基于GIS的秦皇島市人口重心遷移研究

摘要：采用人口重心模型，在GIS技術支持下，根據1997~2011年的秦皇島市各縣區人口數據，計算出該時段不同年份秦皇島市人口重心的坐標，并制作出秦皇島市人口重心移動軌跡專題圖件。結果顯示，秦皇島市人口重心遠離幾何重心，人口分布呈現不均衡分布，人口重心遷移自西南向東北方向遷移，有明顯向區域中心城市移動的趨勢。

關鍵詞：GIS；秦皇島市；人口重心；遷移

引言

人口重心是指研究區域內某時刻人口分布在空間平面上力矩達到平衡的點，通過與區域幾何中心的比較常用來測定該區域人口分布的均衡狀況[1]。隨著自然、社會經濟和政策等因素的變化，人口重新分布， 人口重心就會有相應的移動。通過對人口重心移動軌跡的研究，能夠揭示人口分布空間變化的特征和原因，為制定人口發展政策、區域社會經濟發展規劃提供決策依據[2]。隨著地理信息技術的蓬勃發展和廣泛應用，地理信息系統(GIS)在區域人口分布中，扮演著越來越重要的角色，國內不少學者成功將GIS的空間分析方法應用到人口分析中[3，4]。本研究在GIS技術手段支持下，對秦皇島市1997~ 2011人口重心遷移進行定量研究，并制作出人口重心遷移軌跡專題地圖，以期為制定人口發展政策提供參考。

1 研究方法及數據來源

1.1 人口重心模型

對于人口分布均衡的區域來說，其人口分布重心就是該區域的幾何重心，人口分布不均衡區域的人口重心位置可以通過一定數學模型計算得出。設某個區域由n個統計單元構成，第i個統計單元的中心坐標為（Xi，Yi），Pi為該統計單元人口數量，則該區域人口重心坐標為：

（1）

不同年際間區域重心空間區位移動的直線距離一般用如下公式：

（2）

式中：Dj-k表示重心在j、k年間移動的直線距離；（xj，yj）、（xk，yk）表示第J、K年間重心的坐標。

1.2 數據來源

區域人口重心的計算需要地理數據和屬性數據的支持，其中地理數據是在Arcgis9.2軟件支持下矢量化得到秦皇島市行政區圖，其坐標系統為Krasovsky_1940_Albers投影坐標系統。屬性數據來源于1998~ 2012年《秦皇島市統計年鑒》，主要包括秦皇島市各縣區1997~ 2011的年末總人口數據。

2 秦皇島市人口重心及空間遷移

2.1 秦皇島市幾何重心

將秦皇島市各縣區的國土面積和各縣區的幾何中心坐標代入重心模型中，計算得出，秦皇島市幾何重心為（1185424m，4394501m），位于撫寧縣境內。

2.2 秦皇島市人口重心遷移分析

以ArcGIS為技術平臺，采用重心模型方法，根據1997~2011年的秦皇島市各縣區年末總人口數據，應用公式（1）計算出每年的人口重心坐標，應用公式（2）計算出每年重心移動的直線距離。從表1中可以看出，15年來秦皇島市人口重心一直位于1185424m以西，4394501m以南，偏離了幾何中心，人口重心與幾何中心的最近距離約15.0km，最遠距離約15.4km，人口重心與幾何重心之間的偏移距離有增加的趨勢，這說明秦皇島市15年來人口分布一直處在不均衡狀態，受自然環境、歷史因素、經濟發展水平等影像，形成如今的人口分布格局——人口密度東部高于西部，南部高于北部，導致人口重心往沿海方向偏移。

利用Arcgis9.2軟件制作出秦皇島市人口重心移動軌跡圖（圖1）。從圖1可以看出，1997~2011年秦皇島市人口分布重心一直位于撫寧縣境內，移動比較緩慢，總體變化不大。人口重心遷移的總趨勢是由西南向東北。東西方向上，所有年份人口重心向西移動；南北方向上，所有年份人口重心均向北移動。從圖1中可以看出，秦皇島市中心城市海港區主要位于撫寧縣的東北方向，這說明人口重心有明顯向區域中心城市移動的趨勢。

3 結束語

3.1 秦皇島市幾何重心為（1185424m，4394501m），位于撫寧縣境內，15年來秦皇島市人口重心一直位于1185424m以西，4394501m以南，偏離了幾何中心，說明秦皇島市15年來人口分布一直處在不均衡狀態。人口密度東部高于西部，南部高于北部，導致人口重心往沿海方向偏移。

3.2 從秦皇島市人口重心移動軌跡圖可以看出，1997~2011年秦皇島市人口分布重心一直位于撫寧縣境內，移動比較緩慢，人口重心遷移的總趨勢是由西南向東北，有明顯向區域中心城市移動的趨勢。

參考文獻

[1]張善余.中國人口地理[M].北京:科學出版社，2003.54-69.

[2]李文訓，孫希華.基于GIS的山東省人口重心遷移研究[J].山東師范大學學報（自然科學版），2007，22(3):83-86.

[3]趙軍，符海月.GIS在人口重心遷移研究中的應用[J].測繪工程，2001，10(3):41-43.

[4]白麗月，伍世代.基于GIS的人口時空演變研究-以福州市為例[J].福建師范大學學報（自然科學版），2009，25(4):120-124.

作者簡介：吳玉紅（1978-），女，河北秦皇島人，畢業于中國農業大學生態學專業，博士，講師，主要從事生態環境與地理信息系統應用方面的研究。

陳偉（1980-），女，河北秦皇島人，畢業于燕山大學計算機應用技術專業，碩士，講師，主要從事計算機應用技術與地理信息系統應用方面的研究。