基于核密度的个旧市人口和经济时空特征研究

申曦

摘要： 本文使用核密度方法，根据个旧市2010年和2016年的地理、人口和经济数据以探寻该区域的社会经济发展特点。通过比较个旧市两年的人口和经济特征，并分析两者的关系后发现，个旧市经济进步和该地区的人城市化水平的提高保持着相似的趋势。利用核密度可发现个旧市各城镇之间的人口分布也更为合理。同时，各城镇之间的经济差距的缩小也证明了其发展的合理性。根据个旧市的人口和经济特征的研究为其之后的发展提供一定的方向。

Abstract： Based on the kernel density method， the research collected the geographical， demographic and economic data in year 2010 and 2016 of Gejiu city to explore the distribution and development characteristics between population and economy of this area. By comparing the population and ecomomic characteristics and analyzing the relationship between them of Gejiu city in these two intervals， we found that， the economic development and the urbanization improvement in this area tends to a similar trend， and the population distribution in individual towns was more reasonable. Meanwhile， the narrow of the economic gap in different towns also justifies its development rationality. The research on the population and economic characteristics of the city provided a certain direction for its future development.

关键词： 个旧市；核密度；人口

Key words： Gejiu city；kernel density method；population

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）21-0008-03

0 引言

人口分布特征和结构特点能反映地区发展情况，但也是一个地区多种因素作用下效果[1]。一个地区的城市化水平与其经济发展也呈现出较强的关系，研究两者的特点和关系对优化空间资源、促进地区发展具有重要意义[2]。近年来，国内外学者关于城市化人口和农村人口的研究和关注增多，所研究的区域呈现出多样性和丰富性，地貌类型多样，城市规模多样。利用地统计分析、空间数据分析等方法探究人口分布特点和结构特征，任平[1]等人就曾利用空间自相关模型研究了都江堰市的农村居民点演变特征。也有学者利用景观格局指数探寻了用地规模和形态等要素的格局分析，例如朱姣[3]等人就对个旧市的绿地系统进行了研究。基于此，采用科学有效的方法对人口分布等进行研究对地区发展、资源优化都具有非常重要的指导意义。

1 研究区概况

个旧市位于中国云南省南部，是红河哈尼族彝族自治州的一个地级市。其地理位置是102°54′E-103°25′E，23°01′N-23°36′N，其间有北回归线穿过。个旧市所辖总面积达1587km2，东西方向最长为42.5km，南北方向上横贯56.5km。其下辖有城区街道、锡城镇、大屯镇、鸡街镇、老厂镇、卡房镇、蔓耗镇、贾沙乡、保和乡、沙甸区。个旧市素有锡都之称[4]，城市人口和农业人口分布情况各城镇分布各异，经济也有一定的差异性。

2 研究方法

2.1 数据获取

创建个旧市的shapefile文件，并查阅资料获得个旧市10个城镇的地理坐标并创建点要素。查阅个旧市2010年至2016年的年鉴，统计10个城镇的人口总数、人口密度、人均收入、城市人口数量和农村人口数量等信息，并计算城市人口、农村人口所占比例以便后续统计。

2.2 核密度

核密度估计（Kernel Density Estimation，KDE）是一种应用非常广泛的表面密度计算方法[5]，这是一种非参数检验方法。在空间分析的应用中，其工作原理是根据输入的要素数据集对整个研究区域的数据聚集情况进行计算和估计，从而产生连续密度表面以用于进一步的分析。借助一个移动的单元格对人口聚集点要素在其周围搜索半径中的密度并估计，通过既定的距离衰减函数来度量研究要素局部密度的变化情况，以此来探索空间区域中的热点部分和变化特征。根据定义，利用核密度进行估计时，值越高代表分布密度越大[6]。核密度的一般定义可为：假设从分布密度函数为f的总体中抽取的独立分布样本为：x1，x2，x3，…，xn，估计f在某点x处的值，一般采用核估计函数为Roseblatt-Parzen 函数，其表达式为：

式中，fn即为基于要素点进行核密度估计而得的值；n为研究要素点的数量；k（）为核函数；（x-xi）为要素点x到要素点xi的距离；参数h为搜索时的半径。

3 研究结果与分析

在利用核密度估计时，计算结果的变化主要因为搜索半径h的变化。h值变大时，空间上点密度的变化更为光滑但是密度的结构会被掩盖；h的值减小时，所估计出的点密度变化会不连续。为了取得较好的表达效果，在软件ArcGIS10.2中，利用空间分析的Kernel Density工具進行多次试验并结合相关研究，最终确定要素点空间分布的核密度估计时的搜索半径为10000米，以求能较好地获得个旧市城镇要素点的核密度分布图。

在研究过程中，利用个旧市10个城镇2010年 2016年的人口总数进行核密度估计[7]，见图1。

从图1可以看出，①2010年个旧市人口集中点的最大值为在城区街道办事处，对应图例可知最大值约为0.00161；2016年个旧市人口集中点仍然在城区街道办事处，对应图例可知最大值为0.00164；变化相对较小。②从空间分布特征来看，2010年和2016年两年的人口核密度估计值的分布格局大体相似，热点区域由城区街道办事处向四周发散，其邻近城镇与其关系紧密，有粘连之势，2016年与2010年相比，整体数量都有增加。③两年的人口密集区域都集中在个旧市东北方向，主要是因为个旧市城镇在东北方向上比较集中，蔓耗镇人口数量一直较少，而且由于所在地区较为偏远，呈孤立之势。

除此以外，还利用已统计的个旧市10個城镇2010年和2016年的人均收入进行核密度估计。

从图2可以看出，①2010年个旧市人口集中点在城区街道办事处，最大值为0.00085；2016年个旧市人口集中点仍然在城区街道办事处，最大值为0.00102，与2010年相比有了明显增加；②从空间分布特征来看，2010年和2016年两年的核密度估计值的分布格局大体相似，但是在2016年时，城区街道办事处在东北方向上有发展趋势，与鸡街镇、沙甸区所在的核心圈距离更近；在东方向上，与大屯镇连接也更为紧密，大屯镇在2016年时颜色有所加深即数量有增加。此外，卡房镇在2016年时形成了一个新的小核心圈，与老厂镇相连；③两年的人均收入热点区域都集中在城区街道办事处，蔓耗镇相对较低，但是与2010年相比，2016年人均收入整体上升，蔓耗镇扩展区域也有所扩大，其他各城镇的联系也更为紧密，断层进一步缩小。

为了更好地比较和了解个旧市人口结构和经济的关系，还统计了2010-2016个旧市各城镇城市人口和农业人口数据、人均收入数据并进行分析。2010-2016各城镇人口结构统计图如图3所示。

从图中可以看出，①个旧市整体人口城市化水平逐年提高；②老厂镇、大屯镇、沙甸区、卡房镇城市人口比例上升趋势较快，城区街道办事处由于本身城市人口比例就较大因而变化相对不明显。其他各城镇城市人口比例也呈现上升趋势但幅度相对较小，可能是由于其本身人口基数较小所致，例如蔓耗镇的总人口一直较少，在万人以下。

2010 -2016各城镇人均收入统计图如图4所示。为更好地展现其经济发展情况和比较发展趋势，根据部分城镇制作了人均收入统计图，见图5。从图中可以看出，①个旧市人均收入逐年提高，保持着良好的发展态势；②城区街道办事处和沙甸区原本的经济收入水平较高，人均收入增长较慢。而个旧市其他城镇经济发展速度较快（见图5），其中卡房镇表现地尤为突出。③对比图1、2、3、4、5，经济发展的趋势与个旧市的城市化总体趋势保持一致。

4 结论与讨论

本文利用核密度估计的方法研究了个旧市人口和人均收入的空间分布特征。为了更好地了解人口结构和收入的变化情况，统计了2010-2016的相关数据并进行了分析。研究结论如下：

个旧市人口就空间分布而言，2010年和2016年都保持着相对集中的空间分布的特征。但与2010年相比，2016年各城镇的人口分布较为合理一些，各城镇间人口数量的差异也有减少，可知人口的空间分布的均匀程度还是有所改善。特别是蔓耗镇在2010年时的人口数量仅为4560，而到了2016年其人口数量上升到了5713。

个旧市城市化人口从2010到2016年有明显上升，在2010年时，卡房镇城市人口极少，在2016年时都有了明显增多，而该城镇的经济发展速度也是最可观的。个旧市整体人口城市化提高。2010年时城市人口比例的最低值为1.51%，2016年城市人口比例的最低值为3.52%。可一定程度上反映个旧市城市化水平的发展。

个旧市经济发展稳步上升，在2010年，保和乡人均收入最低，人均收入仅为2438。除此以外，鸡街镇、卡房镇、蔓耗镇的人均收入也较低，都在3000以下。各城镇经济差距大。2010-2016年间，各城镇充分发挥自我优势，经济发展态势良好，在2016年时，经济差距有所缩小，而且最低值由原有的2438上升到4200。

通过比较个旧市人口结构的变化规律和经济变化的特征可以得出定性的结论，即个旧市的经济水平的提升对于个旧市的城市化水平进展具有促进作用，而人口的城市化又将促进其经济发展。

本文利用了核密度统计探究了个旧市人口和经济的空间分布特征，并研究了2010-2016个旧市人口结构和经济发展的变化规律。为更好地促进个旧市发展具有一定的指导意义，但文章仍然存在着一些不足。因为细化的研究尺度不够小，个旧市人口基数也较小，因而在进行核密度估计时有的城镇估计效果不佳，若能精确到村或许能使得效果更好。另外由于资料的缺乏，导致无法定量地分析人口结构和经济收入的关系，只能对其进行定性分析。以上不足都对之后的研究发展指明了方向，望在之后的研究中能继续完善。

参考文献：

[1]任平，洪步庭，周介铭.基于空间自相关模型的农村居民点时空演变格局与特征研究[J].长江流域资源与环境，2015（24）：1993-2002.

[2]潘琛玲，孟成，马艺文.基于土地利用现状的人口时空增长趋势研究[J].地理空间信息，2017（15）：6-17.

[3]朱姣，胥辉.云南省个旧市城市森林景观格局的分析与评价[J].西部林业科学，2005（4）：67-71.

[4]朱姣，胥辉.个旧市绿地系统景观异质性分析[J].西南林学院学报，2004（3）：32-35.

[5]禹文豪，艾廷华，杨敏，刘纪平.利用核密度与空间自相关进行城市设施兴趣点分布热点探测[J].武汉大学学报，2016（2）：221-227.

[6]Wang Jinfeng. Haining R， Cao Z D. Sample Surveying to Estimate the Mean of a Heterogeneous Surface： Reducing the Error Variance Through Zoning[J]. International Journal of Geographical Information Science， 2010. 24（4） 523-543.

[7]个旧市地方志编纂委员会办公室.个旧年鉴[J].云南：云南出版集团云南美术出版社，2010-2016.