基于GIS的重慶市人口空間分布研究

李 靜，羅靈軍，錢(qián)文進(jìn)，劉 建

（1.重慶市地理信息中心，重慶 401121）

近年來(lái)， 重慶市城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口不斷增多，但城市中人口空間分布情況和空間分布規(guī)律還不夠清晰。本文利用重慶市第6次人口普查數(shù)據(jù)和近5 a的人口數(shù)據(jù)，對(duì)重慶市人口空間分布情況進(jìn)行了分析，以清楚地認(rèn)識(shí)與了解重慶市人口空間分布基本規(guī)律，為我市城市規(guī)劃管理工作提供地理信息支撐。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

重慶位于北緯 28°10′～32°13′，東經(jīng) 105°11′～110°11′之間，幅員面積8.24萬(wàn) km2。2010年，常住人口為2 884.62萬(wàn)。從性別結(jié)構(gòu)看，常住人口中男性為1 459.59萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?0.60%，女性為1 425.03萬(wàn)人，占總?cè)丝诘?9.40%。從年齡結(jié)構(gòu)看，全市常住人口中0～14歲的人口為489.80萬(wàn)，占總?cè)丝诘?6.98%，15～64歲的人口為2 061.41萬(wàn)，占總?cè)丝诘?1.46%，65歲及以上的人口為333.41萬(wàn)，占總?cè)丝诘?1.56%。從教育結(jié)構(gòu)看，全市常住人口中每10萬(wàn)人中具有大學(xué)程度的為8 643人，具有高中程度的為13 213人，具有初中程度的為32 982人，具有小學(xué)程度的為33 790人。

本文采用第6次人口普查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、重慶市人口統(tǒng)計(jì)年鑒資料（2006～2010）、2010年重慶市主城區(qū)建筑物數(shù)據(jù)及1∶50 000 DEM矢量數(shù)據(jù)，以重慶市行政區(qū)劃地圖為依據(jù)，采用ArcGIS及相關(guān)數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)其進(jìn)行空間分析與處理，得出重慶市人口密度等專(zhuān)題地圖和專(zhuān)題圖表。

2 重慶市人口空間分布規(guī)律分析

2.1 人口密度

人口密度指單位土地面積上居住的人口數(shù)量，它反映一定區(qū)域的人口疏密程度，通常用每km2常住的平均居民數(shù)量來(lái)表示：

人口密度（D）=總?cè)丝冢≒）/土地面積（S）(1)由式（1）計(jì)算并分析得出，渝中區(qū)人口密度最大，城口縣人口密度最小，按世界人口密度劃分等級(jí)，城口縣屬我市唯一的人口分布中等區(qū)。由表1、圖1可以看出，2006年以來(lái)，永川區(qū)、璧山縣、渝北區(qū)3個(gè)區(qū)人口密度變化相對(duì)明顯。全市人口密度呈緩慢上升趨勢(shì)，2006年人口密度為341人/ km2，2010年人口密度升至350人/ km2，上升了2.64%。1 h經(jīng)濟(jì)圈人口密度上升趨勢(shì)較快，增加量為32人/ km2；渝東北地區(qū)則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，減少量為4人/ km2；渝東南地區(qū)人口密度變化相對(duì)穩(wěn)定，人口密度基本保持在142人/ km2。不難發(fā)現(xiàn)，渝中雖為全市人口密度最大區(qū)縣，但近5 a人口密度下降趨勢(shì)明顯，減少量為3 384人/ km2；而主城其他區(qū)縣（大渡口區(qū)、渝北區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、巴南區(qū)、江北區(qū)等7個(gè)區(qū)）人口密度都呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。渝東北翼的云陽(yáng)縣人口密度下降最多，幅度為28人/ km2，與三峽庫(kù)區(qū)人口遷移有很大關(guān)系；渝東南翼各區(qū)縣人口密度則相對(duì)穩(wěn)定。

圖1 各區(qū)縣人口密度變化分布圖

表1 歷年各地區(qū)人口密度情況

2.2 人口集中指數(shù)

為了反映人口在某一地域分布的集中程度，引進(jìn)人口集中指數(shù)，即

式中，Pi、Si分別為i地的人口和面積；P、S分別為該地區(qū)的總?cè)丝诤涂偯娣e；i（1、2、 3、…、n）為組成該地域的行政區(qū)數(shù)目。C值范圍在0～1之間，C值越大，表示人口分布越集中，趨于1時(shí)，說(shuō)明所有人口幾乎集中于某點(diǎn)；C值越小，說(shuō)明人口向某一地域集中的偏向越小，趨向于0時(shí)，說(shuō)明人口幾乎均勻分布于各地域。

表2 重慶市2006～2010年人口集中指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表2可以看出，2006～2010年間重慶市人口有趨向于集中的趨勢(shì)，但很緩慢。每年分別以0.001、0.003、0.003、0.001、0.007的速度趨于集中，其中2009～2010年集中指數(shù)增加較快。整體來(lái)說(shuō)，重慶是一個(gè)人口較為分散的城市，總體集中指數(shù)很低。由表3可知，1 h經(jīng)濟(jì)圈相較于渝東北翼與渝東南翼地區(qū)趨向于集中的趨勢(shì)較為明顯，尤其2009～2010年以0.025的速度趨于集中，但總體上人口分布還比較分散。渝東北和渝東南人口集中指數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，人口分散分布。

表3 重慶市2006-2010年各地區(qū)人口集中指數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2.3 人口集聚度評(píng)價(jià)

為了更科學(xué)地評(píng)價(jià)重慶市的人口聚集情況，本文借助主體功能區(qū)中人口聚集度的概念，從微觀層次對(duì)人口集聚狀態(tài)進(jìn)行分析。人口集聚度計(jì)算公式為：

式中，流動(dòng)人口指各區(qū)縣行政單元內(nèi)暫住0.5 a以上的流動(dòng)人口數(shù)。依據(jù)國(guó)家關(guān)于“人口集聚度”研究的技術(shù)規(guī)程，將式(3)中人口流動(dòng)強(qiáng)度（d）按流動(dòng)人口占總?cè)丝诘谋戎胤旨?jí)并賦權(quán)重值，見(jiàn)表4。

表4 不同情況下d值的賦值

根據(jù)式（3）、式（4）計(jì)算出2010年重慶市各區(qū)縣人口集聚度，并在ArcGIS軟件支持下，將人口集聚度指標(biāo)值按高低差異，依次劃分為低（≤100）、較低（100～200）、中等（200～300）、較高（300～400）、高（＞400）5個(gè)等級(jí)，全市各區(qū)縣人口集聚度如圖2所示。

圖2 全市各區(qū)縣人口集聚度分布圖

從類(lèi)型分布來(lái)看，人口集聚程度較低型的區(qū)縣占全市的60%以上。從空間分布來(lái)看，人口集聚度最高的渝中區(qū)（3 196.89）和最低的黔江區(qū)（37.2）相差約85倍，并且，渝東北翼和渝東南翼人口集聚度在中等以下的區(qū)縣為14個(gè)，占“兩翼”區(qū)縣總數(shù)的82%，人口集聚空間差異相對(duì)明顯。

表5 2010年重慶市各區(qū)縣人口集聚度分級(jí)表

從地貌結(jié)構(gòu)來(lái)看，由表6可知，全市平均海拔小于300 m的區(qū)縣共5個(gè)，高程等級(jí)人口集聚度之比為1:3:0:1:0；平均高程在300～400 m的區(qū)縣共9個(gè)，高程等級(jí)人口集聚度比為2:0:2:3:1；平均高程在400～500 m的區(qū)縣共8個(gè)，高程等級(jí)人口集聚度之比為1:1:0:5:1；平均高程在500～600 m的區(qū)縣共2個(gè)，高程等級(jí)人口集聚度之比為1:1:0:0:0；平均高程在600 m以上的區(qū)縣共16個(gè)，高程等級(jí)人口集聚度之比為0:0:4:5:7。從橫向上來(lái)看，以每一個(gè)高程等級(jí)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，人口集聚度并未表現(xiàn)出與海拔存在直接影響關(guān)系；從縱向比較發(fā)現(xiàn)，隨著平均高程值逐漸增大，人口集聚度較低與人口集聚度低的區(qū)縣個(gè)數(shù)逐漸增多，人口集聚度較高以上區(qū)縣百分比占有率逐漸降低；并以600 m平均海拔為界，人口集聚度普遍較低，如圖3所示。綜上所述，人口集聚度高低與海拔具有一定的關(guān)聯(lián)性，其強(qiáng)弱受區(qū)域海拔的某一分界值影響，就本次研究而言，當(dāng)海拔高度為600 m以上時(shí)，人口集聚度明顯偏低。

圖3 平均高程與人口集聚度對(duì)比圖

表6 重慶市各區(qū)縣海拔等級(jí)分類(lèi)表

從經(jīng)濟(jì)因素來(lái)看（見(jiàn)表7），人均GDP與人口集聚度整體趨勢(shì)上具有關(guān)聯(lián)性，基本呈梯度變化，人均GDP值越高，人口集聚效應(yīng)越明顯，人口集聚度較高以上區(qū)縣占有比例值越大。

表7 重慶市各區(qū)縣人均GDP等級(jí)分類(lèi)表

通過(guò)對(duì)人口密度、人口集中指數(shù)及人口集聚度的分析得出，重慶市人口分布基本規(guī)律為：①全市人口空間分布相對(duì)分散，但根據(jù)近 2 a區(qū)域人口集中指數(shù)變化情況發(fā)現(xiàn)，1 h經(jīng)濟(jì)圈的人口集中趨勢(shì)越來(lái)越明顯；②在區(qū)域格局上，1 h經(jīng)濟(jì)圈比“兩翼”地區(qū)人口增長(zhǎng)幅度要快，人口密度較大及人口聚集度較明顯，而且在未來(lái)的幾年里“一圈兩翼”地區(qū)間指標(biāo)差距會(huì)越來(lái)越明顯；③重慶市人口分布在600 m海拔以下地區(qū)集聚程度較高，人口集聚程度高低與人均GDP基本呈正比關(guān)系。

3 人口空間分布影響因素

3.1 基本方法

考慮到以區(qū)級(jí)行政區(qū)劃的人口空間尺度太粗，不能準(zhǔn)確反映各因素與人口空間分布存在的關(guān)系，本節(jié)以主城區(qū)建筑物為載體，計(jì)算每棟建筑物上的人口密度，即

式中，Di表示某統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)第i棟建筑物上的人口密度；P表示某統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的人口數(shù)量；Ai表示某統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)第i棟建筑物的投影面積；Fi表示某統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)第i棟建筑物的樓層數(shù)；m表示某統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的總建筑個(gè)數(shù)。

3.2 人口密度與高程

利用建筑物尺度的人口密度值與主城9區(qū)高程值疊加分析（如圖4、表8所示），高程值增加，不同等級(jí)的人口密度均減小，呈反比關(guān)系。同時(shí)發(fā)現(xiàn)高程值大于600 m時(shí)，人口密度基本在2萬(wàn)人/km2以下，與前面人口集聚度分布規(guī)律基本相符。

圖4 主城區(qū)人口密度與高程對(duì)比圖

表8 不同等級(jí)人口密度與高程重合面積統(tǒng)計(jì)表/km2

3.3 人口密度與坡度

由圖5、表9可知，不同等級(jí)的坡度與人口密度基本呈反比關(guān)系，坡度越大，不同等級(jí)段人口密度越小，且坡度在250以上時(shí)，人口密度基本為2萬(wàn)人/ km2。

圖5 主城區(qū)人口密度與坡度對(duì)比圖

表9 不同等級(jí)人口密度與坡度重合面積統(tǒng)計(jì)表/km2

3.4 人口密度與人均GDP

以區(qū)縣為單位，如圖6和表10所示，人均GDP值從高到低進(jìn)行排序，以人口密度最大區(qū)間重合面積值為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。分析發(fā)現(xiàn)，人均GDP高低與人口密度最大區(qū)間重合面積值所占基本呈正比關(guān)系，其中，渝中區(qū)表現(xiàn)最為明顯。但從各區(qū)縣不同等級(jí)的人均GDP值與人均密度角度來(lái)看，其兩者之間的強(qiáng)相關(guān)性表現(xiàn)并不是很明顯。

圖6 主城區(qū)人口密度與人均GDP對(duì)比圖

表10 不同等級(jí)人口密度與人均GDP重合面積統(tǒng)計(jì)表

3.5 人口密度與道路交通

以主城9區(qū)人均道路交通用地為對(duì)比指標(biāo)，人均道路面積從高到低進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析人口密度與人均道路交通之間的關(guān)系。整體上人均道路交通用地與人口密度并未存在明顯的相關(guān)，但從單個(gè)區(qū)縣的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，人均道路交通與人口密度最大區(qū)間重合面積值比在一定程度上呈反比關(guān)系，但趨勢(shì)并不明顯（見(jiàn)圖7、表11）。

圖7 主城區(qū)人口密度與人均GDP對(duì)比圖

表11 不同等級(jí)人口密度與人均道路交通用地重合面積統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié) 語(yǔ)

1）重慶市2006～2010年全市人口密度呈緩慢上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)量為9人/ km2。從區(qū)域發(fā)展角度來(lái)看，1 h經(jīng)濟(jì)圈人口密度升幅為36人/ km2，渝東南翼相對(duì)穩(wěn)定，人口密度基本保持在142人/ km2，渝東北翼則出現(xiàn)小幅下降趨勢(shì)，降幅為4人/ km2。

2）從人口集中指數(shù)來(lái)看，全市人口空間分布相對(duì)分散，但根據(jù)近2 a區(qū)域人口集中指數(shù)變化情況發(fā)現(xiàn)，1 h經(jīng)濟(jì)圈的人口集中趨勢(shì)越來(lái)越明顯。

3）從人口集聚程度來(lái)看，重慶市人口集聚度空間分布上差異相對(duì)明顯，不管從地形還是經(jīng)濟(jì)因素考慮，1 h經(jīng)濟(jì)圈人口集聚效應(yīng)明顯。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，人口集聚程度與區(qū)域平均海拔及人均GDP存在一定關(guān)聯(lián)性，人均GDP越高對(duì)應(yīng)區(qū)域人口集聚度高的占有比例越大，兩者呈正比關(guān)系；而海拔與人口集聚度的關(guān)聯(lián)強(qiáng)弱與區(qū)域性海拔分界值有關(guān)，就本研究而言，當(dāng)海拔高度為600 m以上時(shí)，人口集聚度明顯偏低。

4）以主城區(qū)為例，基于GIS從空間相關(guān)的角度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，重慶市主城區(qū)人口密度與高程、坡度具有強(qiáng)相關(guān)性，呈正比；而人均道路交通用地與人口密度并沒(méi)有明顯的相關(guān)。由于本次研究多以各區(qū)縣為單位進(jìn)行分析，相對(duì)宏觀，后續(xù)將著重細(xì)化以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為統(tǒng)計(jì)單位，綜合考慮自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各要素對(duì)人口空間分布的影響，從而得出更加客觀、準(zhǔn)確的分析結(jié)論。

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