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1、第26卷第2期地理研究Vol26,No22007年3月GEOGRAPHICALRESEARCHMar,2007城市人口分布的空间自相关分析以沈阳市为例1,211,2杜国明,张树文,张有全(1中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130012;2中国科学院研究生院,北京100049)摘要:为探测经典城市人口密度模型在微观层面上的适用性,本文通过计算基于格网的沈阳市人口景观密度,利用地统计学的理论与方法来分析其空间自相关性和变异性。研究发现:在10种不同采样粒度上人
2、口密度半变异函数都符合球状模型,表征着城市人口分布具有较强的空间自相关性和变异性;但由于粒度不同,人口密度的空间自相关尺度不同,块金值不同,基台值不同,块金值与基台值的比值差异较大,证明人口分布的空间自相关具有较强的尺度依赖性;对于700m粒度而言,通过计算不同方向的半变异函数曲线可以发现,沈阳市人口密度呈现典型的带状异向性,反映出人口分布在不同方向上具有不同的结构特征。因此,研究城市人口分布时,可以城市人口分布的自相关性和变异性分析为基础,并须充分注意适宜尺度的选择和结构特征的识别。关键词:空间
3、自相关;城市人口分布;人口密度模型;空间变异性;地统计学文章编号:10000585(2007)020383081引言城市人口空间分布是城市地理学研究的热点问题之一,上个世纪50年代以来,吸引[1]了西方大量学者的关注,形成了一系列较具代表性的理论模型。如Clark模型、城市人[2,3][4,5][6]口与城区面积间的异速生长模型、正态密度模型、负幂指数模型、二次指数模[7]型等。20世纪80年代末期以后,随着西方多核心城市结构研究的兴起,城市人口密度[8,9]多核心模型被提出并成为热点
4、研究领域。在我国,近年来以冯健等为代表的学者们进[10,11]行了大量的理论探讨和实证研究。国内外的这些研究对于认识城市人口分布规律、以及在城市人口分布演变特征基础上研究城市空间结构演变等方面贡献良多。在统计平均的基础上,也就是这些模型赖以成立的宏观层面上,人口分布是连续的、光滑的。但在微观的层面上,人口分布是否是连续的呢?或者说人口分布在多大尺度上可以看成是连续的?再退一步讲,分析的尺度不同,对人口分布的连续性有何影响?另一方面,人口密度模型研究经历了由单核心模型向多核心模型的转化,也反映了
5、城市人口分布空间结构的演变。城市人口分布多核心结构的出现,是否会对人口分布的空间连续性产生影响?在不同的方向(或城市的剖面)上,人口分布的连续性是否会有所差异?深入分析这些问题,对于更准确地识别和理解城市人口分布的空间结构以及构建人口密度模型具有收稿日期:20060314;修订日期:20060923基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2SW3201)。作者简介:杜国明(1978),男,内蒙古宁城县人,地图学与地理信息系统专业博士研究生。主要研究方向为地
6、理信息系统、遥感应用。Email:nmgdgm@126com384地理研究26卷指示作用。针对上述问题,本文以沈阳市第五次人口普查数据为基本数据源,将基于统计学的经典的人口密度模型与基于区域化变量理论的地统计学结合起来,借鉴GIS空间分析方法和格网计算技术来计算人口的景观密度,分析城市人口分布的空间自相关性和变异性,并进一步探讨研究城市人口分布特征时应注意的问题。2研究区概况与研究方法21研究区概况22沈阳市国土总面积为12980km,截至2000底建成区面积217km
7、。沈阳市以平原为主,地势平坦,平均海拔50米左右,城市南侧有浑河流过。沈阳市是辽宁省的政治、经济、文化中心,是辽中南城市群的首位城市,中国重要的重工业城市。市辖区包括和平、沈河、大东、皇姑、铁西5个城区,东陵、于洪、苏家屯、新城子4个郊区。截至2000年第五次人口普查,市辖区人口530万人。本文的研究区是包括建成区及近郊区在内的一2矩形区域,研究区面积336km,涉及人口普查区981个。22研究方法221基础数据与技术路线本研究的基础数据包括沈阳市第五次人口普查数据、人口普查区数据、建
8、成区及近郊区居住房屋分布图以及城市基础地理信息数据等空间数据。其中,人口普查数据由人口统计部门提供,最小统计单元为社区管委会(村),数据存储为Oracle数据库dmp格式;空间数据由相关部门测绘而成,可满足15000比例尺制图精度,数据格式为mapinfo的tab格式。本研究的主要工作内容可以分为两部分:①人口统计数据的空间化处理,即人口景观密度的计算;②基于地统计学的人口分布空间自相关分析。数据处理及分析的详细技术路线见图1。222人口景观密度的计算本研究所采用的人口密度
