基于遥感和

GIS

的人口数据空间化研究进展及案例分析

王雪梅

, 

李新，马明国

(

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃

兰州

 730000)

摘要：

人口数据对于全球、洲际、区域尺度的人与环境交互作用研究的重要性已经被广泛地认知。但基于行政单位的人

口统计数据不便与基于自然单位的环境数据相匹配，必须通过建模对人口数据进行空间化分布。人口数据空间化建模的

基本思路是将人口数据和地球表面的地理因子关联起来，遥感和地理信息系统提供了有效的工具。介绍了国内外基于遥

感和

GIS

的人口空间化研究的主要项目和方法思路。以黑河流域为研究区，在流域尺度上把典型的人口估计结果

GPW

、

UNEP/GRID

、

LandScan

和中国

1km

格网的人口资料与政府人口统计数据进行比较分析，可以看出国内外的研究机构和

研究人员已做了大量的相关工作。

国外研究主要包括从遥感解译信息反演人口数据、

从

DMSP-OLS

夜间灯光数据反演人

口数据和从遥感获取的光谱特征直接反演人口数据。国内研究尽管起步较晚但发展很快，主要是根据土地利用数据和其

它地理因子（如高程、道路、居民区等）建立回归模型。黑河流域人口空间分布的比较结果表明中国

1km

格网人口数据

是几种数据中与实践情况最相符合的。

关键词

：人口

; 

空间化

; 

比较分析；遥感

;

 GIS 

1 

前言

人口是生活在特定社会制度、

特定地域具有一定数量和质量的人的总称。

人口的空间分布是指一定

时间上人口在各地区中的分布状况，是人口过程在空间上的表现形式

[1]

。全球每年持续增长近

8

千万人

口给地球有限的资源不断提出新的挑战，

例如食品危机、

淡水资源缺乏、

空气污染加重、

能源危机等

[2]

。

人口数据对于全球、洲际、区域尺度的人与环境交互作用研究的重要性已经被广泛地认知

[3]

。但是，研

究人口数据与环境的关系不仅要关心人口的数量，

更要分析其空间分布。

可人口在地球陆地表面不是均

匀分布的，受环境因素的影响，许多区域（如沙漠、戈壁、冰川、原始森林等）几乎没有人类居住，同

时受社会经济因素的影响，大量的人口聚居到城市（目前在半数以上）

，并有愈演愈烈的趋势

[4]

。人口

普查数据通常是以行政区（省、市、县、乡）为单元，逐级统计和汇总获得。环境数据则主要基于自然

单元（流域、土壤类型单元、植被类型单元、土地利用

/

土地覆盖单元）

，两者在空间单元上的不重合使

人口与环境的交互作用分析变得十分困难

[5]

，所以需要对人口普查数据进行空间化，通过建模模拟人口

真实的空间分布状况和动态变迁的过程。

人口数据空间化建模的基本思路是将人口数据和地球表面的地理因子关联起来，

这些地理因子可以

分为水热条件（降水、径流、温度、辐射等）

、地形地貌（海拔、坡度、坡向、地貌等）

、地表覆被（土

壤类型、植被类型、土地利用、多光谱特征等）和廊道（公路、铁路、河流等）几大类

[6-9]

。遥感和

GIS

为建模提供了重要的研究手段，

主要体现在：

（

1

）

遥感可以直接和间接提供地表光谱特征、

植被特征和

土地利用等基础信息；

（

2

）通过

GIS

技术可以建立其它专题空间分布的地理因子库；

（

3

）

GIS

可以提供

大量空间分析方法和途径。因此，本文对国内外利用遥感和

GIS

进行人口数据空间化的研究进展做简

单的介绍，并在黑河流域尺度上，对当前国内外有代表性的

GPW

（

Gridded Population of the World

）

、

UNEP/GRID

（

the United Nations Environment Programme / Global Resource Information Database

）

、

LandScan

（

ORNL’

s Global Population Project, part of a larger global database effort called LandScan

）和中

科院地理科学与资源研究所做的人口数据空间化结果进行比较分析。

2 

国外研究现状

2.1 

全球人口空间化项目

（

1

）

GPW