城市昼夜人口估算与时空动态模拟——以奥运村地区为例

Daytime and nighttime urban population distribution has a clear difference. But the existing population statistics cannot reflect the dynamic distribution of daytime and nighttime urban population. The mechanism analysis of the spatial and temporal variation characteristics population of daytime and nighttime urban population has been did. The population simulation analysis units have been divided based on urban land use strength and different types. The population statistics, the basic unit investigation employment survey data, urban land use data and high resolution remote sensing data are used in this project. The coupling relationship was set up between daytime and nighttime urban population distribution and urban layout elements of land use. The population attract capacity of different land type in different period was estimated. The simulation of the urban population dynamic distribution at different times of the day and night then was worked out. The census data and basic unit investigation of the employment data are used to check in area to verify the experimental results and feedback correction model related parameters. Finally a set of population distribution of day and night simulation model and the case data are given. The results will support city planning, transportation, environment, disasters and emergencies, rescue operation by decision. The project innovations are the population simulation analysis units and simulation method. After this research, it will improve the urban population data in time and space practicality.

城市白天和夜晚人口分布有着明显的差异，而现有的人口统计数据难以反映城市昼夜人口的动态分布情况。通过对城市内部昼夜人口时空变化特征的机理分析，以不同类型和利用强度的用地单元为基础划分合适的人口模拟分析单元，以人口统计数据、基本单位调查就业调查数据、城市用地数据和高分辨率遥感数据等数据建立昼夜人口分布和城市用地布局要素的耦合关系，估算不同用地类型不同时间段对人口的吸引容纳能力，模拟城市人口的昼夜不同时段的动态分布，运用人口普查数据和基本单位调查就业数据对典型案例区的实验结果予以验证，反馈修正模型相关参数，最终提供一套昼夜人口分布模拟的可用模型和案例数据，支撑城市规划、交通运输、环境、灾害和应急事件救援行动等应用决策。本项目在人口模拟分析单元划分和模拟方法上予以创新，通过本项目的研究将提高城市人口数据在时间上和空间上的实用性。

随着城市化进程的不断推进，城市内部白天和夜晚人群活动有着明显时空特征，体现出昼夜人口分布的动态差异,现有的人口统计数据难以反映人口的动态分布情况，然而城市规划、应急指挥、人员疏散、商业选址等诸多应用对高时间分辨率和高空间分辨率的城市昼夜人口动态分布数据有着强烈需求，这些直接驱动了本项目的开展。项目的主要研究内容包括三个方面：首先是建立了不同单元和尺度的城市昼夜人口时空分布的空间单元划分方法；其次是建立了城市昼夜人口分布动态变化的时空模型，通过分析城市内部人口的昼夜时空变化机理，分析和测算不同城市空间用地类型不同时间段对人口的吸引能力，建立昼夜人口分布和城市布局要素的耦合关系模型；最后是昼夜人口模拟数据的检验及应用，从不同尺度、不同统计单元对模拟估计的人口数据结果进行检验校核和比对，并开展了人口动态模拟数据的应用。通过本项目的研究，最终提出了一套利用人口统计数据、就业调查数据、城市用地数据和高分辨率遥感数据等多源数据模拟和推算城市人口的昼夜动态分布情况的方法。利用这套方法模拟了不同单元、不同尺度的昼夜人口分布数据，产生了北京市街道单元和网格单元的昼夜人口分布数据集，以及奥运村地区的昼夜地块单元精细人口分布数据集；应用这些昼夜动态人口模拟数据结果开展了基于动态人口的城市PM2.5人群暴露—反应关系的应用研究，估算了北京市空气污染物的动态人口暴露量。通过本项目的研究，不仅深入细致的探索了城市人口动态分布的机理和方法,丰富了地理时空耦合过程研究，而且实践了地理学“格局—过程—机制”的研究范式，也为环境健康、城市规划、防灾减灾、应急反应等应用提供科学参考。