855 | 31 662.685 | 54 | 103(A1组) | 57(C1组) | |
A1 | 0.865 | 53 309.364 | 55 | 37(A11组) | 11* | |
A11 | 0.964 | 102721.997 | 13 | 6* | 18(C111组) | |
C111 | 0.995 | 73 712.440 | 18 | — | — | |
C1 | 0.995 | 24 140.734 | 57 | — | — | |
C | 0.970 | 11 060.171 | 75 | 2* | 23(C3组) | |
C3 | 0.970 | 7494.718 | 19 | — | 4* |
[1] | 刘文红 . 新疆人口空间分布的影响因素研究[J]. 农村经济与科技, 2018,29(12):17-18. |
[ Liu W H . Study on the influencing factors of population spatial distribution in XinJiang[J]. Rural Economy and Science-Technology, 2018,29(12):17-18. ] | |
[2] | 陈妍, 梅林 . 东北地区资源型城市人口分布与影响因素的定量分析[J]. 地理科学, 2018,38(3):402-409. |
[ Chen Y, Mei L . Quantitative analysis of population distribution and influencing factors of resource-based cities in northeast China[J]. Scientia Geographica Sinica, 2018,38(3):402-409. ] | |
[3] | 董南, 杨小唤, 蔡红艳 . 人口数据空间化研究进展[J]. 地球信息科学学报, 2016,18(10):1295-1304. |
[ Dong N, Yang X H, Cai H Y . Research progress and perspective on the spatialization of population data[J]. Journal of Geo-information Science, 2016,18(10):1295-1304. ] | |
[4] | 胡焕庸 . 论中国人口之分布[M]. 北京: 科学出版社, 1983. |
[ Hu H Y. Distribution of China's population[M]. Beijing: Science Press, 1983. ] | |
[5] | Su M, Lin M, Hsieh H , et al. Multi-layer multi-class dasymetric mapping to estimate population distribution[J]. Science of the Total Environment, 2010,408(20):4807-4816. |
[6] | Silvana Amaral, Gilberto Câmara, Antônio Miguel Vieira Monteiro , et al. Estimating population and energy consumption in Brazilian Amazonia using DMSP night-time satellite data[J]. Computers, Environment and Urban Systems, 2005,29(2):179-195. |
[7] | 赵宇, 王利, 李欣欣 , 等. 基于NPP/VIIRS夜间灯光和土地利用的大连市人口空间化研究[J]. 资源开发与市场, 2018,34(10):1372-1376. |
[ Zhao Y, Wang L, Li Y Y , et al. Dalian population spatial distribution study based on NPP/VIIRS night light and land use[J]. Resource Development & Market, 2018,34(10):1372-1376. ] | |
[8] | 陈晴, 侯西勇, 吴莉 . 基于土地利用数据和夜间灯光数据的人口空间化模型对比分析——以黄河三角洲高效生态经济区为例[J]. 人文地理, 2014,29(5):94-100. |
[ Chen Q, Hou X Y, Wu L . Comparing of population spatialization models based on land use data and DMSP/OLS data respectively: A case study in the efficient ecological economic zone of the Yellow River Delta[J]. Human Geography, 2014,29(5):94-100. ] | |
[9] | 杨小唤, 江东, 王乃斌 , 等. 人口数据空间化的处理方法[J]. 地理学报, 2002,57(增刊):70-75. |
[ Yang X H, Jiang D, Wang N B , et al. Method of pixelizing population data[J]. Acta Geographica Sinica, 2002,57(Supplement):70-75. ] | |
[10] | Stevens F R, Gaughan A E, Linard C , et al. Disaggregating census data for population mapping using random forests with remotely-sensed and ancillary data[J]. Plos One, 2015,10(2):1-22. |
[11] | 廖一兰, 王劲峰, 孟斌 , 等. 人口统计数据空间化的一种方法[J]. 地理学报, 2007,62(10):1110-1118. |
[ Liao Y L, Wang J F, Meng B , et al. A method of spatialization of statistical population[J]. Acta Geographica Sinica, 2007,62(10):1110-1118. ] | |
[12] | 江东, 杨小唤, 王乃斌 , 等. 基于RS、GIS的人口空间分布研究[J]. 地球科学进展, 2002,17(5):734-738. |
[ Jiang D, Yang X H, Wang N B , et al. Study on spatial distribution of population based on remote sensing and GIS[J]. Advance In Earth Sciences, 2002,17(5):734-738. ] | |
[13] | 杨小唤, 刘业森, 江东 , 等. 一种改进人口数据空间化的方法:农村居住地重分类[J]. 地理科学进展, 2006,25(3):62-69. |
[ Yang X H, Liu Y S, Jiang D , et al. An enhanced method for spatial distributing census data: Re-classifying of rural residential[J]. Progress in Geography, 2006,25(3):62-69. ] | |
[14] | 吴安坤, 田鹏举, 黄天福 , 等. 基于人口/GDP数据空间化的雷电灾害风险评价[J]. 气象科技, 2018,46(5):1026-1031. |
[ Wu A K, Tian P J, Huang T F , et al. Risk assessment of lightning disasters based on spatial population/GDP data[J]. Meteorological Science and Technology, 2018,46(5):1026-1031. ] | |
[15] | 高义, 王辉, 王培涛 , 等. 基于人口普查与多源夜间灯光数据的海岸带人口空间化分析[J]. 资源科学, 2013,35(12):2517-2523. |
[ Gao Y, Wang H, Wang P T , et al. Population spatial processing for Chinese coastal zones based on census and multiple night light data[J]. Resources Science, 2013,35(12):2517-2523. ] | |
[16] | 杨眉, 王世新, 周艺 , 等. DMSP/OLS夜间灯光数据应用研究综述[J]. 遥感技术与应用, 2011,26(1):45-51. |
[ Yang M, Wang S X, Zhou Y , et al. Review on applications of DMSP/OLS night-time emissions data[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2011,26(1):45-51. ] | |
[17] | 徐涵秋 . 基于谱间特征和归一化指数分析的城市建筑用地信息提取[J]. 地理研究, 2005,24(2):311-320. |
[ Xu H Q . Fast information extraction of urban built-up land based on the analysis of spectral signature and normalized difference index[J]. Geographical Research, 2005,24(2):311-320. ] | |
[18] | 董磊磊, 潘竟虎, 冯娅娅 , 等. 基于夜间灯光的中国房屋空置的空间分异格局[J]. 经济地理, 2017,37(9):62-69. |
[ Dong L L, Pan J H, Feng Y Y , et al. Spatial difference pattern of house vacancy in China from nighttime light view[J]. Economic Geography, 2017,37(9):62-69. ] | |
[19] | Lu D S, Tian H Q, Zhou G M , et al. Regional mapping of human settlements in southeastern China with multisensory remotely sensed data[J]. Remote Sensing of Environment, 2008,112:3668-3679. |
[20] | 陈晴, 侯西勇 . 集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型[J]. 地球信息科学学报, 2015,17(11):1370-1377. |
[ Chen Q, Hou X Y . An improved population spatialization model by combining land use data and DMSP/OLS data[J]. Journal of Geo-information Science, 2015,17(11):1370-1377. ] | |
[21] | 田永中, 陈述彭, 岳天祥 , 等. 基于土地利用的中国人口密度模拟[J]. 地理学报, 2004,59(2):283-292. |
[ Tian Y Z, Chen X P, Yue T X , et al. Simulation of Chinese population density based on land use[J]. Acta Geographica Sinica, 2004,59(2):283-292. ] | |
[22] | 王珂靖, 蔡红艳, 杨小唤 , 等. 基于城镇居民用地再分类的人口数据空间化方法研究——以长江中游4省为例[J]. 遥感技术与应用, 2015,30(5):987-995. |
[ Wang K J, Cai H Y, Yang X H , et al. Spatialization method for census data based on reclassifying residential land use in urban areas: A case study in the middle reaches of the Yangtze River watershed[J]. Remote Sensing Technology and Application, 2015,30(5):987-995. ] | |
[23] | 董南, 杨小唤, 黄栋 , 等. 引入城市公共设施要素的人口数据空间化方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2018,20(7):918-928. |
[ Dong N, Yang X H, Huang D , et al. Spatialization method for demographic data based on urban public facility elements[J]. Journal of Geo-information Science, 2018,20(7):918-928. ] | |
[24] | 何起祥, 刘守全, 周永青 , 等. 中国海岸带的地质特征与综合治理[C]. 海岸带地质环境与城市发展研讨会, 2004. |
[ He Q X, Liu S Q, Zhou Y Q , et al. Geological characteristics and comprehensive management of China's coastal zones[C]. Seminar on coastal geological environment and urban development, 2004. ] | |
[25] | Frank C, Sven V, Ahmed Z K , et al. Land-use simulation as a supporting tool for flood risk assessment and coastal safety planning: The case of the Belgian coast[J]. Ocean & Coastal Management, 2014,101:102-113. |
[26] | 李佳洺, 陆大道, 徐成东 , 等. 胡焕庸线两侧人口的空间分异性及其变化[J]. 地理学报, 2017,72(1):148-160. |
[ Li J M, Lu D D, Xu C D , et al. Spatial heterogeneity and its changes of population on the two sides of Hu Line[J]. Acta Geographica Sinica, 2017,72(1):148-160. ] | |
[27] | 张国俊, 黄婉玲, 周春山 , 等. 城市群视角下中国人口分布演变特征[J]. 地理学报, 2018,73(8):1513-1525. |
[ Zhang G J, Huang W L, Zhou C S , et al. Spatio-temporal characteristics of demographic distribution in China from the perspective of urban agglomeration[J]. Acta Geographica Sinica, 2018,73(8):1513-1525. ] | |
[28] | 邸向红, 侯西勇, 吴莉 . 中国海岸带土地利用遥感分类系统研究[J]. 资源科学, 2014,36(3):463-472. |
[ Di X H, Hou X Y, Wu L . Land use classification system for China's coastal zone based on remote sensing[J]. Resources Science, 2014,36(3):463-472. ] | |
[29] | Di X H, Hou X Y, Wang Y D , et al. Spatial-temporal characteristics of land use intensity of coastal zone in China during 2000-2010[J]. Chinese Geographical Science, 2015,25(1):51-61. |
[30] | 侯西勇, 邸向红, 侯婉 , 等. 中国海岸带土地利用遥感制图及精度评价[J]. 地球信息科学学报, 2018,20(10):1478-1488. |
[ Hou X Y, Di X H, Hou W , et al. Accuracy evaluation of land use mapping using remote sensing techniques in coastal zone of China[J]. Journal of Geoinformation Science, 2018,20(10):1478-1488. ] | |
[31] | Elvidge C D, Baugh K E, Zhizhin M , et al. Why VIIRS data are superior to DMSP for mapping nighttime lights[J]. Proceedings of the Asia-Pacific Advanced Network, 2013,35:62-69. |
[32] | 徐新良 . 中国月度植被指数(NDVI)空间分布数据集. 中国科学院资源环境科学数据中心数据注册与出版系统( http://www.resdc.cn/DOI), 2018. DOI: 10.12078/2018060602. |
[ Xu X L. China monthly vegetation index (NDVI) spatial distribution data set. Data registration and publication system of Resource and Environment Data Cloud Platform( http://www.resdc.cn/DOI), 2018. DOI: 10.12078/2018060602.] | |
[33] | WorldPop (www.worldpop.org. School of Geography and Environmental Science, University of Southampton). 2015. China 100m Population. ( https://www.worldpop.org/doi/10.5258/SOTON/WP00055). |
[34] | 徐新良 . 中国人口空间分布公里网格数据集. 中国科学院资源环境科学数据中心数据注册与出版系统 ( http://www.resdc.cn/DOI), 2017. DOI: 10.12078/2017121101. |
[ Xu X L. China population spatial distribution km grid data set. Data registration and publication system of Resource and Environment Data Cloud Platform( http://www.resdc.cn/DOI>), 2017. DOI: 10.12078/2017121101.] | |
[35] | Deville P, Linard C, Martin S , et al. Dynamic population mapping using mobile phone data[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2014,111(45):15888-15893. |
[1] | 薛浩男, 张雪英, 吴明光, 曹天阳. 基于新闻数据的新冠疫情事件下“全球-中国”国际关系变化分析方法[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(2): 351-363. |
[2] | 张小东, 韩昊英, 陈宇. 2003—2018年中国地级城市土地出让交易状况及时空动态特征[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(9): 1823-1836. |
[3] | 朱守杰, 杜世宏, 李军, 商硕硕, 杜守基. 融合多源空间数据的城镇人口分布估算[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(8): 1607-1616. |
[4] | 郭峰, 毛政元, 邹为彬, 翁谦. 融合LiDAR数据与高分影像特征信息的建筑物提取方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(8): 1654-1665. |
[5] | 宋荣, 胡业翠. 中国城市土地整治综合潜力分区与提升路径[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(7): 1522-1531. |
[6] | 赵耀龙, 巢子豪. 历史GIS的研究现状和发展趋势[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(5): 929-944. |
[7] | 洪建智, 郭碧云, 付迎春, 聂欢. 新型城镇化的人地耦合异速增长分析方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(5): 1049-1062. |
[8] | 王晓洁, 王卷乐, 薛润生. 基于普查和手机定位数据的乡镇尺度人口空间化方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(5): 1095-1105. |
[9] | 刘纪远, 张增祥, 张树文, 颜长珍, 吴世新, 李仁东, 匡文慧, 史文娇, 黄麟, 宁佳, 董金玮. 中国土地利用变化遥感研究的回顾与展望——基于陈述彭学术思想的引领[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(4): 680-687. |
[10] | 柳林, 梁斯毅, 宋广文. 基于潜在受害者动态时空分布的街面接触型犯罪研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(4): 887-897. |
[11] | 张永树, 杨振凯, 訾璐, 曹一冰, 余航. 中国艾滋病空间格局和时空演化分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(2): 198-206. |
[12] | 孙玉燕, 张磊, 卢善龙, 刘红超. 基于动态NDSI阈值的每日积雪监测方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(2): 298-307. |
[13] | 李文梁, 汪驰升, 朱武. 中国大陆地区TanDEM-X 90 m DEM误差空间分布特征[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2277-2288. |
[14] | 刘艳霞, 冯莉, 田慧慧, 阳少奇. 中国气候舒适度时空分布特征分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2338-2347. |
[15] | 林金煌, 陈文惠, 张岸. 2019年北京市PM2.5人群暴露剂量特征分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2348-2357. |
|