基于GIS的关中地区人口分布时空演变特征研究
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n n n
。式中, n 为 研究
单元个数 ; x i 和 x j 分别表示某属性值在空间单元 i 和 j 上的观测值 , 是所有研究对象属性 x 的平均值; w ij为研 究范围内空间单元 i 与 j 的空间连接矩阵。在本研究 中, 假设关中地区 46 个研究单元的属性值之间不存在 空间自相关, 取显著性水平 = 0. 05, 在此水平下对原 702
2
图2
关中地区人口密度空间关联图
主要表现为 : 西安市城六区周围一定范围的区 县存在高高集聚。西安市城六区及其周围区县属于渭 河平原区, 交通发 达, 经济发展水平 较高。 2008 年西 安市 城 六区 的 GDP 为 1465. 94 亿 元, 人 均 GDP 为 40340 元 , 远远超过关中地区的 人均 GDP ( 18792 元 ) 。 良好的自然地理条件和较高的经济发展水平使这些区
人口分布主要受社会生产方式和经济发展水平的 制约 , 是反映一个地区自然条件差异和经济发展水平 高低的重要指标 [ 1, 2] 。人口分布的时空演变是人口发 展过程在时间和空间上的表现形式, 研究人口分布的 地区差异和时空演变特征 , 可揭示区域人口空间分布 的规律性 , 对各级政府制定人口布局, 优化政策以及实 现区域人口、 资源、 环境的协调发展具有十分重要的意 义[ 3- 5] 。 陕西关中地区是连接我国东西部和南北方地区的 交通要道 , 也是陕西省乃至西北地区最重要的经济带。 其良好的自然环境、 便捷的交通设施和快速发展的经 济使其成为西北地区重要的人口聚集地。关中地区中 部地形以渭河平原区为主 , 城市密集; 北部和西部地形
收稿日期 : 2011- 06- 19; 修订日期 : 2011- 07- 13 基金项目 : 陕西师范大 学中央 高校基 本科研 业务费 专项资 金 ( 编 号 : GK200902021) ; 陕西师范大学优秀科技预研项目 ( 编号 : 200902005) 。 第一作者简介 : 赵沙 ( 1987- ) , 女 , 陕西省西安人 , 硕士研究生 , 主 要从事 GIS 方面的研究。 通讯作者 : 张 福平 ( 1973- ) , 男 , 山 西省吕梁人 , 副 教授 , 研究方向 为遥感与地理信息系统应用。
2
假设进行检验的临界值 Z0. 05 = 1. 96。经计算 , 2008 年 关中地区人口 密度的 Moran 指数 I 为 0. 203, Z 值为 2. 72, 大于检测值 1. 96, 说明关中各区县的人口密度空 间分布存在显著的正的空间自相关。即关中地区人口 密度较高的区县在空间上呈现集聚状态 , 而人口密度 较低的区县也在空间上呈现集聚。 局部空间自相关分析 : 局部空间自相关分析中的 Moran 散点图所 对应的四个象限, 分别对 应于区域单 元与其邻居之间四种类型的局部空间联系形式 , 能够 进一步具体区分区域单元和其邻居之间的空间联系形 式[ 2, 12] 。本文运用 2008 年关中地区各区县人口密度 数据 , 对各区县单元的局部空间自相关进行计算并分 析, 结果表明关中地区人口密度主要存在高高集聚和 低低集聚。图 2 显示了关中地区人口密度的空间集聚 类型及其分布特征。
岭, 北接渭北土台塬。地势特征为南北高、 中间低 , 西部 高东部低 , 平均海 拔 520m。全 区包 括西安、 宝鸡、 咸 阳、 渭南、 铜川 5 个地级市及国家级杨凌农业高新技术 产业示范区, 总土地面积约 5. 55 万 km , 占陕西省总 面积的 26. 9% ; 现有人口 2313 万人 ( 至 2008 年 ) , 占全 701
2
来自百度文库
研究方法
资源开发与市场 Resource Development & Market 2011 27( 08)
省总人口的 60. 6% , 人口密度为 416 人 / km 2 。 1. 2 数据来源 关中地区现 辖 5 个地 级市、 3 个县 级市、 51 个区 ( 县) [ 7] 。为了数据的统一性 , 作者对个别市的市辖区 进行了单元 合并, 共分为 46 个研究单元。本文选择 1990 2008 年作为研究时段 , 人口数据等资料来源于 相关年份的 陕西统计年鉴 。 2 2. 1 人口分布特征分析 人口分布现状 关中地区内各区县人口密度差异很大 , 其中西安
著 , 地区之间的偏移增长量不断增大 , 人口重心逐步向关中东南方向移动。 关键词 : 人口分布 ; 空间自相关 ; 偏移 中图分类号 : C922 文献标志码 : A
Analysis of Population Distribution Spatial and Temporal Evolution Characteristics in Guanzhong Zones Based on GIS Z HAO Sha, ZHANG Fu- ping , XU Gai- hua, ZHANG Dong- hai ( College of T ourism and Environment, Shanx i Normal University, Xi an 710062, China) Abstract: With the rapid economic and social development, population distribution occurred significant changes in Guanzhong Zones, Shanxi Province. In this study, using spatial autocorrelation method, unbalanced coefficient, population gravity center, shift- share analysis and GIS technolo gy, the characteristics of population distribution evolution were analyzed in Guanzhong Zones since the 1990s. The result showed that: population density which located in the Weihe Plain Area was higher and other areas was sparse. Population distribution was significantly imbalanced and its imbalance trend was increasing. Population density was significantly different in different countries. On the whole, its distribution was higher in the middle area and lower in south and north area, Population distribution had a positive spatial cor relation, population around Xi an was high- high concentration and in northern, western and eastern area displayed low- low concentration . Population growth shift was significant differences and its index was increasing in different areas, population gravity center was moving to the southeast of Guanzhong gradually. Key words: population distribution; spatial autocorrelation; shift- share analysis; Guanzhong Zones; GIS
图1 2008 年关中地区人口密度分布图
县对周边地区产生了较大的辐射作用, 形成了人口的 空间高高集聚。 关中北部、 西部及东部大部分区县 人口密度存在低低集聚。由于北部和西 部包括宝鸡 市、 铜川市的大部分区县和咸阳市的部分区县地处山 地, 经济较落后, 对人口吸引力较小, 造成这部分地区 人口密度低; 而关中东部 ( 渭南市) 虽处平原区 , 但与经 济发达区相距较远, 受其辐射作用小 , 经济相对落后, 对人口吸纳能力小 , 人口密度也相对较低。 宝鸡市 市辖区和渭南市的临渭区人口密度明显高于周边各地 区, 与周边地区形成高低集聚。宝鸡市地处源梁沟壑 区, 全市人口相对比较稀少 , 市辖区 ( 金台区、 渭滨区) 作为宝鸡市的核心经济区 , 其经济水平和发展速度比 全市其他区县高。2008 年底 , 两区 GDP 共达到 320 亿
资源开发与市场 Resource Development & M arket 2011 27( 08)
研究方法
基于 GIS 的关中地区人口分布时空演变特征研究
赵 沙 , 张福平, 徐改花, 张东海
( 陕西师范大学 旅游与环境学院 , 陕西 西安 710062)
摘要 : 随着经济社会的快速发展 , 陕西省关中地区的人口分布 发生了明 显的变化 。采用空 间自相 关、 不 均衡指 数、 人 口重心 以 及偏移 疏; 分享分析等方法 , 结合 GIS 技术对 20 世纪 90 年代以来关中地区人口分布的时空演变特征进行了分析。结果表明 : 关中 地区各区县人口密度差异显著 , 整体分布呈中 间高、 南北低的态势 , 即位于渭 河平原区 的区县 人口密 度较高 , 其他 地区人 口相对 稀 各地区人口分布存在显著的正的空间自 相关 , 表现为西安市市 辖区周围地 区呈现 高高集 聚 , 而 北部、 西部和 东部的 周边区 县 关中地区人口分布不均 衡状态 明显 , 且人口 不均衡 指数有 不断增 大的趋势 ; 分享法 ; 关中地区 ; GIS 文章编号 : 1005- 8141( 2011) 08- 0701- 04 各地区 人口 偏移 增长量 差异 显 则存在低低集聚 ;
市城六区的平均人口密度最高 , 达到 4362 人/ km2 , 而 太白县的人 口密度最低 , 仅为 19 人 / km 。从 图 1 可 见, 关中地区人口密度分布总 体特征是中间高、 南北 低, 东部地区人口 密度较均匀。其中, 人 口密度高于 750 人 / km2 的高值带是连接杨凌区至临渭区, 经过西 安市城六区的一条狭长东西向条带; 而北部与西南部 地区的区域人口密度多低于 230 人 / km , 形成了相对 的人口密度低值区。这主要是因为本区域地形以山地 丘陵为主 , 经济条件差, 人口稀少。关中东部部分区县 由于远离市中心区域和经济发达城市, 经济发展相对 落后 , 人口密度也较低。
以黄土源、 梁、 沟壑区为主 ; 南部是以秦岭山地为主
[ 6]
。
由于区域内三种地貌并存 , 使各区县的自然、 社会经济 条件存在明显差异, 因此其人口的空间分布以及增长 趋势也有较大不同。本文以 1990 人口数据资料为基础
[ 7- 9]
2008 年关中地区
, 运用人口分布的结构指数
和空间自相关分析法, 借助 Arcgis9. 2 和 Geoda095i 软 件来对关中地区人口分布的时空演变 特征进行了分 析, 为实现关中地区经济、 人口与环境可持续发展提供 一定的决策参考。 1 1. 1 研究区概况与数据 研究区概况 关中地区位于陕西省中部, 介于 106 18 E、 33 35 110 37 35 50 N 之间, 西起宝鸡, 东到潼关 , 南依秦
2. 2
人口空间分布特征 全局空间自相关分析[ 2, 10] : Moran 指数 I 是最常用
的全局空间自相关指标 , 它反映的是空间邻接或空间 邻近 的区 域单 元 属性 值 的相 似 程度。其 计 算公 式
n n
为
[ 11]
: I=
n Wij ( x i - x ) ( x j - x ) i = 1j = 1 Wij i = 1( x i - x ) 2 i= 1 j= 1
。式中, n 为 研究
单元个数 ; x i 和 x j 分别表示某属性值在空间单元 i 和 j 上的观测值 , 是所有研究对象属性 x 的平均值; w ij为研 究范围内空间单元 i 与 j 的空间连接矩阵。在本研究 中, 假设关中地区 46 个研究单元的属性值之间不存在 空间自相关, 取显著性水平 = 0. 05, 在此水平下对原 702
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图2
关中地区人口密度空间关联图
主要表现为 : 西安市城六区周围一定范围的区 县存在高高集聚。西安市城六区及其周围区县属于渭 河平原区, 交通发 达, 经济发展水平 较高。 2008 年西 安市 城 六区 的 GDP 为 1465. 94 亿 元, 人 均 GDP 为 40340 元 , 远远超过关中地区的 人均 GDP ( 18792 元 ) 。 良好的自然地理条件和较高的经济发展水平使这些区
人口分布主要受社会生产方式和经济发展水平的 制约 , 是反映一个地区自然条件差异和经济发展水平 高低的重要指标 [ 1, 2] 。人口分布的时空演变是人口发 展过程在时间和空间上的表现形式, 研究人口分布的 地区差异和时空演变特征 , 可揭示区域人口空间分布 的规律性 , 对各级政府制定人口布局, 优化政策以及实 现区域人口、 资源、 环境的协调发展具有十分重要的意 义[ 3- 5] 。 陕西关中地区是连接我国东西部和南北方地区的 交通要道 , 也是陕西省乃至西北地区最重要的经济带。 其良好的自然环境、 便捷的交通设施和快速发展的经 济使其成为西北地区重要的人口聚集地。关中地区中 部地形以渭河平原区为主 , 城市密集; 北部和西部地形
收稿日期 : 2011- 06- 19; 修订日期 : 2011- 07- 13 基金项目 : 陕西师范大 学中央 高校基 本科研 业务费 专项资 金 ( 编 号 : GK200902021) ; 陕西师范大学优秀科技预研项目 ( 编号 : 200902005) 。 第一作者简介 : 赵沙 ( 1987- ) , 女 , 陕西省西安人 , 硕士研究生 , 主 要从事 GIS 方面的研究。 通讯作者 : 张 福平 ( 1973- ) , 男 , 山 西省吕梁人 , 副 教授 , 研究方向 为遥感与地理信息系统应用。
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假设进行检验的临界值 Z0. 05 = 1. 96。经计算 , 2008 年 关中地区人口 密度的 Moran 指数 I 为 0. 203, Z 值为 2. 72, 大于检测值 1. 96, 说明关中各区县的人口密度空 间分布存在显著的正的空间自相关。即关中地区人口 密度较高的区县在空间上呈现集聚状态 , 而人口密度 较低的区县也在空间上呈现集聚。 局部空间自相关分析 : 局部空间自相关分析中的 Moran 散点图所 对应的四个象限, 分别对 应于区域单 元与其邻居之间四种类型的局部空间联系形式 , 能够 进一步具体区分区域单元和其邻居之间的空间联系形 式[ 2, 12] 。本文运用 2008 年关中地区各区县人口密度 数据 , 对各区县单元的局部空间自相关进行计算并分 析, 结果表明关中地区人口密度主要存在高高集聚和 低低集聚。图 2 显示了关中地区人口密度的空间集聚 类型及其分布特征。
岭, 北接渭北土台塬。地势特征为南北高、 中间低 , 西部 高东部低 , 平均海 拔 520m。全 区包 括西安、 宝鸡、 咸 阳、 渭南、 铜川 5 个地级市及国家级杨凌农业高新技术 产业示范区, 总土地面积约 5. 55 万 km , 占陕西省总 面积的 26. 9% ; 现有人口 2313 万人 ( 至 2008 年 ) , 占全 701
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来自百度文库
研究方法
资源开发与市场 Resource Development & Market 2011 27( 08)
省总人口的 60. 6% , 人口密度为 416 人 / km 2 。 1. 2 数据来源 关中地区现 辖 5 个地 级市、 3 个县 级市、 51 个区 ( 县) [ 7] 。为了数据的统一性 , 作者对个别市的市辖区 进行了单元 合并, 共分为 46 个研究单元。本文选择 1990 2008 年作为研究时段 , 人口数据等资料来源于 相关年份的 陕西统计年鉴 。 2 2. 1 人口分布特征分析 人口分布现状 关中地区内各区县人口密度差异很大 , 其中西安
著 , 地区之间的偏移增长量不断增大 , 人口重心逐步向关中东南方向移动。 关键词 : 人口分布 ; 空间自相关 ; 偏移 中图分类号 : C922 文献标志码 : A
Analysis of Population Distribution Spatial and Temporal Evolution Characteristics in Guanzhong Zones Based on GIS Z HAO Sha, ZHANG Fu- ping , XU Gai- hua, ZHANG Dong- hai ( College of T ourism and Environment, Shanx i Normal University, Xi an 710062, China) Abstract: With the rapid economic and social development, population distribution occurred significant changes in Guanzhong Zones, Shanxi Province. In this study, using spatial autocorrelation method, unbalanced coefficient, population gravity center, shift- share analysis and GIS technolo gy, the characteristics of population distribution evolution were analyzed in Guanzhong Zones since the 1990s. The result showed that: population density which located in the Weihe Plain Area was higher and other areas was sparse. Population distribution was significantly imbalanced and its imbalance trend was increasing. Population density was significantly different in different countries. On the whole, its distribution was higher in the middle area and lower in south and north area, Population distribution had a positive spatial cor relation, population around Xi an was high- high concentration and in northern, western and eastern area displayed low- low concentration . Population growth shift was significant differences and its index was increasing in different areas, population gravity center was moving to the southeast of Guanzhong gradually. Key words: population distribution; spatial autocorrelation; shift- share analysis; Guanzhong Zones; GIS
图1 2008 年关中地区人口密度分布图
县对周边地区产生了较大的辐射作用, 形成了人口的 空间高高集聚。 关中北部、 西部及东部大部分区县 人口密度存在低低集聚。由于北部和西 部包括宝鸡 市、 铜川市的大部分区县和咸阳市的部分区县地处山 地, 经济较落后, 对人口吸引力较小, 造成这部分地区 人口密度低; 而关中东部 ( 渭南市) 虽处平原区 , 但与经 济发达区相距较远, 受其辐射作用小 , 经济相对落后, 对人口吸纳能力小 , 人口密度也相对较低。 宝鸡市 市辖区和渭南市的临渭区人口密度明显高于周边各地 区, 与周边地区形成高低集聚。宝鸡市地处源梁沟壑 区, 全市人口相对比较稀少 , 市辖区 ( 金台区、 渭滨区) 作为宝鸡市的核心经济区 , 其经济水平和发展速度比 全市其他区县高。2008 年底 , 两区 GDP 共达到 320 亿
资源开发与市场 Resource Development & M arket 2011 27( 08)
研究方法
基于 GIS 的关中地区人口分布时空演变特征研究
赵 沙 , 张福平, 徐改花, 张东海
( 陕西师范大学 旅游与环境学院 , 陕西 西安 710062)
摘要 : 随着经济社会的快速发展 , 陕西省关中地区的人口分布 发生了明 显的变化 。采用空 间自相 关、 不 均衡指 数、 人 口重心 以 及偏移 疏; 分享分析等方法 , 结合 GIS 技术对 20 世纪 90 年代以来关中地区人口分布的时空演变特征进行了分析。结果表明 : 关中 地区各区县人口密度差异显著 , 整体分布呈中 间高、 南北低的态势 , 即位于渭 河平原区 的区县 人口密 度较高 , 其他 地区人 口相对 稀 各地区人口分布存在显著的正的空间自 相关 , 表现为西安市市 辖区周围地 区呈现 高高集 聚 , 而 北部、 西部和 东部的 周边区 县 关中地区人口分布不均 衡状态 明显 , 且人口 不均衡 指数有 不断增 大的趋势 ; 分享法 ; 关中地区 ; GIS 文章编号 : 1005- 8141( 2011) 08- 0701- 04 各地区 人口 偏移 增长量 差异 显 则存在低低集聚 ;
市城六区的平均人口密度最高 , 达到 4362 人/ km2 , 而 太白县的人 口密度最低 , 仅为 19 人 / km 。从 图 1 可 见, 关中地区人口密度分布总 体特征是中间高、 南北 低, 东部地区人口 密度较均匀。其中, 人 口密度高于 750 人 / km2 的高值带是连接杨凌区至临渭区, 经过西 安市城六区的一条狭长东西向条带; 而北部与西南部 地区的区域人口密度多低于 230 人 / km , 形成了相对 的人口密度低值区。这主要是因为本区域地形以山地 丘陵为主 , 经济条件差, 人口稀少。关中东部部分区县 由于远离市中心区域和经济发达城市, 经济发展相对 落后 , 人口密度也较低。
以黄土源、 梁、 沟壑区为主 ; 南部是以秦岭山地为主
[ 6]
。
由于区域内三种地貌并存 , 使各区县的自然、 社会经济 条件存在明显差异, 因此其人口的空间分布以及增长 趋势也有较大不同。本文以 1990 人口数据资料为基础
[ 7- 9]
2008 年关中地区
, 运用人口分布的结构指数
和空间自相关分析法, 借助 Arcgis9. 2 和 Geoda095i 软 件来对关中地区人口分布的时空演变 特征进行了分 析, 为实现关中地区经济、 人口与环境可持续发展提供 一定的决策参考。 1 1. 1 研究区概况与数据 研究区概况 关中地区位于陕西省中部, 介于 106 18 E、 33 35 110 37 35 50 N 之间, 西起宝鸡, 东到潼关 , 南依秦
2. 2
人口空间分布特征 全局空间自相关分析[ 2, 10] : Moran 指数 I 是最常用
的全局空间自相关指标 , 它反映的是空间邻接或空间 邻近 的区 域单 元 属性 值 的相 似 程度。其 计 算公 式
n n
为
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: I=
n Wij ( x i - x ) ( x j - x ) i = 1j = 1 Wij i = 1( x i - x ) 2 i= 1 j= 1