基于GIS的北京市流动人口空间特征研究

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　　摘 要：依据2005—2014年北京市流动人口数据，运用空间统计学方法，通过对流动人口数量、密度、重心变化、集中指数和空间自相关的分析，得出北京市流动人口空间分布具有以下特征。一是北京市流动人口数量巨大，增长迅速，但2010年后增速减缓。二是流动人口在北京市内部流动人口空间分布高度不均衡。三是流动人口重心略微向东偏移。四是北京市流动人口空间分布存在自相关性，存在高高集聚区和不相关区。
　　关键词：GIS;北京市;流动人口;空间分布
　　文章编号：1004-7026（2020）07-0001-06         中国图书分类号：F301;P208         文献标志码：A
　　 改革开放后，我国户籍制度不断宽松，使人口流动越来越频繁。特别是21世纪以来，我国人口流动达到了前所未有的强度，一度出现了“民工潮”。2015年我國流动人口数量高达2.92亿人，占到我国人口总数的21.27%。大规模人口流动为流入地和流出地的经济发展作出了巨大贡献，比如为流入地提供大量廉价劳动力，促进了流入地服务业发展。流入人口对流入地人口的时空格局分布产生了影响，同时对城市经济、社会和产业的结构及布局产生了重要影响。
　　 国内外学者运用新技术、新方法研究区域人口在空间上的集聚和扩散趋势。GIS软件系统地图展示功能可以清晰观察到流动人口空间格局。Clark. C（1951）[1]、McDonald. J（1989）[2]最早从人口密度上探讨人口在地理空间上的集聚与扩散规律。Moran（1948）[3]、Getis A和J. K. Ord（1992）[4]运用空间统计方法系统探讨人口空间集聚与扩散格局。
　　 20世纪80年代以来，国内研究流动人口空间分布的学者不断增多。GIS技术的应用使流动人口时空格局分布研究不断深入。朱传耿等（2001）[5]、陈红娟等（2015）[6]、陈学刚和姚兆萍（2008）[7]、张岸和齐清文（2007）[8]使用GIS技术分别对全国流动人口、河北省人口、乌鲁木齐人口、深圳市人口的集疏过程进行探讨和分析。
　　 以往对北京市流动人口的研究，多从流动人口的年龄结构、性别、流动动因、来源地、职业类型、流动时间等个体特征方面开展，对北京市流动人口空间分布研究较少。仅有包书月和张宝秀（2012）[9]对流动人口的空间结构进行了研究，但因使用2009年以前的数据，不能反映北京市流动人口最新的空间特征变化。近几年北京市采取了较强的人口调控政策，调控结果未知。因此，非常有必要对北京市流动人口的最新空间分布进行进一步探讨。
　　 北京市是我国首都，承担着重要的政治、经济和社会功能。北京市位于华北平原北部，东部连接天津市，其余地方处在河北省的包围之中。北京下辖16个区，本研究所用数据为北京市及其所辖16个区2005—2015年的流动人口数据，数据来源于2015年北京市国民经济和社会发展统计公报、2009—2014年北京市统计年鉴、2005—2008年北京市区域统计年鉴。研究中的流动人口指离开户籍地半年及以上人口，不包括北京市人户分离人口。运用ArcGIS软件对数据进行处理分析，建立北京市流动人口数据库。
　　1  研究方法
　　1.1  流动人口密度
　　 人口密度是研究人口分布最常用的指标，能够直接反映出某地人口密集程度。同理，流动人口密度也是研究流动人口分布最常用指标，能够反映出一个地区的流动人口集聚程度。其计算公式如下。
　　 D=Pi / Si          （1）
　　 其中：D为某个地区的流动人口密度;Pi为i地区的流动人口数量;Si为i地区的土地面积。
　　1.2  流动人口重心
　　 人口重心最早由美国学者弗·沃尔克在1874年提出。他认为把某个地域看成一个平面，那么这个平面上存在一点，使得人口在这个平面上的分布保持平衡。这一个点就称为人口重心[10]，能够用来反映人口分布的均衡状况。通常用这点的经、纬度表示该点位置。同理，可以用流动人口重心反映某个地区流动人口空间分布的均衡状况。由于重心是用经、纬度来表示的，那么可知流动人口重心的计算公式如下。
　　 X=    Y=             （2）
　　 其中：X为北京市流动人口的经度;Y为北京市流动人口的纬度;Pi为北京市第i区流动人口数量;Xi为北京市第i区的经度;Yi为北京市第i区的纬度。
　　1.3  流动人口集中指数
　　 为测量某个现象是集中分布在特定区域还是在该地均匀分布，经常采用“集中指数”这个指标。流动人口集中指数能够反映流动人口在该地域的分布情况，通过计算流动人口集中指数可知流动人口在该地域分布是否均衡[11]。其计算公式如下。
　　 C=      （3）
　　 其中：C为该地区流动人口集中指数;i为该区域内的行政单元数;n为该区域内的行政单元个数;Pi为第i个行政单元内流动人口数量;P为该区域的流动人口数;Si为第i个行政单元的土地面积;S为该区域的土地面积。
　　 C值介于0和1之间，最小为0，最大为1。C值越小，越趋近于0，说明流动人口对某一地域的偏向越小，分布越均匀。C值越大，说明流动人口在某地的集中度越大，分布越集聚，越不均衡。
　　1.4  空间自相关分析
　　 空间自相关是空间统计学中常用的一种分析方法，可以测量社会经济现象的空间分布是否存在相似性。通过一个空间相关系数来衡量。研究中分别用全局空间自相关和局部空间自相关分别分析流动人口的空间集聚性。全局空间自相关主要分析流动人口空间上的相关程度和集聚状态，局部空间自相关主要判断流动人口空间分布上的热点区域[12]。 　　 Moran’s Index用于衡量空間要素的相互关系。其值大于0，表明各单元间存在空间正相关，单元内的观察值有趋同趋势;小于零则为负相关;等于0表示不存在空间相关性，属于独立随机分布。其计算公式如下。
　　   I（d）=     （4）
　　 其中：Xi、Xj分别为位置i和位置j的流动人口数;S2=∑（Xi-），=∑Xi，Wij为空间权重矩阵的任一元素，其目的是定义空间对象的相互邻接关系。
　　 权重矩阵的相邻规则和距离规则如下。
　　 Wij=1    位置i与位置j相邻2    位置i与位置j不相邻
　　 其中i=1，2，…，n;j=1，2，…，m;m=n或m≠n。
　　2  结果与分析
　　2.1  北京市流动人口总量分析
　　 北京市一直以来都是京津冀都市圈中流动人口的主要聚居地。就流动人口总量而言，2005—2015年北京市流动人口总量不断增加（见表1）。2005年流动人口为357.3万人，2015年流动人口达822.6万人，11年间流动人口年均增长率7.88%，可见北京市流动人口增长迅速。尤其是2010年流动人口增加量最多，2010年流动人口增加了将近200万人。从表1也可以看出，虽然流动人口总数量在增加，但最近几年增长缓慢。
　　 就流动人口密度而言，2005—2015年北京市流动人口密度不断增加，从2005年的218人/km2增加到2015年的501人/km2，但流动人口密度最近几年增长很缓慢。
　　 就流动人口占常住人口比重而言，2005—2014年流动人口占常住人口比重都增加，且占常住人口比重都较高，在23.23%～38.05%之间，但2015年这一比重出现下降。
　　 就流动人口年增长率而言，2005—2015年间，前期基本上是增加的，2010年增长率达到最高，此后迅速下降，年增长率曲线出现了以2010年为转折点的倒“V”型（见图1）。
　　 流动人口总量和密度11年间都增加但最近增加缓慢，流动人口占常住人口比重前10年增加、2015年出现下降，这些现象与北京市实行严格人口调控政策和北京市生活成本不断增加有很大关系。
　　2.2  北京市流动人口密度分析
　　 根据2005年北京市区域统计年鉴，以及2010年和2014年北京市统计年鉴数据，对北京市16个区这3个年份流动人口密度整理分析（见表2），并运用ArcGIS软件进行空间展示（见图2、图3、图4）。
　　 第一，北京市16个区流动人口密度在2005—2014年的10年间都是增加的。从流动人口密度绝对增长量上来说，增加最多的是首都功能核心区的东城区和西城区，其次是城市功能拓展区的朝阳区、海淀区、丰台区和石景山区，再次为城市发展新区的房山区、通州区、顺义区、昌平区和大兴区，生态涵养发展区的门头沟区、怀柔区、平谷区、密云区和延庆区微增。从流动人口相对增长量上来说，城市发展新区的通州、昌平和大兴增加较多。
　　 第二，北京市16区流动人口密度从呈现出由市中心向外逐渐降低的特点。2005年流动人口密度在3 000人/km2以上的区只有东城区和西城区。2010年朝阳区流动人口密度也达到3 000人/km2以上，此时东城区和西城区流动人口达到5 000人/km2。2014年流动人口密度达到3 000人/km2以上的区又增加了海淀区。16个区流动人口密度呈现出首都功能核心区>城市功能拓展区>城市发展新区>生态涵养发展区的顺序。
　　 第三，北京市16区流动人口分布高度不平衡。既有东城区和西城区流动人口密度5 000人/km2以上的流动人口高度集聚区，也有门头沟区、怀柔区、密云区和延庆区流动人口密度在50人/km2以下的流动人口稀疏区。由此可见，流动人口在北京市内部的空间分布高度不均衡。
　　2.3  北京市流动人口重心分析
　　 根据2005—2008年北京市区域统计年鉴和2009—2014年北京市统计年鉴中流动人口数据，结合北京市地图在ArcGIS软件中显示的经、纬度，运用公式（2）计算得到北京市2005—2014年流动人口重心迁移轨迹（见图5）。
　　 总体上来说，2005—2014年的10年间北京市流动人口重心变化不大，基本上处在西城区和朝阳区的交界处，但也表现出一定的特点。
　　 2005—2009年，北京市流动人口重心向东南方向迁移，经度由2005年的东经116.368 9°迁移到2009年的东经116.373 7°，纬度由2005年的北纬39.958 4°迁移到2009年的北纬39.951 6°。2010年流动人口重心又突然北移，经度和纬度分别为东经116.368 6°，北纬39.964 4°。2010—2014年间重心又向东迁移，此期间纬度变化不大，但经度由2010年的东经116.368 6°迁移到2014年的东经116.371 8°。流动人口整体上向东微迁，可能与东部经济发展迅速和通州区作为北京市城市副中心有关。
　　2.4  北京市流动人口集中指数分析
　　 根据2005年北京市区域统计年鉴，以及2010年和2014年北京统计年鉴，结合公式（3）计算得到北京市2005年、2010年和2014年流动人口集中指数（见表3）。
　　 北京市2005年、2010年和2014年流动人口集中指数分别为0.612、0.606、0.598，可见北京市流动人口集中指数比较高，说明流动人口在北京市分布比较集聚。但2005—2014年的10年间，流动人口集中指数逐渐减小，这一现象说明北京市流动人口开始出现了疏散的趋势。这与流动人口大量涌进北京给资源和环境造成很大压力，致使北京开始实行严格的人口控制政策有关。 　　2.5  北京市流动人口空间自相关分析
　　 根据2005年、2007年北京市区域统计年鉴，2009年、2010年、2012年、2014年北京市统计年鉴的数据，通过ArcGIS软件计算得到北京市2005年、2007年、2009年、2010年、2012年和2014年流动人口全局空间自相关系数（见表4）分别为0.189 703、0.196 792、0.212 375、0.188 663、0.180 776、0.174 520。这6年北京市流动人口数量的Moran's Index都大于0，可见2005—2014年的10年间流动人口具有相同的发展趋势。北京市流动人口具有空间集聚的模式，即流动人口较多的区域与流动人口较多的区域相连，流动人口较少的区域与流动人口较少的区域相连的空间自相关。
　　 2005—2009年的Moran's Index和Z值都是逐渐增加的，说明这几年流动人口的空间自相关性增强。2010—2014年Moran's Index和Z值逐年递减，说明这几年流动人口空间自相关性减弱。
　　 根据统计数据，结合ArcGIS软件制图功能，得到2005年、2007年、2009年、2010年、2012年和2014年北京市流动人口集聚分布图（见图6）。因6年集聚分布图一样，所以只展示一个集聚分布图。
　　 从图6可以看出，北京市流动人口空间集聚状态变化不大，流动人口高高集聚区一直是海淀区和朝阳区，其他区间流动人口空间分布是随机的。海淀区和朝阳区是流动人口高高集聚区，因为这两个区不仅具有地理上的交通优势（有多条地铁线路通过），还具有产业布局优势。
　　 海淀区产业布局分为“两中心”和“四区”。“两中心”指中关村科技园区和海淀区科技创新中心。“四区”是指东部的科教文化产业区、北部的城市新区、南部的现代服务区以及西部的生态休闲旅游区。这“两中心”和“四区”的产业对流动人口具很强吸引力，导致流动人口在该区域大量集聚。
　　 朝阳区产业布局中，第三产业比重达到了80%以上，且北京市六大高端产业功能区中的三大产业功能区（CBD、奥运和电子城）都在朝阳区，这些优势因素使得流动人口在朝阳区大量集聚。
　　3  結论与讨论
　　 依据2005—2008年的北京市区域统计年鉴，2009—2014年北京市统计年鉴中流动人口数据，运用空间统计学方法，结合ArcGIS软件统计和制图功能，通过对流动人口数量、密度、重心变化、集中指数和空间自相关的分析，得到了北京市近10年来流动人口空间分布的基本特征如下。
　　 一是北京市流动人口数量巨大，增长迅速，但2010年后增速减缓。二是流动人口在北京市内部流动人口空间分布高度不均衡，高度集聚区（首都功能核心区和城市功能拓展区）和低度集聚区（生态涵养发展区）并存。三是流动人口重心略微向东偏移，但幅度不大。四是北京市流动人口空间分布存在自相关性，存在高高集聚区和不相关区域，但不存在高低集聚区、低高集聚区和低低集聚区。
　　 研究北京市流动人口空间分布，为交通拥挤、资源环境紧张、房价高起等“大城市病”等问题提供了一定的解决思路，也为做好流动人口服务工作和制定针对性管理政策提供了依据。究竟是自然因素、经济因素还是社会因素造成北京市流动人口空间分布的这种格局，仍需深入研究。
　　参考文献：
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　　[2]McDonald. J. Econometric studies of urban population density： A survey [J]. Journal of Urban Economics，1989，26：361-385.
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　　[4]Getis A， J. K. Ord.The analysis of spatial association by use of distance statistics [J].Geographical Analysis，1992，24（3）：189-206.
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　　[12]张凌云，李松，张洁，等.基于空间自相关的乌鲁木齐市民族居住格局研究[J].干旱区资源与环境，2014，28（3）：50-55.
　　基金项目：北京市教育委员会科研计划项目“首都圈流动人口空间格局变动及对未来人口分布的影响”（SM201710038004）。
　　作者简介：刘爱华（1983—），女，山东临清人，博士研究生，研究方向：人口流动、区域经济发展。
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