基于LUCC和夜间灯光辐射数据的张掖市甘州区人口空间分布建模

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1、第３４卷第４期冰川冻土Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．４２０１２年８月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＬＡＣＩＯＬＯＧＹＡＮＤＧＥＯＣＲＹＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１２文章编号：１０００－０２４０（２０１２）０４－０９９９－０８基于ＬＵＣＣ和夜间灯光辐射数据的张掖市甘州区人口空间分布建模梁友嘉，徐中民（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所内陆河流域生态水文重点试验室，甘肃兰州７３００００）摘要：尽管近年来统计数据的生成技术有了很大提高，但可用的详细人口数据始终难以得到满足．在一些自然－人文要素耦合的建模研究中，如生态经济集成建模、环境和健康分析等都需要基于区域尺度的栅格人口分布建模方法．随着ＧＩＳ和ＲＳ技术的发展，上述

2、建模方法已有较大进步．利用ＧＩＳ技术，基于夜间灯光辐射数据和ＬＵＣＣ在象元栅格水平上构建张掖市甘州区人口空间分布．首先对ＤＭ－ＳＰ夜间灯光辐射数据进行重采样，通过普通克里金插值获得灯光数据；然后与ＬＵＣＣ叠加分析，利用回归分析的方法获取研究区土地利用、灯光辐射指标和人口统计数据之间的定量关系，完成空间化．并在乡镇尺度上进行模型检验，模型总体的调整Ｒ２为０．８８，标准误差为４００，为下一步开展时空变化分析提供支持．关键词：人口；ＧＩＳ；ＤＭＳＰ／ＯＬＳ；ＬＵＣＣ；空间建模中图分类号：Ｃ９２文献标识码：Ａ［９］口重分布建模．如著名的ＧＰＷ－３人口数据就是０引言基于此方法构建，精度较高，人口均

3、匀分布于每个可信的人口空间分布在科学和政策领域有非常统计单元内．此外，还有一些较少使用的方法，如［１］广泛的应用．现有的大多数统计数据只能提供时连续表面的建模方法，利用平滑算法，通过各统计［１０］空尺度上相对粗糙的人口数量和性别成分；在一些单元的质心拟合一个连续表面．然而，多数区研究中，人口数据精度影响很大，而统计的行政边域人口分布是高度离散和不均匀的．通常表现为很［２－６］界变化给时间序列分析带来了一定的困难；同多居民点、农田或者小的人口核心区的离散分布．时，人口分布数据还需要尺度转换以适应不同空间越来越多的人口分布模型要求发展更为复杂的结构的数据分析和集成．但人口统计数据通常是以技术

4、，上述利用辅助数据作为外生变量进行分析的行政区（省、市、县、乡）为单元，逐级统计和汇总方法已经可以分辨较小尺度上人口密度的空间变所得．而环境数据主要是基于自然单元所得，如流异，一般将这类方法称为动态制图，是研究的热点［１１］［１２－１６］域、土壤类型单元、植被类型单元、土地利用／土地之一．国内也有一些研究，主要可归类为覆盖单元，空间单元上的不重合使得人地系统耦合两方面：一是利用遥感数据反演；二是利用多因子［７－８］研究变得较为困难．统计分析，该方法往往适用于大尺度研究．基于上述，需要对人口统计数据进行空间化，ＬＵＣＣ（Ｌａｎｄ－ＵｓｅａｎｄＬａｎｄ－ＣｏｖｅｒＣｈａｎｇｅ，土通过建模获取

5、高精度的区域人口空间分布．在已有地利用／土地覆盖变化）对人口空间分布范围具有指研究方法中，得到广泛应用的是面积权重法———通示意义，是详细人口制图的基础．然而，存在的限过各感兴趣区中的统计人口数量与面积比例进行人制条件是如何获取每类土地利用类型或像元中的人收稿日期：２０１１－１１－０９；修订日期：２０１２－０４－１０基金项目：国家自然科学基金重大研究计划重点项目“黑河流域中游水－生态－经济模型综合研究”（９１１２５０１９）；国家自然科学基金项目（４０９７１２９１；４０９０１２９２）资助作者简介：梁友嘉（１９８５－），男，甘肃镇原人，２００９年毕业于兰州大学，现为在读博士研究生，主要从事生

6、态经济与空间建模研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉａｎｇｙｊ０５＠１６３．ｃｏｍ１０００冰川冻土３４卷口密度权重值．考虑到研究区的人类活动相对集间天气状况的检测．其中，可见光－近红外发射可中，对灯光值的区分十分关键，故本文基于ＤＭＳＰ在少云天气状况下监测地球表面夜间居住地灯光、夜间灯光辐射数据，结合ＬＵＣＣ，制作空间分辨率火、气体燃烧和渔船灯光等热源辐射．利用该数据为５００ｍ×５００ｍ的张掖市甘州区人口分布图，并开展全球不同尺度的人口分布估计已越来越受到重假设该分辨率下的不同单元格可以代表一般建筑物视．根据ＤＭＳＰ－ＯＬＳ夜间灯光数据可估计出地球的面积，最终实现区域人口空间分布建模．表面夜间人为产

7、生的可见光－近红外辐射范围，如［１７］灯光面积．Ｅｌｅｖｉｄｇｅ等证明该面积和人口之间存１研究区与方法在明显的线性相关关系，同时也证明该面积与［１８］１．１研究区概况ＧＤＰ和电能消耗高度相关．Ｐａｕｌ采用ＤＭＳＰ－张掖市甘州区地处黑河流域中游，属河西走廊ＯＬＳ夜间热红外影像，与栅格化的美国１９９０年中段，东临山丹县，西到临泽县、南靠民乐县、肃１ｋｍ人口分布数据相比较，得出在人口密集的大城南裕固族自治县、北依合黎山，与阿拉善右旗接市地