四川省工礦企業、學校及醫院空間地理分布格局分析

肖鵬飛 劉延國 李景吉

1.四川省國土科學技術研究院(四川省衛星應用技術中心) 四川 成都 610072 2.西南科技大學環境與資源學院 四川 綿陽 621010;3.成都理工大學生態環境學院 四川 成都 610059

我國地形復雜,人口地理分布差異顯著,對人口空間分布格局及空間流動的研究,一直是地理學及人口學關注的重要課題。學者們在聚落地理學、城市生態學以及地理信息科學方面關于不透水空間識別[1～4]、聚落空間分析統計[5,6]等方面積累了豐富的研究成果,以城市空間、聚落作為整體,未能在空間類型上進行有效劃分;部分學者在人口聚集空間格局以及人口地理演變與流動[7]等方面也開展了大量研究,但都將聚落空間作為整體,強調時間和數量的變化,缺乏細分的空間格局及其成因的深入分析,不能滿足空間評估精度。本文以研究較少涉及的工礦企業、學校、醫院空間為對象,基于不透水面輪廓多邊形作為三類空間分布位置的指示因子,界定并提取工礦企業、學校、醫院三類不透水面空間,集成計量地理方法和GIS手段從宏觀上研究空間布局特征,為區域國土空間規劃提供參考。

1 研究區概況

四川省界于東經97°21'-108°12'E,北緯26°03'-34°19'N之間,位于中國大陸地勢三大階梯中的第一級青藏高原和第二級長江中下游平原的過渡地帶,地勢西高東低,地形復雜多樣,西部為高原、山地,東部為丘陵、平原盆地,最大高差達7000余米(圖1)。由于特殊地理位置及地形特點,區內氣候分異明顯,四川盆地中亞熱帶濕潤氣候,川西南山地亞熱帶半濕潤氣候,川西北高山高原高寒氣候。特殊的地形條件對工礦企業、學校、醫院分布產生了深刻的影響。

圖1 四川省地形與行政區劃

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源 基于地理國情普查數據庫,天地圖數據庫,以不透水面的空間輪廓為依據,提取工礦企業1.6萬余個、醫院0.8萬余個、學校2.8萬余個(圖2)。

圖2 三類空間數量占比

圖3 數量比例累計柱狀圖

2.2 研究方法 基于空間最鄰近點指數、空間基尼系數、不平衡指數,對三類人口集聚空間分布格局特征進行分析。

1)最鄰近距離和最鄰近點指數:平均近鄰指數用于判定人口集聚空間的整體分布模式,通過測量每個多邊形空間質心與其鄰近的多邊形質心點之間的平均距離,并將該距離值與假設隨機分布的期望平均距離進行對比,進而判斷人口集聚空間格局特征:均勻、隨機和凝聚3種空間分布類型。

2)空間基尼系數:空間基尼系數是地理學中研究離散區域空間分布的重要方法,用于對比區域地理要素的空間分布差異[8]。

3)不平衡指數:不平衡指數反映了研究對象在不同區域內地理要素分布的均衡程度。本文采用羅倫茲曲線中計算集中指數的公式來計算不平衡指數S[7]。

3 三類空間分布特征

3.1 數量特征 四川省工礦企業、學校及醫院三類空間數量中,成都市在21個市州中都位居首位,分別占據19.66%、9.39%及13.98%;其次為涼山州、達州市、南充市、綿陽市及德陽市;攀枝花市、資陽市、阿壩州、自貢市居末位。(圖2、3)。

3.2 集聚特征

3.2.1 空間分布類型 省域及市州尺度最近鄰點平均觀測距離、最鄰近點期望距離、最臨點指數(表1,圖4-6):省域尺度三空間最鄰近指數均小于1,呈凝聚型分布;實際測算最臨近平均距醫院空間距離最大,接近2.6km;從最鄰近點指數來看,工礦企業最鄰近點指數最小為0.4,醫院最鄰近點指數最大為0.5,工礦企業達到聚集度要比醫院集聚度高。市州三類空間的最鄰近指數都小于1,凝聚型分布,市州差異明顯。

圖4 工礦企業空間最臨近指數與最鄰近平均距離

圖5 學校空間最臨近指數與最鄰近平均距離

圖6 醫院空間最臨近指數與最鄰近平均距離

3.2.2 空間分布均衡性 基尼系數、不平衡系數都小于1,省域及市域尺度分布都不均衡(表1,圖7-10)。空間基尼系數最大的為工礦企業,工礦企業集中度更高;不均衡指數最小的為醫院,其次為工礦企業,說明二者在四川省各市州分布不均衡。市州域尺度空間基尼系數來看,其值都接近1,說明三類要素在其各下轄區縣內分布極其不均衡,基尼系數最高值0.99,最低值0.61,說明三類空間分布在市域內的某一個特定的區縣。

從地形地貌角度分析,三類空間主要集中分布在以成都市為中心的盆地及盆周丘陵區,川西高原區主要沿低海拔河谷分布。

圖7 三類空間基尼系數

圖8 工礦企業空間核密度分布圖

圖9 學校空間核密度分布圖

4 結論

運用地理信息技術手段,基于不透水面,對四川省工礦企業、學校及醫院三類空間空間分布格局特征進行分析。四川省三類空間最鄰近指數、空間基尼系數及不平衡指數均小于1,其分布類型均為凝聚型,且在省域及市域尺度分布都不均衡;從數量來看,成都市三類空間都具有明顯的優勢;從地形地貌角度看,三類空間主要集中分布在以成都市為中心的盆地及盆周丘陵區,川西高原區主要沿低海拔河谷分布。

圖10 醫院空間核密度分布圖