ArcGIS在核設(shè)施廠址區(qū)域人口分布調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的應(yīng)用

陳春燕，鄒 可，文富平

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院，北京 102413)

核設(shè)施廠址區(qū)域人口分布調(diào)查和統(tǒng)計(jì)不僅是核設(shè)施開展廠址選擇[1-2]、環(huán)境影響評(píng)價(jià)[3]和輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)[4]關(guān)注的問題，也是核事故應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急響應(yīng)[5]需要考慮的重要因素之一。在核設(shè)施建造階段和運(yùn)行階段，應(yīng)通過實(shí)地走訪調(diào)查獲取核設(shè)施廠址5 km范圍內(nèi)人口分布情況[3]，其是核設(shè)施選址和環(huán)境保護(hù)有關(guān)工作決策的重要依據(jù)，目前國(guó)內(nèi)核設(shè)施廠址人口調(diào)查專題采用行政區(qū)劃陸域人口密度[6]的統(tǒng)計(jì)方法，結(jié)合實(shí)際走訪情況進(jìn)行人口分布修正。

地理信息系統(tǒng)(GIS)是能夠輸入、存儲(chǔ)、管理并處理地理空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，是資源與環(huán)境管理的重要手段。目前應(yīng)用最好的GIS商業(yè)軟件是ArcGIS軟件，其具有空間數(shù)據(jù)分析、屬性數(shù)據(jù)分析以及更重要的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)綜合分析功能。李元松等人[7]利用ArcGIS將所建模型運(yùn)用于新建G0711高速公路烏尉段線路走向選擇。張亞楠和高惠瑛[8]利用ArcGIS開展了地震應(yīng)急避難所選址規(guī)劃研究。楊夏捷等人[9]以2000—2010年福建南部地區(qū)火點(diǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合氣候、植被、地形及人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)該地區(qū)主要森林城市進(jìn)行森林火險(xiǎn)等級(jí)劃分，并實(shí)現(xiàn)對(duì)研究區(qū)域森林火災(zāi)的管理區(qū)劃。本文采用ArcGIS軟件統(tǒng)計(jì)和分析了某核設(shè)施廠址區(qū)域人口分布情況。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及其處理

1.1 人口數(shù)據(jù)來(lái)源

國(guó)內(nèi)在開展核設(shè)施廠址人口調(diào)查專題中所采用的人口數(shù)據(jù)來(lái)源：①實(shí)地走訪調(diào)查[3]或收集資料的方式獲取5 km范圍內(nèi)人口數(shù)據(jù)，②收集人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)文獻(xiàn)資料(見表1)的方式獲取5～80 km范圍內(nèi)的人口數(shù)據(jù)。

表1 人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和來(lái)源

本文人口數(shù)據(jù)來(lái)源：①2021年實(shí)地走訪調(diào)查行政村村委會(huì)(居委會(huì))和當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)(街道)政府的方式獲得5 km范圍的人口數(shù)據(jù)，②收集2019年中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒、有關(guān)市(區(qū))2020年統(tǒng)計(jì)年鑒和有關(guān)省2019年統(tǒng)計(jì)年鑒的方式獲取80 km范圍內(nèi)的人口數(shù)據(jù)。

1.2 矢量圖的獲取

實(shí)地走訪5 km范圍內(nèi)涉及的行政村村委會(huì)(居委會(huì))，通過詢問村委會(huì)(居委會(huì))和相關(guān)居民了解行政村(自然村)居民的居住區(qū)域(我國(guó)人口普查是通過“區(qū)域→房屋→住戶→查人”的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的[10])，將行政村(自然村)居住區(qū)域在91衛(wèi)圖助手軟件中畫出來(lái)，并獲取5 km范圍內(nèi)行政村(自然村)居住區(qū)域劃分矢量圖。從91衛(wèi)圖助手軟件中獲取80 km范圍內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)的行政區(qū)劃分矢量圖(圖1)。

圖1 80 km范圍內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)行政區(qū)劃分示意圖

1.3 ArcGIS軟件建模和處理

在ArcGIS上畫出核電廠廠址區(qū)域人口分布調(diào)查要求的192個(gè)子區(qū)[3]劃分矢量圖，將子區(qū)劃分矢量圖、預(yù)處理的行政村(自然村)居住區(qū)域劃分矢量圖和鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)的行政區(qū)劃分矢量圖疊加得到圖2。將處理好的人口數(shù)據(jù)賦值到各區(qū)域(含居住區(qū)域和行政區(qū))劃分矢量圖中，通過ArcGIS的字段計(jì)算器可以得到其人口密度數(shù)據(jù)(人/m2)。子區(qū)劃分圖和各區(qū)域劃分圖進(jìn)行矢量疊加，可將一個(gè)區(qū)域劃分為若干部分，各部分面積與其人口密度相乘就可以得到該部分的人口數(shù)，將各子區(qū)涉及的各部分人口數(shù)相加，就可以得到各子區(qū)的人口數(shù)。以圖3所示為例，某區(qū)域被劃分為3個(gè)部分，1部分所在子區(qū)總?cè)丝跀?shù)等于1、a、b、c、d部分的總?cè)丝跀?shù)。

圖2 人口統(tǒng)計(jì)子區(qū)劃分和區(qū)域劃分的矢量疊加圖

圖3 疊加子區(qū)矢量圖的區(qū)域劃分示意圖

2 某核設(shè)施廠址區(qū)域人口分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果

基于行政村(自然村)居住區(qū)域的人口密度的統(tǒng)計(jì)方法，廠址半徑5 km范圍內(nèi)人口分布情況：總?cè)丝跀?shù)為93 579人，位于廠址SE方位的1.2 km處的最近自然村人口數(shù)為2 050人，1萬(wàn)人以上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)6個(gè)。行政村(自然村)的居民的居住區(qū)域分布和人口數(shù)量的示意圖如圖4所示。

圖4 5 km范圍內(nèi)人口分布示意圖

廠址半徑80 km范圍內(nèi)人口分布情況：總?cè)丝跀?shù)為25 555 780人，3個(gè)省(直轄市)，17個(gè)市(區(qū))，10萬(wàn)人以上城鎮(zhèn)17個(gè)。廠址半徑80 km范圍內(nèi)各子區(qū)人口分布情況如圖5所示。

圖5 80 km 范圍內(nèi)各子區(qū)人口分布圖

3 結(jié)語(yǔ)

基于ArcGIS軟件建立了核設(shè)施廠址區(qū)域人口數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模型，統(tǒng)計(jì)和分析了某核設(shè)施廠址區(qū)域人口分布情況。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看：

(1)核設(shè)施廠址選址階段存在很多不確定性，當(dāng)遇到擬選廠址內(nèi)核設(shè)施位置調(diào)整、同廠址后續(xù)增加核設(shè)施的情況，以及核設(shè)施廠址周圍人口分布數(shù)據(jù)定期更新的情況，由于ArcGIS軟件具有空間數(shù)據(jù)分析、屬性數(shù)據(jù)分析以及更重要的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)綜合分析功能，可有效降低工作量和人工修正數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。

(2)借助91衛(wèi)圖助手軟件獲取行政村(自然村)居民居住區(qū)域的矢量圖，基于行政村(自然村)居住區(qū)域人口密度的統(tǒng)計(jì)方法，可以更真實(shí)的反映核設(shè)施5 km范圍內(nèi)人口分布情況，為核設(shè)施選址和環(huán)境保護(hù)有關(guān)工作決策提供更科學(xué)的依據(jù)。