地理国情普查综合统计分析技术框架研究——以天津为例

仉明,于海波,汪伟,李承鑫(天津市测绘院,天津 300381)

地理国情普查综合统计分析技术框架研究
——以天津为例

仉明∗,于海波,汪伟,李承鑫
(天津市测绘院,天津 300381)

摘 要:地理国情普查综合统计分析是地理国情普查成果应用的关键过程。文章结合天津市地理国情普查综合统计分析工作情况,对地理国情普查综合统计分析的技术流程、指标参数和内容进行了总结提炼,并利用天津市滨海新区普查试点数据对综合统计分析专题之一——社会民生专题进行实验性量化研究,相对客观的对各行政区划范围内的社会民生指标PLI(People’s Living Index)进行了计算和对比。文章提到的地理国情综合统计分析技术框架和模型可为其他省市开展综合统计分析提供参考。

关键词:地理国情普查；统计分析；框架；社会民生

1　背 景

2013年2月28日,国务院正式下发《国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知》,依据通知精神,2013年1月～2015年12月在全国范围内正式开展第一次全国地理国情普查[1]。当前,国情普查进入到时点核准阶段,意味着第一次全国地理国情普查的外业工作进入尾声,地理国情普查数据建库、平台建设和统计分析等工作逐步进入高潮。地理国情普查综合统计分析是国情普查的重要组成部分,是地理国情普查要素向地理国情信息的转化和提升,其可与经济社会信息相融合,综合反映经济、社会、资源、环境的空间分布规律,对推广成果应用、推动地理国情普查与监测工作向前有着至关重要的作用[2,3]。

地理国情普查综合统计分析工作早在2013年就在国家测绘地理信息局、测绘科学研究院及高等院校相关专家和学者的带动下开展了系列试点工作。河北、江西、福建、山东、天津等9个省市先后陆续开展试点工作,试点省市依据2012年地理国情普查试点成果结合各试点地方特色,有针对性地开展了综合统计分析体系、方法和技术研究,取得了一定的成果[4,5]。高校的专家学者也针对地理国情普查综合统计分析的相关问题和技术模式进行深入的探讨,取得了系列成果[6],为全国做好地理国情普查综合统计分析工作做了铺垫。为做好统计分析工作,天津市测绘院组建了统计分析小组,在统计分析试点的基础上,深化了综合统计分析技术工作,在技术框架上做了有益的尝试和探讨,本文对天津市地理国情普查综合统计分析的前期思路进行了梳理和总结。

2　技术框架

2．1综合统计分析技术流程

综合统计分析是将普查成果数据与其他专业数据融合并加工成有用的专项/专题信息的重要手段。其结合从专业部门收集整理的人口、经济、人文等数据,按照一定的数据和专题组织形式,计算提前拟定的指标参数,进而用于分析和评价某个专项在时间和空间上的发展状况和发展趋势,最终分析结果为决策部门提供可靠的数据支持。天津市地理国情普查综合统计分析的技术流程如图1所示。

图1　天津市地理国情普查综合统计分析基本技术流程

通过该技术流程,可有选择性地对综合统计分析的相关专题进行透彻的量化分析,并借助地图学与地理信息技术对综合统计分析的成果进行综合展示。该模式曾用于天津市地理国情监测天津滨海新区试点工程项目,并取得一定成果[7,8]。

2．2综合统计分析基本技术指标与参数

综合统计分析需要一些基本的技术指标和参数作为支撑。这些指标有的围绕分析单一要素的空间特性展开,有的以纯数字量化的方式进行某要素物理特征量化,整体来说,可简要分成以下几类。

(1)空间布局指标

空间布局指标主要用来计算和反映某种特定地理国情普查要素的空间几何特性和形态。主要包括:计算要素的算术平均值,空间聚类中心和空间位置及方位等三个方面。通过这三个参数,能以量化的方式把某要素“在那里”说清楚。

(2)比例和均数指标

比例和均数指标主要用来计算和反映划归为同一大类的地理要素不同子类之间的比例分布情况、单一子类个体是否在整体中位置突出等问题,通过该指标,可以把要素“是多少”说清楚。主要包括:

①计算要素的占比、覆盖率、利用率;

②计算某要素单位数量内另一相关要素的数量,如计算某区域内人均绿化面积情况,计算某草场单元数量内能承担的牲畜数量(也称为载荷);

③计算某地理要素的空间密度,包括点状、现状和面状地理要素。

(3)景观指数

景观指数主要用来计算和反映不同面状地物要素(图斑)的差异性和形状特性,这些特性暗含了不同类别图斑在大类中的自身物理和几何形态特性,是用于逻辑分析与决策的重要指标之一。

景观指数的计算包括:破碎度、优势度、多样性、均匀性、分形维、稳定性和紧促度等参数,这些参数均有特定的内在含义[9]。通过这些指标参数可以把要素“什么样”说清楚。

(4)变换和转化指标

变换和转化指标主要是用于计算指定区域内各种不同要素在数量和空间分布上随时间变化而发生改变的情况。通常可以用转换数量和转换率两个参数来表示。这类指标在进行同类地理要素不同期的变化情况分析时非常直观、明了。如,针对某湿地进行多期变化监测,用该指标不仅可分析出湿地在数量上的变化情况,而且还可以分析出湿地分量要素的转换情况,这对专业细致的分析和预测是必须的。这些指标和参数可以把要素“发生了什么”说清楚。

(5)GIS空间分析指标

GIS空间分析指标主要是利用现有GIS的专业空间分析工具对多个相关要素进行空间相关性方面的分析,通过该分析,可以把要素间的“什么关系”说清楚。这些空间分析工具可以做缓冲区分析、网络分析及叠置分析等。

(6)预测模型

预测模型主要是针对某个(些)特定要素已有的空间-时间特性,制定特定的数学模型,在一定的置信范围内有针对性的外延,并量化预测该要素未来的时间-空间特性。这种预测需要要素本身在时间-空间上有一定的非随机特性。目前较通用的预测模型和方法包括微分方程模型、神经网络模型、灰色模型及时间序列分析法等。因缺乏对某要素时空特性变化内涵的深入了解及缺少构建模型所需大量样本,对国情普查地理要素变化的预测还需要深入探讨。

2．3综合统计分析基本内容

综合统计分析一般来说须选中一些要点进行深入挖掘,通过多种数据源融合筛选分析并计算模型指标,获得被分析专题的若干不同子项量化指标,进而采取综合技术手段进行量化处理并出具报告。天津市地理国情普查(监测)项目,无论是在前期试点过程中,还是在普查正式推进阶段中,在不断探索尝试,按照国家测绘地理信息局的统一指导,选定以下几个方面作为综合统计分析的基本内容。

(1)资源布局与利用

该专题主要针对国情普查地表覆盖一级分类要素得到。通过获得地理国情普查数据,利用系列模型和方法,从资源空间格局、资源开发利用程度和资源可持续利用程度三个方面进行深入挖掘,分析各项指标的影响因子和构成因子,进而反映天津市范围内耕地、林地、园地、草地、水体等重要地表资源的空间分布状况及资源配置情况。

(2)公共服务设施布局

该专题主要针对公共服务设施包含的教育、医疗、社会保障、休闲娱乐设施和居民交通设施等分项,利用前面介绍的基本指标模型,分别从城市公共服务设施布局和农村公共服务设施布局两个方面分析。其中,城市公共服务设施布局从基础教育、医疗、社会福利机构、娱乐设施和交通通达性5个方面结合人口和经济数据计算各量化指标;农村公共服务设施布局从基础教育、医疗、社会福利机构、交通通达性4个方面结合人口和经济数据计算各量化指标。针对计算的结果,分别对城市和农村的公共服务设施整体情况进行总结说明。

(3)整体环境状况

该内容主要利用地表覆盖和地理要素数据,按照环境因素相关条件进行筛选,结合人口和经济数据,从生态环境的压力、地表生态因子格局及生态环境变化等角度进行分项衡量。在生态环境压力方面,主要通过统计人均生态资源占有量情况进行量化;在地表生态因子格局方面,主要通过计算各类生态环境相关的景观指数进行综合反映;在生态环境变化方面,则通过量化诸如湿地变化、盐碱地变化、水域变化等情况来综合反映环境变化的整体状况。

(4)城镇化及民生发展

该专题主要利用普查数据,从城镇的用地结构和形态变化、人居环境状况(计算区域人均资源有用情况)、交通通达性、公共服务设施配置水平、区位的优势性(主要从区位空间位置的优势和主要支柱经济的优势两个方面衡量)等方面进行量化分析与总结。

(5)其他专题

其他专题则依据天津市地方发展特色和天津市政府重点关注的对象,有选择性的进行扩充。基于前期天津市地理国情普查(监测)的统计分析实验,选定了天津市地表沉降、天津市城市绿地、天津市城市空间形态、天津市清新空气及天津市湿地变迁等专题作为其他专题内容。

综合统计分析内容的选定是一件比较难的事情,选题太大,在论述过程中缺少必要的数据和知识作为支撑;选题太小,又难以把握宏观全局。一般来说,选定的内容需要有较好的数据基础和理论基础,这样的专题才具有真正的现实决策参考意义。

3　案例分析

以天津市滨海新区为例实验性进行社会民生专题的综合统计分析。在分析过程中,我们尝试性提出了民生发展指数(People’s Living Index,PLI)[10],依据在滨海新区区域内选定的教育、交通、养老、医疗、日常生活购物和消费等分项指标,按行政区划分别计算PLI指数,计算公式为:

其中,I为分项的归一化计算结果;W为配权;i为分项的类别,代表教育、交通、养老、医疗、日常生活购物和消费。教育主要以幼儿园,小学,中学和大学及培训机构数据为基础,分析教育的覆盖性和人均拥有资源水平等指标;医疗以卫生医疗机构(卫生室/乡镇级)为对象,分析医疗的覆盖水平和医疗的人均资源占有水平等指标;养老以养老院(敬老院)等公办和民办养老机构为对象,分析养老资源的覆盖水平和人均资源占有水平等指标;交通以市内交通和对外交通动脉主线(主要考虑市内交通)来衡量并计算交通的通达、路网密度和人均道路资源占有水平等指标;日常生活购物主要选择与市民日常生活相关的菜市场和超市为对象,分析民众生活水平的便捷性和服务水平等指标;收入和消费水平主要包括人均年收入水平和人均年消费水平等从年鉴资料中获取的部分资料,纳入民生发展水平指数计算。在计算PLI指数过程中,如果经社会学专家认定某些分项因素应该提高权重,则PLI指数更具有绝对参考意义。计算的滨海新区各区县PLI指数水平按等权处理结果如表1所示。

滨海新区PLI计算结果 表1

从表可以看出,在整个滨海新区不同行政区划范围内的民生发展指数水平不同,河西街比较高,意味着河西街相比之下有更多的教育、医疗、交通、养老资源,这里的居民出行和日常购物及消费更便利,这与普查的分项结果也是吻合的。

4　结 论

本文以天津市地理国情普查(监测)统计分析的工作为基础,就地理国情普查综合统计分析技术的框架、内容和基本指标模型进行了总结,并结合实际数据,对天津市滨海新区社会民生指数(PLI)进行了实验性计算和对比分析,为地理国情普查综合统计分析社会民生发展专题的定量化计算提供了思路。

参考文献

[1] 李维森．地理国情监测与测绘地理信息事业的转型升级[J]．地理信息世界,2013(5):11～14．

[2] 王倩,姜晓虹．从美国测绘部门的转型发展看地理国情监测[N]．中国测绘报,2011-05-10．

[3] 王瑜婷．国务院部署开展第一次全国地理国情普查[N]．中国测绘报,2013-03-05．

[4] 谢小惠．福建省地理国情普查试点成果建库实践[J]．测绘与空间地理信息,2014,6(37):92～94．

[5] 虞欣,杨伯钢,晁春浩等．北京市地理国情普查试点的实践[J]．测绘通报,2014,6:102～104．

[6] 刘耀林,何建华．地理国情多层次统计分析指标体系设计[J]．地理空间信息,2014,12(3):1～4．

[7] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室．地理国情普查基本统计[M]．测绘出版社,p136～150．

[8] 仉明,汪伟,李承鑫等．面向对象的遥感分类技术在地理国情监测中的应用[J]．城市勘测,2013,06(3):81～83．

[9] 康孝岩,王艳慧,段福洲．单一景观空间分布指数及其适用性评价[J]．生态学报,2015,35(5):1311～1320．

[10] 崔述强．基于定基指数的经济社会协调发展评价方法探讨[J]．统计研究,2011,28(5):64～66．

The Comprehensive Statistics and Analysis Technical Frame Research of Geographic National Condition Census——Taking Tianjin City As an Example

Zhang Ming,Yu Haibo,Wang Wei,Li Chenxin
(Tianjin Institute of Surveying and Mapping,Tianjin,300381)

Abstract:The comprehensive statistics and analysis is the key processes of Geographic National Condition Census (GNCC)．It presents the technique flow,the basic index and models and the contents of comprehensive analysis based on the NGS statistics and analysis works and experience of Tianjin Binhai test area in this paper．It also reveals us the method and results of People’s living index computation．All the technique frame and PLI model computation are referancable to the other cities during the undertaken process of GNCC comprehensive statistics．

Key words:geographic national condition census(GNCC);statistics and analysis;technique frame;people’s living index

文章编号:1672-8262(2015)05-51-04中图分类号:P208．1

文献标识码:A

收稿日期:∗2015—05—19

作者简介:仉明(1958—),男,高级工程师,主要从事测绘生产技术和管理工作。

基金项目:天津市规划局科技项目(2013-kjz2-1)