（人文地理学专业论文）gis支持下的河南省人口空间动态特征研究.pdf

摘要 人口作为可持续发展研究中的重要一环，一直是主要的研究对象。近年来， 结合地理信息系统技术来研究人口问题的案例逐渐增多，人口研究已成为地理信 息系统应用的重要内容之一。 本文根据1 9 8 0 - 2 0 0 2 年间的河南省的人口数据， 运用地理信息系统技术( g i s ) , 对河南省二十多年来的人口 状况进行时空研究。在分析人口的空间差异性与关联 ,胜的基础上，重点研究其动态特征，探讨了人口空间格局变动的影响因素。并针 对存在的问题提出了相应的措施与建议。 第一部分: 引言。在这部分中，笔者从人口学、人口地理学以及地理信息系统 技术的角度分析了本文研究的理论和技术基础，然后层层深入揭示本研究对于河 南的可持续发展的意义，最后根据河南省现状和收集的资料情况，确定了论文的 研究思路。 第二部分:基本理论的研究进展。由于论文在理论上依赖于人口地理学，而 技术方面主要建立在地理信息系统的基础之上，所以本文着重从国内和国外两个 角度分析了人口地理学的研究进展和地理信息系统应用于人口的研究进展。 第三部分: 基本理论与依据。 笔者在这部分详细阐述了 河南省人口空间动态特 征研究的基本理论，即人口地理学、空间自 相关、地理信息系统。人口地理学基 本理论分为人口地域分布、人口素质和人口结构三部分内容，地理信息系统原理 则从空间分析和空间可视化模拟技术两方面展开论述。 第四部分: 河南省人口空间动态特征研究。在明确资料来源与研究方法的基础 仁 ，作者从人口空间动态特征差异性和关联性两角度细致分析了河南省人口空间 动态特征。其中，从人口数量和素质两方面分析人口空间动态特征的差异性。人 口数量方面，侧重运用人口 地理学的统计方法和地理信息系统的可视化技术分析 展示人口分布，如人口 重心图、人口三维图、人口洛伦兹曲线、人口潜力等值线 图;而人口素质方面则运用人口统计方法和地理信息系统的空间分析方法，分析 人口年龄结构、性别结构以及人口文化素质，揭示河南省人口素质时空特征:人 口空间动态特征关联性主要利用空间自 相关方法，分析河南省人口空间动态特征 i ab s t r a c t a s a n i m p o r t a n t f a c t o r o f s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t , p o p u l a t i o n i s t h e m a i n o b j e c t o f r e s e a r c h . i n r e c e n t y e a r s , w i t h t h o s e c a s e s o f s t u d y i n g p o p u l a t i o n p r o b l e m s b y g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o n s y s t e m ( g i s ) t e c h n o l o g y i n c r e a s i n g , p o p u l a t i o n h as b e e n v i t a l c o n t e n t o f g i s a p p l i c a t i o n . a c c o r d i n g t o t h e d a t a o f p o p u l a t i o n i n h e n a n p r o v i n c e f r o m 1 9 8 0 t o 2 0 0 2 , t h e a r t ic l e s t u d i e s t h e s p a t i a l - t e m p o r a l c h a r a c t e r i s t i c o f p o p u l a t i o n c o n d i t i o n d u r i n g m o r e t h a n t w e n t y y e a r s i n h e n a n p r o v i n c e b y g i s t e c h n o l o g y . a n d o n t h e b a s i s o f a n a l y z i n g s p a t i a l d i ff e r e n c e a n d c o r r e l a t io n o f p o p u l a t i o n , t h e p a p e r s t r e s s e s o n t h e s t u d y o f d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c , d i s c u s s e s i n fl u e n t i a l f a c t o r s o f s p a t i a l p a tt e r n c h a n g e o f p o p u l a t i o n a n d p u t s f o r w a r d c o r r e s p o n d i n g c o u n t e r m e as u r e a n d s u g g e s t i o n f o r c u r r e n t p r o b l e m s t h e f i r s t p a rt i s p r e f a c e . i n t h i s p a rt , t h e t h e o ry a n d t e c h n o lo g y b a s e d o n ; : a n a ly z e d o n t h e v i e w o f d e m o g r a p 妙， p o p u l a t i o n g e o g r a p h y a n d g i s . mo r e o v e r , t h e s e n s e i s r e v e a l e d f o r s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t o f h e n a n . e v e n t u a l l y , r e s e a r c h t h o u g h t o f t h e p a p e r i s g i v e n t h e s e c o n d a c c o r d i n g t o a c t u a l i ty o f h e n a n a n d t h e d a t a c o l le c t e d . p a rt i s t h e r e s e a r c h d e v e l o p m e n t o f b a s i c t h e o ry . b e c a u s e t h e p a p e r d e p e n d s o n i n t e rna t i o n a l d e m o g r a p h y i n t h e o ry a n d g i s in a n d i n t e rna l r e s e a r c h d e v e l o p m e n t t e c h n o l o g y , t h i s p a r t o f d e m o g r a p h y a n d m a i n l y a n a l y z e s g i s s a p p l i c a t i o n o n p o p u l a t i o n . t h e t h i r d p a r t i s b as i c p o p u l a t i o n g e o g r a p h y , p o p u l a t i o n g e o g r a p h y t h e o ry . i n t h i s p a rt , t h e b as i c t h e o r i e s o f t h e p a p e r , w h i c h a r e s p a t i a l a u t o c o r r e l a t i o n a n d g i s , a r e n a r r a t e d . t h e r e i n t o , i n c l u d e s p o p u la t i o n d i s t r i b u t i o n , p o p u l a t i o n q u a l i t y a s w e l l as p o p u l a t i o n s t r u c t u r e , a n d g i s c o n t a i n s s p a t i a l a n a ly s i s as w e l l a s s p a c e v i s u a l i z a t i o n . t h e f o r th p a rt i s r e s e a r c h o n s p a t i a l d y n a m ic c h a r a c t e r i s t i c o f p o p u l a t i o n i n h e n a n p r o v i n c e . b a s e d o n t h e c e rt a i n o r i g i n o f d a t a a n d r e s e a r c h m e t h o d s , t h e a u t h o r a n a l y z e s s p a t ia l d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c o f p o p u l a t i o n i n h e n a n t h r o u g h s t u d y i n g s p a t i a l d i ff e r e n c e a n d c o r r e l a t i o n o f p o p u l a t i o n . t h e r e i n t o , t h e r e s e a r c h o n s p a t i a l d i ff e r e n c e r e s p e c t i v e ly a n a l y z e s t h e q u a n t it y o f p o p u l a t i o n a n d p o p u l a t i o n q u a l i t y . f o r t h e q u a n t i t y o f p e o p l e , t h e p a p e r e m p h a s i z e s p a rt ic u l a r l y o n a p p l y i n g d e m o g r a p h y a n d s p a c e v i s u a l i z a t i o n t o s t u d y p o p u l a t i o n d i s t r i b u t i o n , w h i c h g e n e r a t e s m a p o f t h e p o p u l a t i o n g r a v i t y , 3 d m a p o f p o p u l a t i o n , m a p o f l o r e n t z c u r v e o f p o p u l a t i o n a n d m a p o f i s o g r a m s o f p o p u la t io n p o t e n t ia l o f h e n an p r o v i n c e . f o r p o p u l a t i o n q u a l i t y , t h e p a p e r a p p l i e s d e m o g r a p h y a n d s p a t i a l a n a l y s i s t o s t u d y p o p u l a t i o n a g e s t r u c t u r e , s e x s t r u c t u r e a n d c u l t u r e q u a l i t y o f p o p u l a t i o n a n d d i s c o v e r e d t h e c h a r a c t e r i s t i c o f p o p u l a t i o n q u a l i t y o f h e n a n p r o v i n c e ; t h e r e s e a r c h o n s p a t i a l c o r r e l a t i o n a n a l y z e s c o r r e l a t i o n o f s p a t i al d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c o f p o p u l a t i o n b y t h e m e t h o d o f s p a t i a l a u t o - c o r r e l a t i o n , w h i c h i s c o n v e n i e n t f o r p o p u l a t i o n d iv i s i o n o f h e n a n p r o v i n c e . t h e f i ft h p a rt i s i n fl u e n t i a l f a c t o r s o f s p a t i a l p a t t e r n c h a n g e o f p o p u l a t i o n . i n t h i s p a rt , t h e a u t h o r s t u d i e s m a i n i n fl u e n t i a l f a c t o r s b y m a j o r - e l e m e n t a n a l y s i s a n d c o r r e l a t i o n a n a l y s i s . a n d t h e r e s u lt s h o w s e c o n o m y i s t h e m a i n i n fl u e n t i a l f a c t o r . t h e r e f o r e , t h e p a p e r e m p h a s i z e s t o a n a l y z e h a r m o n y r e l a t i o n b e t w e e n p o p u l a t i o n g r o w t h a n d e c o n o m ic d e v e l o p m e n t , a n d c o m e s t o a c o n c lu s i o n t h a t p o p u l a t i o n g r o w t h o f h e n a n p r o v in c e i s h a r m o n i o u s w i t h e c o n o m ic d e v e l o p m e n t i n s o m e d e g r e e a t p r e s e n t . t h e s i x t h p a rt i s c o u n t e r m e a s u r e a n d s u g g e s t i o n f o r p o p u l a t i o n p r o b l e m s o f h e n a n p r o v i n c e . b a s e d o n t h e r e s u lt o f r e s e a r c h o n s p a t i a l d y n a m ic c h a r a c t e r i s t i c a n d p o p u l a t i o n p r o b l e m s o f h e n a n p r o v i n c e , t h e a u t h o r b r i n g s f o r w a r d t h e s u g g e s t i o n , w h i c h a d v o c a t e s t o c o n t r o l p o p u l a t i o n g r o w t h , i m p r o v e p o p u l a t i o n q u a l i t y a n d c o n f i g u r e r e s o u r c e o f p e o p l e i n r e a s o n b y d e v e l o p i n g e c o n o m y , i m p r o v i n g e d u c a t i o n l e v e l a n d e n c o u r a g i n g p o p u l a t i o n m i g r a t i o n . t h e s e v e n t h p a r t i s c o n c l u s i o n . i n t h i s p a rt , t h e p a p e r s u m m a r i z e s r e s u l t s a n d r e v e l a t i o n o f r e s e a r c h . k e y w o r d s : p o p u l a t i o n ; s p a t i a l d y n a m ic c h a r a c t e r i s t i c ; g i s ; h e n a n p r o v i n c e 1引言 1 . 1研究概况 作为社会复杂巨系统的重要组成部分，人口与其他信息相互融合、相互制约。 尤其随着人口 膨胀、 环境恶化和资源医乏等问题的出现，人口 成为一种基本信息。 可持续发展以人口、经济、资源与环境的协调发展为目 标，而人口是评价现状与 制定规划的首要依据，人口信息是衡量国情的重要指标之一，因此，人口科学研 究对于解决各种人口问题，推动人类朝着健康有序的可持续发展道路前进具有重 要意义。 人口学是一门综合性的社会科学，包括人口理论、人口统计学以及一系列分 支 学 科， 如 人口 经济学、 人口 社会学、 数 理 人口 学 等川 。 中国 人口 学 的 建 立正 处 于迫切需要计划生育的时期，政府的支持、国际组织的资金援助、现实的需要使 得 它 在 短 短 十 几 年中 发 展 起 来。 尤 其自 我 国 人口 研 究 基 本 理 论 取 得“ 两 种 生 声 ” 论的突破后，在计划生育和人口控制等实践方面取得了巨大成绩，为我国的人口 控制和规划做出了重要贡献。然而，人口科学研究不能以预测人口数量发展、提 出人口 控制方案为最终目的，人口的素质、结构、分布等方面的问 题也应予以深 入研究。 但是，由于人口 素质与地理环境的关系、人口 结构的地区差异性及人口 分布的问题、远景适度人口目 标的确定、区域人口 规划、针对计划生育的分区分 类指导等具有较强的地域性，单纯的沿用传统人口 学研究方法是不够的， 应与地 理学结合起来，这就产生了人口地理学。人口 地理学是介于地理学与人口学之间 的一门边缘学科，它的研究领域是人口发展过程和人口现象的空间表现形式及其 地域差异，以及它们与各种自 然的和人文的环境因素之间相互联系、相互制约的 关系。人口的空间动态特征研究即属于人口 地理学的范畴。 研究人口 空间动态特征的传统方法多为利用指标计算不同区域的差异系数. 这种方法虽然在一定程度上解决了人口空间问题，但不够直观。并且，逐渐增大 的数据量也为这种方法增加了困难， 耗费了大量的人力、 物力。 地理信息系统( g i s ) 技术的引入解决了这方面的问题。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在 计算机软硬件的支持下，对空ih 相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和 显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理 研究 和地理决策服务而建立起来的 计 算机技术系统tz l o g i s 技术中， 矢量图层的 更 新、特征提取和合并、图形叠加、空间连接和建立缓冲区等空间分析功能均可以 被广泛应用于人口研究。如利用图形叠加功能可分析行政区划变动前后的人口 变 化:利用缓冲区分析，把城市从市中心开始分成多个同心环来比较人口的特征与 变化。通常地理信息系统的模型和统计方法在人口方面的应用主要有:人口分布 及动态变化、人口增长与产业扩散、人口分布与土地利用空间结构分析等。 1 . 2研究意义 人口问题一直是困扰人类发展的一个重要问题。尤其在可持续发展日益受到 关注的今天，人口 研究的重要性更加凸现出来。可持续发展的宗旨是通过缓解贫 困、提高性别平等、促进健康以及人力资源发展、保护自然环境来增进人类福利。 人是可持续发展的核心，人口要素与这些目 标紧密联系，是可持续发展战略得以 成功的关键因素。因此，人口研究可以为人类的可持续发展、资源的合理配置提 供依据，具有重要意义。地理信息系统是近十几年来发展起来的一门综合应用系 统，在处理空间关系方面具有无可比拟的优势，具有直观、动态、综合的特点。 而人口 现象与空间位置息息相关，运用地理信息系统这种新技术，从人口 地理学 的角度研究人口问 题可以 更有效的提取人口 信息，为人类发展服务。 中国是世界第一人口大国，河南省又是中国第一人口大省，如何更有效的协 调人口与经济、社会、环境的关系对河南省的持续发展至关重要。河南省地处中 原，是中华民族的发祥地之一。历史的遗留奠定了河南省大的人口基数，从而造 就了 今日 河南第一人口大省的现状。 河南省人口基数大、数量多、增长速度快， 人口 的 不断 膨胀降低了 人均资 源占 有量， 也影响到环境缓冲能力、 社会稳定能力 以 及区 域生产能力。特别是作为一个农业大省，人均耕地占有量的减少无疑制约 人民生活质量的提高。而且， 快速增长的人口使大部分新增国民收入被新增人口 消费，进一步影响经济发展和人民生活水平的提高。河南省人口结构也存在不合 理情况，一方面全省绝大多数人都从事农业，就业结构不合理，另一方面，由于 地 貌差异， 人口 密 度东高西 低， 人口 地区 结构不 合 理3 1 。 此外， 河南省人口 素 质与 全国其他省份相比较低。尤其是偏远山区，文盲、半文盲人口相当多。针对河南 省的人口现状，加强河南省的人口研究对合理配置人口资源、制订人口政策以及 进行人口规划具有重要作用，在促进河南省经济发展和社会稳定方面，以及在一 定程度上缓解全国人口的压力，推动中国的可持续发展方面也意义深远。本文即 在此基础上以县为单位，运用 g i s技术分析近二十多年来的人口资料，获取河南 省人口空间动态特征，从中提取有效信息，为我省人口规划及制定人口 政策提供 建议。并且目 前，据资料显示，运用g i s技术进行近二十多年的河南省人口 动态 特征研究还不多见，具有一定的参考价值。 1 . 3研究思路 v i 南 省 县 域 人 口 空 间 动 态 特 征 研 究 基 础 河南省县域人口空间动态特征研究进展 基本理论与依据 g l s 空间分析及 可视化技术 人口统计方法统计分析技术 人口空间动态特 征差异性分析 空间自相关主成分分析和 相关分析 人口空间动态特 征相关性分析影响因素研究 对策与建议 图 1论文研究思路 f i g . l r e s e a r c h t h o u g h t o f t h e p a p e r 针对河南省进行人口 空间动态特征研究旨 在发掘河南省人口 演变规律，从中 得出益于河南省人口规划及基于人口规划的各项相关规划方法，制定合理的人口 政策，以促进河南省的蓬勃发展。本文研究河南省县域人口空间动态特征主要从 人口空i司 动态特征差异性和相关性两部分进行。其中，人口特征着重人口数量和 人口素质这两方面进行分析。在获得人口空间动态特征后，将运用主成分分析法 和相关分析法进行人口空间格局变化的影响因素分析， 探寻人口变化的主导因素。 最后，根据研究的结果，对河南省的人口问题提出相应的对策和建议。依据河南 省的实际情况、掌握的数据以及技术可以实现的程度，本论文具体的研究思路制 定如图 1所示。 2基本理论的研究进展 2 . 1 人口 地理学的研究进展 人口 地理学的研究早在 1 9世纪以前已 经出现，但主要是积累与人口现象有 关的各种资料，所做的归纳和分析相当少。 直到第一次世界大战，人口 地理学的 研究仍属起步阶段， 研究的内容以人类地理学和人地关系为主， 如拉采尔( f r i e d r i c h r a t z e l ) 的 人类地理学) 及白兰士( p a u l v i d a l d e l a b l a c h e ) 的 世界人口 分布 、 人 文地理 学原理 。由 于历史的原因， 中国 和国 外 人口 地理学的 研究 进展不同 步， 本 文分别对此进行论述。 2 . 1 . 1国 外人口 地理学的研究进展 现代人口 地理学的发展， 习惯上以 美国 地理学家特瓦萨( g t .t r e w a r t h a ) 于1 9 5 3 年在美国地理学家学会年会上的大会演说为开端。那次演说特瓦萨提出了人口地 理学的定义和范围体系，明确了人口地理学在地理学中的核心地位。自 六十年代 以来，人文地理学研究范围迅速扩大。六十年代，人口制图和人口 特征空间分析 方法被人口 地理学家广泛接受，并且人口 统计学也随着计量革命的深入登上了 历 史舞台。 七十年代，人口 地理学者认识到人口 地理学是从空间的角度研究人口的 科学，并将空间分析方法的应用从静态人口 分析推广到动态人口过程的研究， 取 得了较大的进步。从 7 0年代中后期出现了强烈偏向人口学和偏离传统学的研究 趋势，空间人口学兴起。这一转变也被称为人口 地理学的 “ 人口革命” ，被理解为 狭 义的 人口 地 理学 14 。 除 此之 外， 八 十 年 代以 来 大多 数 人口 地理 学者 仍 致力 于 广 义 人口 地理学的研究，研究重点为人口 与环境危机、发达国家的逆城市化、 人口 迁 移等，取得了不小的成就。近年来，人口地理学加强了实用性研究，在老龄化、 人口再分布、就业等实际问题方面获得了客观的成果。它也成为重视人口、资源、 环境的协调发展和可持续发展研究的一门学科，并日益广泛地运用新技术、新方 法，如运用遥感方法进行人口估算，基于数学方法建立各种人口迁移模型，以及 借助地理信息系统工具进行区域人口 研究。美国人口 普查局地理部根据 1 9 9 0年 人口 和住房普查资料建立的拓扑综合地理编码系统 ( 老虎) 就是应用新技术的成 果。 2 . 1 . 2国内人口 地理学的研究进展 由于历史的原因，国内人口地理学的研究基础比较薄弱。虽然竺可祯先生于 1 9 2 6年己在 东方杂志上发表了我国第一篇人口地理学论文 “ 论江浙两省人口 之 密 度” ， 并 且 在 之 后的 十 几 年 里， 翁 之 a、 张印 堂、 胡 焕 庸 等 相 继 发 表了 多 篇 人口 地理学论文，尤其是胡焕庸先生的论文 中国人口之分布 ，首创了我国人口 分布密度图，明确了我国人口分布的分界线:暖拜一腾冲线，具有重要的理论意 义和实践价值。但是，受抗日战争和解放战争的影响，自 三十年代末， 人口 地理 学处于停滞状态。解放后，人口地理学的研究逐渐恢复， 1 9 5 7年在胡焕庸先生 的带领下在华东师范大学成立了全国唯一的人口地理研究室。在此期间，除保持 人口分布与地理环境、农业生产紧密结合的特点外，还加强了 对区域人口问题的 研究，介绍了国外人口地理学研究的状况。然而，由于受政治运动的冲击，人口 地理学研究再次中断。7 0年代末，随着党的十一届三中全会的召开，人口 研究受 到特别重视， 人口 地理学也跨入了蓬勃发展时期， 并取得了一系列的成果， 如 中 国人口地图集 、华东师范大学出版的 世界人口地理 、 中国人口地理等学术 专著。到目前为止，研究内容主要集中于:( 1 )人口 城市化。人口城市化的出现 缘于改革开放以来的城乡经济发展差异，这导致人口迁移与城市化、城市人口分 布以及大城市人口控制和疏散问题的研究逐渐成为研究重点;( 2 )人口再生产与 人口结构的空间特征研究。在这方面己取得了一定的成果，如 中国人口 分省 系列丛书、 中国人口地理 等， 为我国人口结构的空间特征研究打下了基础: ( 3 ) 人口流动。研究内容包括城乡迁移、区域间人口迁移等，朱传耿、顾朝林等发表 的 中国流动人口的影响因素与空间分布就是其中一例;( 4 )人口发展战略研 究。主要是综合城市和区域规划对人口的发展进行预测和规划;( 5 )人口地理信 息系统。主要通过利用先进的 g i s软件，结合其他一些分析软件与模型，建立具 有较强的数据存储与处理功能的系统，分析区域人口分布变化、人口与土地利用 的相互关系以及预测和规划未来人口的发展。 2 . 2地理信息系统技术在人口应用中的研究进展 2 . 2 . 1国外地理信息系统在人口 应用中的研究进展 国外地理信息系统的存在与发展己历经3 0 余年。用户的需要、技术的进步、 应用方法论的提高，以及有关组织机构的建立等因素，深深地影响着地理信息系 统的发展。 6 0 年代中期， 加拿大开始研究建立世界上第一个地理信息系统( c g i s ) , 随后又出现了美国哈佛大学的s y m a p 和g r i d等系统， 自 那时起， g i s 就开始服务 于经济建设和社会生活。在北美、西欧和日 本等发达国家， 现在已建立了国家级、 洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。其中，地理信息系统应用于人口方面 的研究也早在6 0 年代出现。 6 0 年代为地理信息系统开拓期， 注重于空间数据的地 学处理，因此，人口方面的应用多为处理人口统计局数据，如美国人口调查局建 立的d i me 。之后，地理信息系统在人口 研究中的应用逐渐广泛。到 1 9 9 0 年已 发 展到建立人口 地理信息系统的水平， 美国人口普查局地理部于1 9 9 0年建立的拓扑 综合地理编码系统就是一例。 近年来， 城市人口 分布的社区分析逐渐成为亮点。 美 国圣地雅哥的格网统计， 颇为细致。伦敦、巴黎和东京等地铁发达的世界大都市， 也根据道路和人口 密度进行分区， 区分城市功能与人流的等级， 以便于管理人口 流 量和地价， 配置商业点、 学校、医院的 服务网点和物流配送中心 5 2 . 2 . 2国内地理信息系统在人口 应用中的研究进展 我国g i s 的研究与应用始于8 0 年代， 十多年来发展十分迅速， 在计算机辅助绘 制地图等方面开展了 大量基础性的试验与研究工作， 在理论、 技术方法和实践经验 等方面都有了 长足的进步。 当 今， g i s 系统已出 现了 诸如a r c i n f o . m a p i n f o和 g e n a ma p等著名软件，它的研究应用概括起来有二种情况，即利用 g i s 系统来 处理用户的数据和利用其开发函数库二次开发出用户的专用的地理信息系统软 件。目前，地理信息系统已成功地应用到了包括城市建设、环境保护和人口等多 个领域。地理信息系统在我国人口 研究方面的应用相当广泛。一方面，运用 g i s 的空间可视化与模拟技术如建立人口三维模型可提高人口信息表现的直观性、形 象性，利用空间分析技术如图形叠加等功能可以分析人口的空间分布变化及时序 变化特征，另一方面可以基于地理信息系统的二次开发功能建立人口地理信息系 统，开发有关人口的各种检索查询、空间分析及预测等模块，辅助人口普查的登 记工作和对人口 信息进行各种空间检索和处理，提供各种常用的人口指标查询、 分析和人口专题地图及图表制作工具， 辅助人口管理部门的业务化运行，并通过模 型 进 行 人口 预测， 便于 人口 的 控制与 规划。 朱 传 耿 6 、 刘德 钦7 、 韩惠 8 1 等 在 这 方 面都取得了一定的研究成果。近年来，利用格网技术进行人口 研究也逐渐提上日 程。格网技术既可以方便人口统计与遥感影像数据的匹配，避免出现信息孤岛， 又有利于针对城市化与可持续发展的人口统计工作，因此，建立格网数据库、开 发“ 格网” 方式的 分析软件系 统 5 成为我国 人口 普查 的目 标之一。 3基本理论与依据 3 . 1人口 地理研究基本理论 3 . 1 . 1 人口的地域分布 在地理空间中人口发展过程通常表现为人口的地域分布。这是基于任何人口 过程和人口现象及其影响因素都具有地域差异的特征而形成的。这种地域差异既 包含于大尺度地区如各洲、各国，也涉及小尺度区域如各市、各县等，范围广泛。 并且随着时间的推移，人口 的空间分布会发生动态变化。因此，研究人口 地域差 异及其发展过程，揭示其规律，对于制订区域人口政策、人口的合理再分布以及 实现人口、资源、 环境的协调发展起指导作用。 对于人口地域分布的认识，仅停留在人口分布数量表现的描述上，而对人口 地域分布的内涵以及人口分布和社会经济发展关注较少是不可取的。从人口经济 学的角度看，人口是一种资源，一种能量，所以人口分布是一种广义的资源分布。 作为一种可以开发利用 自然资源的特殊资源，人口地域分布不仅是一种单纯的数 量概念，它包括各种人口过程和人口现象的空间表现形式，并且存在静态和动态 之分，如人口再生产、人口结构和人口素质等。 从人口 数量的地域差异角度分析，常用的衡量方法有五类: ( 1 )人口密度、广狭度和接近度 1 8 3 7年爱尔兰建筑师哈奈斯( h a i n e s ) 首先提出使用人口密度分析人口。人口 密度是指单位土地面积上的人口数量。广狭度是人口密度的倒数，指某一区域内 人均占 有土地面积的大小。假设某一区域内人口 均呈等距离分布，则以面积计量 的广狭度f 可以转换成以距离计量的接近度。 设接近度为h， 其计量单位为m : 在人口呈等边正方形分布的假定条件下: h , = 扛( 3 - 1 ) 在 人口 呈正 六 边形 分 布的 假定 条 件下 9 : h,=1. 0 7 4 5 7 沥( 3 - 2 ) ( 2 )不平衡指数、集中指数和再分布指数 计算公式为: u = r ,r，1 z l 厅 v , 一 夕 /钊 ( 3 - 3 ) g = (e 一 ，一 ) 一 (客 一 ， ( 3 - 4 ) x 一 y , ( 3 - 5 ) = 喜 艺 = 合 1 2 七 y 。 一 ， 。 ( 3 - 6 ) 式中，u为不均衡指数，g为基尼指数， c为集中指数， r为再分布指数， n 为统计地域数目 ， x为各地域人口占 总人口 的比 重， y 为各地域面积占 土地总 面积的比 重，y it 为各地域在t 时占 总人口 的比重， y i,t+ m 为各地域在t + m时占总 人口的比重。 u , g和c的数值小代表人口分布均衡性强， r的数值大小与地域人 口的活跃程度成正比。并且，不均衡指数和集中指数可用洛伦兹曲线表示。洛伦 兹曲 线也是一种人口分布研究方法，又叫频率累积曲线。洛伦兹曲线是美国统计 学家洛伦兹( l o r e n t z ) 提出的用来描述社会收入分配状况的一种曲线， 它由累积的 一定人口数占总人口中的百分比与这部分人口所获得的收入占总收入中的百分比 状况来表示1 1 0 1 。它最初是研究工业集中 化的 统计方法， 经济学中用于测度财富分 配差异。在人口地理信息系统中洛伦兹曲线可以用来分析人口分布的格局。 人口洛伦兹曲线的生成步骤为:( 1 )按某一标准对区域分等定级。本文所取 标准为人口密度;( 2 )计算各区域人口占总人口的比重，并按由低到高的顺序将 百分比累加，求出人口累计百分比:( 3 )相对于人口累计百分比的序列，求出各 区域面积累计百分比; ( 4 ) 将得到的人口 和面积对应的累计百分比 值作为x , y 值， 绘图， 可得到洛伦兹曲线。 其中，图中所示曲线距对角线的距离反映了 集散程度， 曲线与对角线的离差反映两种分布差异性的测度，而坐标轴的对角线则表示两种 分布完全均衡。 ( 3 )人口分布重心 人口分布重心来源于物理学的重心概念，指假设某地域内每个居民的重量都 相等时， 在该地域全部空间 平面上力 矩达到平衡的 一点 19 1 。 不同时间 段人口 重心 的变迁可以 反映人口分布变化的过程， 其迁移方向代表人口 分布的 伸展方向 o t l 基于此，分析人口重心变化情况对了解人口分布演变的过程及发展方向，研究人 口 分布的动态特征具有重要意义。人口分布重心的具体算法为: 1 p ix , x =上! i p , 艺p iy i y=, . t 一 艺八 ( 3 - 7 ) 其中， x , y是某地域人口重心坐标， n为组成该地域的子区数目 ， p ; , x y i 分别为该地域子区对应的人口数及其人口中心坐标。 ( 4 )人口空间分布三维模型 传统的人口研究方法尽管科学有效，但显示方面却不够形象直观。地理信息 系统的空间可视化模拟功能通过建立三维模型可以 解决这方面的问题。三维模型 基于数字地形模型 ( 简称 d t m)而建立。d t m 是以某一地理范围内的地形数据 为基础，通过一定的数学变换，以三维空间的形式表示该地理范围内的地形、地 物等情况， 并在此基础上对地形、 地物等进行查询、 专题设计等操作 1 2 。 当d t m 的地形属性用高程表示时就成为数字高程模型 ( d e m) ，其中高程是第三维坐标。 人口数据和 d e m技术结合，以 人口 信息作为第三维坐标， 就可以生成人口 空间分 布三维图。人口 空间分布三维图可以用最直观的图形表现人口分布状态，有利于 更加快速深入挖掘人口分布特征和规律。 ( 5 ) 人口 潜力 潜力一词是借用物理学的概念，强调任意两个物体之间都存在引力，距离越 近，引力越强。由于人口间存在着相互联系和相互作用，作用强度与距离成反比。 因此，各地域都存在人口 潜力，通过计算地域内 所有人与一个点的距离反商的和 可以 获得潜力值。具体计算方法为: w一 艺p i d , ( 3 - 8 ) 其中:w 。 为人口 潜力值， p : 为i 点的人口 数， d ; 为i 点到计算人口 潜力a 点的 距 离。 人口潜力反映人口分布情况，通常人口潜力大的地域人口稠密，人口分布愈 均匀人口潜力愈趋于一致。制作人口潜力图时，选取若干控制点计算人口 潜力值， 再内插形成人口 潜力等值线即可。 ( 6 ) 格网法 格网法是针对传统的人口空间分布密度数学模型不能很好模拟多中心城市的 人口分布问题而提出的一种将人口统计数据空间分布化的方法，主要利用一定地 域内的人口数模拟人口的详细分布。其具体思路和步骤为: 将研究的区域划分 为一定分辨率的格网;每个区域放置一个中心点，并把人口 数连到中心点上; 使用一种内插方法把中心点上的人口 密度内 插到格网表面 u 1 每个格网上的人口都是均匀分布的，随着格网分辨率的提高，可以模拟出符 合人口详细分布的人口密度空间连续分布模型。内插的方法很多。以核心估计方 法为例，它是根据观测值获得单变量或多变量概率密度 ( 可能性密度)的平滑估 计值 ( 平滑的估计) 。在没有任何先验密度假设的情况下，只要给定一个合适的带 宽，核心估计就能得出一个高质量的概率密度估计值。估计空间点模型的人口， 双变量的核心估计可以应用于空间点属性值的估计。 3 . 1 . 2人口素质 ( 1 )人口素质概述 由于人口具有 自然属性和社会属性，因此，除了人口数量，人口素质同样应 该 作 为 人 口 研 究 的 重 要内 容 。 自7 0 年 代 初 中 国 人 口 学 复 兴 以 来 ， 人口 素 质 的 内 涵和外延就受到众多学者的关注。北京大学的张纯元教授较早定义人口质量， 他 认为 人口 质量是人本身具 有的 认识、 改 造世界的条 件和能 力 m 。 梁中 堂教授等在 人 口素质论一书中给出了不同的定义，他们认为人口质量是人口所具有的各种构 成的总和。这里的人口构成指年龄性别构成、人口 健康状况构成、业务技术熟练 程 度 构 成、 教育水 平构成 和 社 会阶 级 构 成 等 14 1 。 人口 学 词典 认为“ 人口 质量” 的含义是 “ 反映人口总体的质规定性的范畴。亦称人口 素质” 。人口素质的外延主 要指 “ 三要素， ，包括身体素质、科学文化素质和思想道德素质。身体素质为人口 素质基础，科学文化素质和思想道德素质是人口素质的核心。张纯元认为: “ 人 口的身体素质”是指发育是否健全、智力是否完好、体力大小、体质强弱、耐力 的 持 久状况、 动作的 敏捷程度等 1 5 1 。 常用的 指标有: 平均身高、 体重、 胸围以 及 平均增长速度、相对的平均体力和耐力水平、呆残低能人口占总人口的比重、婴 儿死亡率、总死亡率、平均预期寿命等。 “ 人口的文化科学素质” 是指一个人口 群 体的文化知识、科学技术水平、生产经验和劳动技能等。常用的指标有:在校大 学生占总人口的比重、知识分子占总人口的比例、文盲率等。“ 人口的思想 道德素质”是指人们的思想意识形态，其中包括人生观、道德观、思想品质和传 统习惯。直接或间接进行衡量的指标主要有:忠诚的爱国者占总人口的比重、尊 老爱幼者占总人口的比重、模范遵守公共秩序者占总人口的比重、吸毒者占总人 口的比 重、 青少年犯罪率及刑事犯罪率等1 1 6 。 总体看来， “ 人口素质”是一个具有多义性的概念，可以从不同的角度来理解 和