第“卷第２期２００９年２月
地理学报
ＡＣＴＡＧＥＯＧＲＡＰＨＩＣＡＳＩＮＩＣＡ
Ｖ０１．６４．Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２００９
中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
葛美玲１，２’封志明１
（Ｉ．中国科学院地理科学与资源研究所。北京ｉ００１０１；２．中国科学院研究生院。北京１０００４９）
摘要：依据２０００年全国第五次人口普查数据．利用ＡｒｃＧＩＳ的空间分析功能，将人口密度图分层显示。并形成中国人口分布网系。在此基础｜：．建立人口重心曲线．根据人口重心曲线上点的邻近性实施人口密度再分级．由此获得了更具空问集聚特征的人口密度图。基于人口密度分级的多圈层迭加分析表明：随着人口密度增大，人口分布重心逐渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密。中国人口分布多罔层集聚特征明显。人口重心曲线表明．人口分布总体上是从高密度向低密度分布过渡的．其中在低密度中也有高密度地区分布．高密度地区也有相对稀疏的地区。基于人口重心曲线的中国人口密度再分级表明．中国人口密度町以适度划分
为９级．据此可以将中国人口地理分布划分为集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度
集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区。统计表明．中国３／４以上的人口集中分布在不到ｌ／５的国土面积上．半数以ｌｚ的国土面积上居住着不到２％的人口．研究结果较好地揭示了中周人口分布的空间规律性。关键词：人口；人１２Ｉ密度；人口重心；人口重心曲线；ＧＩＳ；中国
ｌ
引言
等值图（ＣｈｏｒｏｐｌｅｔｈＭａｐ）的可读性一直困扰着制图者．怎样才能让等值图传递其数据应有的信息，又怎样才能让读图者觉得简单易读（没有破碎）Ⅲ？一种数据对应多幅等值图．还是应该有最满意的一幅？当笔者在制作中国人口密度图时．这些疑问随之而来。由此带来了等值图的适度分级问题。等值图分级是指某一数值在地图上以面域方式显示的等级结构。只要选择合适的类别间隔（ＣｌａｓｓＩｎｔｅｒｖａｌ）就可以清楚地表达这个变量的空问分布规律．并能显示它的地域集聚特征。到目前为止。国外对这一问题的研究已有５０多年的历史．可以查到７０多篇论文【２】。在国内，它属于专题制图中的统计数据分级问题。有多种复杂方法，如最优分割、逐步聚类、模糊聚类、模式识别【３】及遗传算法等，轻易不能看懂．且很少考虑事物空间分布的地理相关性［４】。
我们在应用ＡｒｃＧＩＳ进行人口密度分级时．发现将人口密度分割成比一般情况下多的级别．如１６级．甚至３２级，可以获得更多的信息【习，更易观察到真实的人口分布规律。进一步将这些不同等级的人口密度分割成为单独的图层．重新组合．可以发现人Ｅ１分布的空间集聚过程。并且，人口密度分级又可以按一定规则重新合并成较少的类别，且更具地理意义。
这一规则就是Ｔｏｂｌｅｒ的地理学第一定律：Ｅｖｅｒｙ
ｎｅａｒ
ｔｈｉｎｇｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇｅｌｓｅ，ｂｕｔ
Ｔｈｉｎｇｓｌ６，７】。即。相邻事物之间的联系更多。Ｔｏｂｌｅｒ
的地理学第一定律是空间自相关统计的核心理论［７１．考虑地理事物的空间相关性正是考虑
ｔｈｉｎｇｓ
ａｒｅ
ｍｏｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｈａｎｄｉｓｔａｎｔ
收稿日期：２００８－０５．１６；修订日期：２００８．１１．２０
基金项目：国家人口发展战略研究项目（Ｆ２００８．１）；国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＣｌ８８０１）【Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ：Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔ０１１ＮａｔｉｏｎａｌＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｎｏ．Ｆ２００８－ｌ；Ｍｅｇａ－ｐｒｏｊｅｃｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ
ｔｈｅ１ｌｔｈＦｉｖｅ－ｙｅａｒＰｌａｎ
ｏｆＣｈｉｎａ，Ｎｏ．２００６ＢＡＣｌ８８０１】
作者简介：葛美玲（１９８０・），女，博士研究生，主要研究方向为人１２１地理与ＧＩＳ。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｅｍｌ．０６ｂ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ通信作者：封志明（１９６３一），男，博士生导师。Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｚｍ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ
２０２．２ｌＯ贝
２期葛美玲等：中国人１３分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０３
到地理学第一定律。ＭａｃＥａｃｈｒｅｎ（１９９５）曾对传统的等值图分级提出疑问：
ｄｏｗｅｉｇｎｏｒｅｓｐａｃｅｗｈｅｎｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇｄａｔａｆｏｒ
ａ
“Ｗｈｙ，ｔｈｅｎ，
ｃｈｏｒｏｐｌｅｔｈ
ｍａｐ？”【ｌ】（奇怪．我们在对等值图
的数据进行分级的时候。为什么要忽视空间呢？）。空间正是地理事物有别于一般统计数据的关键。基于这一理论。我们在人口密度分级的基础上设计了人口重心曲线，并将曲线上距离相近的点合并．以达到减少类别和优化分级的目的．更好地展示中国人口空间分布的地域规律性。本文正是我们对这一系列尝试的初步总结。
２数据来源和处理
基础数据除了由国家统计局提供的中国第五次分县人口普查数据外嘲．还有中国科学院资源环境科学数据中心提供的２０００年全国分县行政区划地图【９】。在ＡｒｃＧＩＳ中．人Ｉ：１数据和行政区划关联．并用ＡｒｃＭａｐ自动生成的面积．计算获得全国分县人口密度图【１０】。分级数为１６．结果见图１（图中不包括台湾．但包括香港和澳门）。对于同样是县级单元的市辖区．行政区划地图
上为一个单元：我们以它为标
准。合并市辖区的人口数据。Ｆｉｇ・１
图１２０００年中国分县人口密度图（１６级）
Ｐｏｐｕｌ甜‘∞ｄｅｎｓｌｔｙｍａｐ。‘ｃｈｉｎａ
ｉｎ２０００砒ｔｈｅ。ｏｕｎｔｙ
１ｅｖｅｌ（１６。１鹊螂）
其中，北京、上海、天津、重庆、广州、武汉等６个特大城市市辖区没有全部合并。只将它们的内城区合并成一个单元。外部的市辖区都是过去的郊县，面积较大。不予合并。由此构成２３９４个分区（县）单元。这样做只是为了确保研究结果相对精确。
３基于人口密度分级的中国人口分布图系
如图１所示．中国人口分布空间集聚的特点非常明显。那么怎样才能将这些密集与稀疏的地区分开呢？利用ＡｒｃＧＩＳ强大的空间选择功能可以做到这一点：我们将人口密度级别不同的地区全部分割开来。成为单独的图层（图２）。图２中的每一张地图都代表了该级别下的人口空间分布格局．将它们组合起来观察，更易获得人口分布在空间上的变化信息，我们把图２称为中国人口空间分布图系。图２ａ显示了人口密度在０～１人／ＫＩＴｌ２的分区单元分布。图２ｂ为人１：３密度在２—５人／ｋｉｎ２的分区单元的分布。它们几乎全部位于西北半壁，人口主要分布在河谷、绿洲地区，大片荒漠沦为无人区。图２ｃ、图２ｄ和图２ｅ上的人口分布逐渐稠密起来．其分区单元的分布也都以西北为主。人口相对集中。图２ｅ的分区单元（人Ｉ：１密度在２６～５０人／ｋｍ２）分布在胡焕庸线附近。图２ｆ到图２ｐ的分区单元（人口密度＞１００人／ｋｉｎ２）开始以东南半壁为主要的分布地区。图２０的分区单元（人口密度在１０００～３０００人／ｋｍ２）分散分布，是中国主要大城市的市辖区．一般都是人口集聚的核心。图２ｐ零星分布着几个人１２１密度在３０００人／ｋｍ２以上的分区单元。代表了全国的特大城市，它们是全国人口集聚的中心，主要分布在长三角、珠三角和京津冀地区。
对人ＩＺｌ密度分级的各个图层做统计分析，分别计算它们所包含的分区单元个数．以
地理学报６４卷
图２２０００年中国人口空间分布图系
（从左至右，从上到下。１６级到１级；图中省略了南海诸岛，数字表示人口密度（人瓜ｍｚ）。因图较小
没有标明。图中直线为胡焕庸线）
Ｆｉｇ．２
ＭａｐｓｙｓｔｅｍｏｆｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎ２０００（ｆｒｏｍｌｅｆｔ
ｔｏ
ｒｉｇｈｔａｎｄｆｒｏｍｕｐ
ｔｏ
ｄｏｗｎ，ｃｌａｓｓ１６
ｔｏ
ｃｌａｓｓ
１）
及在东南和西北所占的个数如表ｌ，并据此绘制成各自的比重曲线如图３。人Ｅｌ密度级别１２位于两条曲线的交汇处（２６～５０人／ｋｍ２）．说明这一级别的分区单元在东南和西北的个数接近相等。图３是对各图层分区单元空间分布的统计分析，说明了不同级别的分区单元在东南和西北分布的绝对差异性。也正好反映了我国人Ｅ１分布东南稠密、西北稀疏的空间特点。图２中国人口分布图系则是对中国人口分布差异的地理表达。与图３相比更加直观．所包含的空间信息也是图３无法比拟的．
观察中国人口空间分布图系可以发现一个现象．分区单元所占空间会随着人口密度的减小而增大，表１统计了各级别分县单元的平均面积，更进一步证实了这一事实。
４基于人口分布图系的中国人口多圈层迭加分析
纵观中国人Ｉ＝１分布图系中的１６幅地图，可以发现，随着人口密度增大。人口分布逐
２期葛美玲等：中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０５
渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密。在ＡｒｃＧＩＳ中．我们将１６个图层按人１２Ｉ密度由高到低进行迭加分析．可以观察不同密度级别人口分区单元的集聚变化。为了表现这一变化过程．我们选取了其中６个集聚特征明显的组合直观表达。结果如图４所示。组合方式为：ｌ、２、３级的图层组成核心区，４、５级的图层组成集聚圈层１．其余如图下所标示。由图４可以看到．从核心区到圈层５的迭加．中国人口分布多圈层集聚特征明显．人口具有向平原、三角洲、盆地等地势平坦地区集聚。及向河、向海集聚的向水性特点。在东南半壁．由于人口分布的分县单元较小．人口集聚现象尤为显著。核心区和圈层ｌ构成我国主要的人口密集地（人口密度＞５００人／ｋｍ，大多位于辽中南地区、华北平原、长江三角洲、珠江三角洲、四川盆地和浙闽沿海地区。在西北半壁．人口则以河谷平原和盆地绿洲为核心相对聚集（人口密度为５０￣１５０人／ｋｍ．逐渐过渡到无人地
区。
表１人口密度分级的分县单元个数及平均面积统计
Ｔａｂ．１
Ｓｔａ墙溉荡ｏｆｎｕｍｂｅｒｓａｎｄａｖｅｒａｇｅａｌｒｅｌ晦ｏｆ
ｃｏｕｎｔｉｅｓｂｙｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙｃｌａｓｓｅｓ
人口密度级别
（．Ｋ／ｋｉｎ２）
ｌ２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６
＞３０００ｌｏｏｌ－３０００８０１－１０００６０１．８００５０ｌ＿６００４０１．５００３０ｌ＿４００２０１．３００１５１－２００１０１－１５０５ｌ一１００２６－５０ｌｌ－２５６．１０２．５ｏ－ｌ
分县单元个数全国
４７１３７１００２０３１３７１８ｌ２０３２６３２１５２７７２６５１０８７２６１８９３６２３９４
单元的甲均面积
（ｋｍ２）
３５６６１６６９４ｌ１１５７１３１５１５３９１７９２２０９８２３６３２６０２３３２９５７０９９２２２１１４５９１７４６８５４９１４７３９２０
ｌ５２３０３５１５１２３３４１４８５６５７８９３６
东南
４６１３２９８２００１３７１７８１９８２４８２０３２４４２２４６０１６４０Ｏ１９８８
西北
全部
４０６
注：通过对１６级人口密度图的表格数据进行分类汇总得到。
１．００
不同层级人口密度分级单元的简单迭加得到了意想不到的效果．Ｂａｔｔｙ有城市生长模型一说【ｌｌ】．模拟城市在空间上的生长过程，还有细胞自动机理论【埘、分形理论都与空间上的细小单元密不可分。这种方法似乎与这些经典的理论遥相呼应．进一步印证了空间分析在区域分析中的重要性。
０．７５
…’一—、／
ｋ／
婴０．５０
０．２５０．００
入
．．一．．…＾－一．，、ｋ．．
＋东南占全国的比重＋西北占全国的比重
图３分级县域单元在东南和西北的个数占全国比重（注：数据源为表格１中分别在东南、西北以及全国
的分级分县单元个数１
Ｆｉｇ．３
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ
５基于人口密度分级的人口重心曲线
人口密度的多级划分虽然能够提供较多信息，但最终还是要适度合并．以利读
ｎｕｍｂｅｒｓｏｆｃｏｕｎｔｉｅｓｉｎＳｏｕｔｈｅａｓｔａｎｄ
ｎｕｍｂｅｒｂｙｃｌａｓｓｅｓ
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｏｆｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓｔｏｔａｌ
图。同时也有必要将隐含的人口集聚信息表达出来。根据地理学第一定律，相邻的事物之间联系更多。把地理位置上邻近的图层合并．当然也要满足分级的连续性。由此。提出了人口重心曲线概念。以计算不同人口密度分级的地域分布重心。再判断重心是否相邻．从而决定相应级别是否应该合并。我们采用ＡｒｃＧＩＳ的ＳｐａｔｉａｌＳｔａｔｉｓｔｉｃｓＴｏｏｌｓ下的
Ｍｅａｎ
Ｃｅｎｔｅｒ工具计算各人口密度分级的人口重心【１３】一选择单元的人口密度作为权重字段
（ＷｅｉｇｈｔＦｉｅｌｄ），并用ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ建立模型。将１６个分级人口重心的计算过程放在一起执行。由此获得１６个独立的人ＩＺｌ密度重心，将它们合并到一个点图层上以方便操作。用直线按人口密度的高低次序将得到的多个人口重心连接起来，形成人Ｉ＝Ｉ重心曲线（图５）。
人口重心曲线主要经过了安徽、河南、湖北、陕西、内蒙古、甘肃和青海７个省份，最高级别单元的人口重心位于安徽省境内。从曲线的起伏变化上。可以看出各级人口重心的位置变化。总体来看，西北部的人１２１重心相距较远，而东南部的人口重心相距很近；
地理学报６４卷
圈层４（１０、１１、１２级）
圈层５（１３、１４、１５级）
图４分级单元叠加展现的多圈层集聚过程
（注：图中未表示南海诸岛。数据源为图２的１６级人口密度图谱的分级图层的组合）
Ｆｉｇ．４Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｈｏｗｅｄｂｙｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｇｒａｄｉｎｇ
ｃｏｕｎｔｉｅｓ
２期
葛美玲等：中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０７
高级别的人口重心相距较近．而低
级别的人口重心相距较远。人口重
心曲线再一次直观表达了中国人口分布的地理大势。
人口重心曲线上点的分布并非是毫无规律的，曲线上点的疏密．一是和它所表示级别的人口分布有关．另一有关的则是人口分布单元的面积．面积越小则相互距离越近。从高级别点到低级别点人Ｅｌ密度逐渐降低．人口重心曲线似乎表现了人口分布遵循着一定的衰减法则。从中可以获知，人口分布总体上是从高密度向低密度分布过渡的．其中在低密度中也有高密度地区．高密度地区也有相对稀疏的地区．但并不能掩盖其总体趋势。城市人口的分布遵循人口密度的
Ｃｌａｒｋ法则【１４１．那么一般的人口分
圈５２０００年中国人口重心曲线
Ｆｉｇ．５
Ｃｕｒｖｅｏｆｐｏｐｕｌｇｉｏｎｇｒａｖｉｔｙ
ｃｅｎｔｅｒｓ
ｏｆＣｈｉｎａｉｎ２０００
布是不是也遵循呢？这是值得进一
步研究的问题。
６基于人口重心曲线的
中国人口密度分级与分区
考虑到人口密度曲线上相似级别重心的邻近性．特别是高级别的人口重心的邻近性。我们可以尝试将人１２１密度分级适度合并（表３）。由此．人口密度分级由原来的１６级减少为９级．合并后形成的人口
密度图（图６）。与图ｌ相比，破碎图６基于人口重心曲线的２０００年中国分县人口密度图（９级）度减少了，人口的地理集聚特征得化Ｅ：数据源同图１，只在分级上作了调整，通过使用人口重心道了更好表达，这正是我们想要达曲线将１６级人口密度分级缩小为９级１
到的目的。
Ｆｉｇ．６
ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｖｙｍａｐｏｆＣｈｉｎａｉｎ２０００
Ｏｎｃｕｒｖｅ
ａｔ
ｔｈｅｃｏｕｎｔｙｌｅｖｅｌｂａｓｅｄ
根据人口密度９级的划分．可以将中国人口地理分布划分为集
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙ
ｃｅｎｔｅｌ－￥（９ｃｌａｓｓｅｓ）
聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区（图６），各类型区的人１２Ｉ和面积如表３所
示。
（１）集聚核心区，包括１８４个分区单元，人１２１密度＞１０００人／ｋｍ２，人Ｅｌ超过２．３５亿，占全国人口的１８．８％，面积仅占全国１．１％，主要是中国特大城市或大城市所在市区。
（２）高度集聚区，包括４４０个分区单元，人口密度在５０１—１０００人／ｋｍ２，人Ｅｌ超过
３．４ｌ亿．占全国人Ｉ：１的２７．３％．是人口密度分区中人１：３比重最大的一个类型区，但面积只
地理学报“卷
占５．４％。集中连片分布在黄淮海平原、四川盆地、长江中下游
表３人口重心曲线上点的合并和人口密度类型区统计
Ｔａｂ．３
Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｐｏｉｎｔｓ
ｔｙｐｅ
ｏｎ
ｃｕｒｖｅ
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒｓａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ
ｏｉｌ
ｒｅｇｉｏｎｓｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ
人口比重
，广ｖ
平原翟，东妻篓耋冀苎。新级别金星妻度（３）中度集聚区，藁嘉荔心区１．２
１
人口萤山０父筹尹县鬈姜无
‘ｊ蒜７
ｉ矗
３
面积比重
（％）
１．１５．４３．ｏ９．７１３．０９．４
（％）１８．８
２７．３１０，ｏ２０．９
２
人口密度在４０１．５００；
薏墨羹羹量，６．。
矍筹纂票量１，：１
垂△竖
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５：１。－≤１０。０
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ｉ！
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１４．２
５．２Ｌ８
１．２４亿，冬口比霎誊，６
３％．零星分布在高度集聚区的周嗣。
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６．５
３０．９２１．Ｏ
！：！
加队；耄；凇㈣仍雠掰嬲，１．７Ｏ．１
注：通过对图６的９级人ｕ密度图的表格进行分类汇总得到。
（４）低度集聚区。包括４６６个分区单元．人口密度在２０１．４００人／ｋｎ－ｉ２，人口超过２．６１亿．人口比重达２０．９％。面积比重有９．７％，广泛分布于高、中度集聚区的边缘地区，包括江汉平原、汾渭谷地、贵州高原、北部湾地区、渤海湾和京哈铁路沿线。
（５）一般过渡区，包括４９２个分区单元，人Ｉ＝１密度在１０１．２００人／ｋｌＴｌ２，人口超过１．７７亿．占全国的比重为１４．２％，面积比重为１３％，中国平均人口密度恰在其中。就分布特征而言。在东南部表现为一种底色，是人口相对稀疏地区；在西北部点状分布，则是人口相对集聚的城市化地区。
（６）相对稀疏区，包括２６５个分区单元，人口密度在５１．１００人／ｋｒｌｌ２，人口超过０．６５亿．人Ｉ＝Ｉ比重为５．２％．面积比重为９．４％。在东南部是位于一般过渡区的周边山地，在西北部则是人口相对稠密的河谷绿洲地区。
（７）绝对稀疏区．包括１０８个分区单元，人口密度在２６—５０人／ｋｎｌ２，人口超过Ｏ．２２亿．人口比重为１．８％。面积比重为６．５％。主要分布在胡焕庸线两侧，东北山地和云贵高原地区也相对集中．西北绿洲地区零星分布。
（８）极端稀疏区。包括２２２个分区单元。人Ｉ＝Ｉ密度在２．２５人／ｋｍ２，人口超过０．２亿，人口比重为１．７％．面积比重为３０．９％。作为西北部地区的底色，集中分布在大小兴安岭、内蒙古高原、西部干旱区和青藏高原等自然条件恶劣的地区。
（９）基本无人区。包括３６个分区单元．人口密度为ｏ￣１人／ｋｌｍ２，人口约１００万，人口比重仅为０．１％．面积比重高达２１．０％。集中连片分布在藏北高原、塔里木盆地和阿拉善高原等地区。
总体来看．极端稀疏区和基本无人区的人口约占全国的１．８％，土地面积却占全国的５１．９％．覆盖了中国一半以上的国土面积；人口集聚地区（集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区和低度集聚区）人口占全国的７７％，面积只占１９．２％。换句话说，中国３／４以上的人口集中分布在不到１／５的国土面积上．半数以上的国土面积上居住着不到２％的人口，中国人口分布的空间不均衡性由此可见一斑。
７讨论与结论
通常情况下认为４．７级是统计制图较为合适的分级数【４】，本文中人口密度图的初步分级数达到１６级，由此得到了初始的人口密度图，但是所含的信息量巨大，适合于数据挖掘。对人口密度图采取分级输出的非常规的处理方式，构成中国人ｔ：１分布图系，使得分层信息凸显。人口密度图的分级迭加展示了人Ｉ＝Ｉ集聚的一些空间规律。这些都使人Ｉ：１空间分析达到了一定的量化水平。
２期葛美玲等：中国人１２分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０９
Ｔｏｂｌｅｒ曾认为专题地图不用分级．而是用自动制图技术产生连续的灰色阴影图［嘲。而我们认为人口密度单元可以看成类似于遥感图像的象元．只是人ＩＺＩ密度单元的值为人１２１密度．而象元的值为灰度值。基于这一看法。我们对人１２Ｉ密度图的操作比过去更广泛。Ｔｏｂｌｅｒ由于当时的技术所限．可能不会有这样直接的想法。不过。我们的目标不是不分级．而是要根据某种规则将级别分得更好。
基于人口重心曲线的人口密度冉分级．是对人口密度初始分级的调整．由此获得了级别有限、可读性更好的人口密度图。这证明由基于人ＩＺｌ密度分级的人口重心曲线来确定人口密度分级的方法是行之有效的。主要结论如下：
（１）基于人口密度分级的人口分布图系，可更直观地反映人口分布的地理特征和空间差异。利用ＡｒｃＧＩＳ的空间选择功能，按照人口密度分级，将人口密度图分割成为单独图层．连续成图构成人口分布图系；通过分级图层组合，更易获得人口分布空间变化信息。
（２）基于人口密度分级和分布图系的多圈层迭加分析表明。随着人口密度增大。人口分布重心逐渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密；中国人口分布多圈层集聚现象明显。人口具有向平原、三角洲、盆地等地势平坦地区集聚，及向河、向海集聚的向水性特点。（３）人口重心曲线使得人口重心研究有了新发展。即人口重心不只一个．可根据人口密度分级给出多个．由高到低连接构成人１２１重心曲线。人１２Ｉ重心曲线比单个人口重心对人口分布的描述更具地理意义．借助人口重心曲线可以更好地实现人１２１密度制图，更形象地表达人口空间集聚特征。人口重心曲线表明：中国人口分布总体上是从高密度向低密度过渡的．其中在低密度中也有高密度的地区．在高密度中也分布有相对稀疏的地区。
（４）基于人口重心曲线的中国人１２１密度分级与分区研究表明．中国人１２１密度可以适度划分为９级．据此可以将中国人口地理分布划分为集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区。结果显示．中国３／４以上的人口集中分布在不到１／５的国土面积上（集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区和低度集聚区）．半数以上的国土面积上居住着不到２％的人ＩＺｌ（极端稀疏区和基本无人区）。较好地揭示了中国人口分布的空间规律性。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
【１】ＡｒｍｓｔｒｏｎｇＭａｒｃ【２］Ｂｒｅｗｅｒ
ｅｈｏｒｏｐｌｅｔｈｍａｐｓ．ＡｎｎａｌｓｏｆｔｈｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｍｅｒｉｃａｎ
・
Ｐ，ＸｉａｏＮｉｎｇｃｈｕａｎ，ＢｅｎｎｅｔｔＤａｖｉｄＡ．Ｕｓｉｎｇｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｔｏ
ｃｒｅａｔｅ
ｍｕｌｔｉｅｒｉｔｅｒｉａｃｌａｓｓｉｎｔｅｒｖａｌｓｆｏｒ
Ｇｅｏｇｒａｐｈｅｒｓ，２００３，９３（３）：５９５・６２３．
ｏｎ
ＣｙｎｔｈｉａＡ，ＰｉｃｋｌｅＬｉｎｄａ．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａ
ｅｈｏｒｏｐｌｅｔｈｍａｐｓ
ｉｎ
ｓｅｒｉｅｓ．ＡｎｎａｌｓｏｆｔｈｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｍｅｒｉｃａｎ
Ｇｅｏｇｒａｐｈｅｒｓ，２００２，９２（４）：６６２—６８１．
【３】ＬｉＭｉｎｇ．Ｏｎ
Ｔｅａｃｈｅｒｓ
ｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄｏｆｍｏｄｅｌｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｉｎｇｒａａｉｎｇｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｄａｔａｏｆｔｈｅｍａｔｉｃｍａｐｓ。ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇｄｅ
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ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａＢａｓｅｄ
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ＧＩＳ：Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ
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ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｅｎｓｉｔｉｅｓａｎｄＣｕｒｖｅｏｆＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＧｒａｖｉｔｙＣｅｎｔｅｒｓ
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（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃ
２．Ｇｒａｄｕａｔｅ
Ｍｅｉｌｉｎ９１一，ＦＥＮＧ
Ａｃａｄｅｍｙ
Ｚｈｉｍｉｎ９１
Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｂｅｑｉｎｇ
１００１０１，Ｃｈｉｎａ；
ＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ
Ｕｎｉｖｅｒｓ盼ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ
ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎＡｒｃＧＩＳａｎｄｔｈｅｃｏｕｎｔｙ－ｌｅｖｅｌ
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ｄａｔａｏｆ２０００ｉｎＣｈｉｎａ．ｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙｍａｐｗａｓｄｉｖｉｄｅｄａｎｄｓｈｏｗｎｂｙｃｌａｓｓｅｓ．
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ｌａｎｄ．Ｍｏｒｅｔｈａｎ３／４ｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｌｅｓｓｔｈａｎ１／５ｏｆｔｈｅｌａｎｄａｒｅａ。ａｎｄｍｏｒｅｔｈａｎｈａｌｆｏｆｔｈｅｌａｎｄａｒｅａｉｓｉｎｈａｂｉｔｅｄｂｙ１ｅＳＳｔｈａｎ２％ｏｆｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ．ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｒｅｖｅａｌｓ
ａ
ｂｅｔｔｅｒｓｐａｃｅｌａｗｏｆＣｈｉｎａ’ｓｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ；ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ；ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒ；ｃｕｒｖｅ
ｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒｓ；ＧＩＳ
第“卷第２期２００９年２月
地理学报
ＡＣＴＡＧＥＯＧＲＡＰＨＩＣＡＳＩＮＩＣＡ
Ｖ０１．６４．Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２００９
中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
葛美玲１，２’封志明１
（Ｉ．中国科学院地理科学与资源研究所。北京ｉ００１０１；２．中国科学院研究生院。北京１０００４９）
摘要：依据２０００年全国第五次人口普查数据．利用ＡｒｃＧＩＳ的空间分析功能，将人口密度图分层显示。并形成中国人口分布网系。在此基础｜：．建立人口重心曲线．根据人口重心曲线上点的邻近性实施人口密度再分级．由此获得了更具空问集聚特征的人口密度图。基于人口密度分级的多圈层迭加分析表明：随着人口密度增大，人口分布重心逐渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密。中国人口分布多罔层集聚特征明显。人口重心曲线表明．人口分布总体上是从高密度向低密度分布过渡的．其中在低密度中也有高密度地区分布．高密度地区也有相对稀疏的地区。基于人口重心曲线的中国人口密度再分级表明．中国人口密度町以适度划分
为９级．据此可以将中国人口地理分布划分为集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度
集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区。统计表明．中国３／４以上的人口集中分布在不到ｌ／５的国土面积上．半数以ｌｚ的国土面积上居住着不到２％的人口．研究结果较好地揭示了中周人口分布的空间规律性。关键词：人口；人１２Ｉ密度；人口重心；人口重心曲线；ＧＩＳ；中国
ｌ
引言
等值图（ＣｈｏｒｏｐｌｅｔｈＭａｐ）的可读性一直困扰着制图者．怎样才能让等值图传递其数据应有的信息，又怎样才能让读图者觉得简单易读（没有破碎）Ⅲ？一种数据对应多幅等值图．还是应该有最满意的一幅？当笔者在制作中国人口密度图时．这些疑问随之而来。由此带来了等值图的适度分级问题。等值图分级是指某一数值在地图上以面域方式显示的等级结构。只要选择合适的类别间隔（ＣｌａｓｓＩｎｔｅｒｖａｌ）就可以清楚地表达这个变量的空问分布规律．并能显示它的地域集聚特征。到目前为止。国外对这一问题的研究已有５０多年的历史．可以查到７０多篇论文【２】。在国内，它属于专题制图中的统计数据分级问题。有多种复杂方法，如最优分割、逐步聚类、模糊聚类、模式识别【３】及遗传算法等，轻易不能看懂．且很少考虑事物空间分布的地理相关性［４】。
我们在应用ＡｒｃＧＩＳ进行人口密度分级时．发现将人口密度分割成比一般情况下多的级别．如１６级．甚至３２级，可以获得更多的信息【习，更易观察到真实的人口分布规律。进一步将这些不同等级的人口密度分割成为单独的图层．重新组合．可以发现人Ｅ１分布的空间集聚过程。并且，人口密度分级又可以按一定规则重新合并成较少的类别，且更具地理意义。
这一规则就是Ｔｏｂｌｅｒ的地理学第一定律：Ｅｖｅｒｙ
ｎｅａｒ
ｔｈｉｎｇｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇｅｌｓｅ，ｂｕｔ
Ｔｈｉｎｇｓｌ６，７】。即。相邻事物之间的联系更多。Ｔｏｂｌｅｒ
的地理学第一定律是空间自相关统计的核心理论［７１．考虑地理事物的空间相关性正是考虑
ｔｈｉｎｇｓ
ａｒｅ
ｍｏｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｈａｎｄｉｓｔａｎｔ
收稿日期：２００８－０５．１６；修订日期：２００８．１１．２０
基金项目：国家人口发展战略研究项目（Ｆ２００８．１）；国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＣｌ８８０１）【Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ：Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｊｅｃｔ０１１ＮａｔｉｏｎａｌＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｎｏ．Ｆ２００８－ｌ；Ｍｅｇａ－ｐｒｏｊｅｃｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ
ｔｈｅ１ｌｔｈＦｉｖｅ－ｙｅａｒＰｌａｎ
ｏｆＣｈｉｎａ，Ｎｏ．２００６ＢＡＣｌ８８０１】
作者简介：葛美玲（１９８０・），女，博士研究生，主要研究方向为人１２１地理与ＧＩＳ。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｅｍｌ．０６ｂ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ通信作者：封志明（１９６３一），男，博士生导师。Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｚｍ＠ｉｇｓｎｒｒ．ａｃ．ｃｎ
２０２．２ｌＯ贝
２期葛美玲等：中国人１３分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０３
到地理学第一定律。ＭａｃＥａｃｈｒｅｎ（１９９５）曾对传统的等值图分级提出疑问：
ｄｏｗｅｉｇｎｏｒｅｓｐａｃｅｗｈｅｎｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇｄａｔａｆｏｒ
ａ
“Ｗｈｙ，ｔｈｅｎ，
ｃｈｏｒｏｐｌｅｔｈ
ｍａｐ？”【ｌ】（奇怪．我们在对等值图
的数据进行分级的时候。为什么要忽视空间呢？）。空间正是地理事物有别于一般统计数据的关键。基于这一理论。我们在人口密度分级的基础上设计了人口重心曲线，并将曲线上距离相近的点合并．以达到减少类别和优化分级的目的．更好地展示中国人口空间分布的地域规律性。本文正是我们对这一系列尝试的初步总结。
２数据来源和处理
基础数据除了由国家统计局提供的中国第五次分县人口普查数据外嘲．还有中国科学院资源环境科学数据中心提供的２０００年全国分县行政区划地图【９】。在ＡｒｃＧＩＳ中．人Ｉ：１数据和行政区划关联．并用ＡｒｃＭａｐ自动生成的面积．计算获得全国分县人口密度图【１０】。分级数为１６．结果见图１（图中不包括台湾．但包括香港和澳门）。对于同样是县级单元的市辖区．行政区划地图
上为一个单元：我们以它为标
准。合并市辖区的人口数据。Ｆｉｇ・１
图１２０００年中国分县人口密度图（１６级）
Ｐｏｐｕｌ甜‘∞ｄｅｎｓｌｔｙｍａｐ。‘ｃｈｉｎａ
ｉｎ２０００砒ｔｈｅ。ｏｕｎｔｙ
１ｅｖｅｌ（１６。１鹊螂）
其中，北京、上海、天津、重庆、广州、武汉等６个特大城市市辖区没有全部合并。只将它们的内城区合并成一个单元。外部的市辖区都是过去的郊县，面积较大。不予合并。由此构成２３９４个分区（县）单元。这样做只是为了确保研究结果相对精确。
３基于人口密度分级的中国人口分布图系
如图１所示．中国人口分布空间集聚的特点非常明显。那么怎样才能将这些密集与稀疏的地区分开呢？利用ＡｒｃＧＩＳ强大的空间选择功能可以做到这一点：我们将人口密度级别不同的地区全部分割开来。成为单独的图层（图２）。图２中的每一张地图都代表了该级别下的人口空间分布格局．将它们组合起来观察，更易获得人口分布在空间上的变化信息，我们把图２称为中国人口空间分布图系。图２ａ显示了人口密度在０～１人／ＫＩＴｌ２的分区单元分布。图２ｂ为人１：３密度在２—５人／ｋｉｎ２的分区单元的分布。它们几乎全部位于西北半壁，人口主要分布在河谷、绿洲地区，大片荒漠沦为无人区。图２ｃ、图２ｄ和图２ｅ上的人口分布逐渐稠密起来．其分区单元的分布也都以西北为主。人口相对集中。图２ｅ的分区单元（人Ｉ：１密度在２６～５０人／ｋｍ２）分布在胡焕庸线附近。图２ｆ到图２ｐ的分区单元（人口密度＞１００人／ｋｉｎ２）开始以东南半壁为主要的分布地区。图２０的分区单元（人口密度在１０００～３０００人／ｋｍ２）分散分布，是中国主要大城市的市辖区．一般都是人口集聚的核心。图２ｐ零星分布着几个人１２１密度在３０００人／ｋｍ２以上的分区单元。代表了全国的特大城市，它们是全国人口集聚的中心，主要分布在长三角、珠三角和京津冀地区。
对人ＩＺｌ密度分级的各个图层做统计分析，分别计算它们所包含的分区单元个数．以
地理学报６４卷
图２２０００年中国人口空间分布图系
（从左至右，从上到下。１６级到１级；图中省略了南海诸岛，数字表示人口密度（人瓜ｍｚ）。因图较小
没有标明。图中直线为胡焕庸线）
Ｆｉｇ．２
ＭａｐｓｙｓｔｅｍｏｆｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｎ２０００（ｆｒｏｍｌｅｆｔ
ｔｏ
ｒｉｇｈｔａｎｄｆｒｏｍｕｐ
ｔｏ
ｄｏｗｎ，ｃｌａｓｓ１６
ｔｏ
ｃｌａｓｓ
１）
及在东南和西北所占的个数如表ｌ，并据此绘制成各自的比重曲线如图３。人Ｅｌ密度级别１２位于两条曲线的交汇处（２６～５０人／ｋｍ２）．说明这一级别的分区单元在东南和西北的个数接近相等。图３是对各图层分区单元空间分布的统计分析，说明了不同级别的分区单元在东南和西北分布的绝对差异性。也正好反映了我国人Ｅ１分布东南稠密、西北稀疏的空间特点。图２中国人口分布图系则是对中国人口分布差异的地理表达。与图３相比更加直观．所包含的空间信息也是图３无法比拟的．
观察中国人口空间分布图系可以发现一个现象．分区单元所占空间会随着人口密度的减小而增大，表１统计了各级别分县单元的平均面积，更进一步证实了这一事实。
４基于人口分布图系的中国人口多圈层迭加分析
纵观中国人Ｉ＝１分布图系中的１６幅地图，可以发现，随着人口密度增大。人口分布逐
２期葛美玲等：中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０５
渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密。在ＡｒｃＧＩＳ中．我们将１６个图层按人１２Ｉ密度由高到低进行迭加分析．可以观察不同密度级别人口分区单元的集聚变化。为了表现这一变化过程．我们选取了其中６个集聚特征明显的组合直观表达。结果如图４所示。组合方式为：ｌ、２、３级的图层组成核心区，４、５级的图层组成集聚圈层１．其余如图下所标示。由图４可以看到．从核心区到圈层５的迭加．中国人口分布多圈层集聚特征明显．人口具有向平原、三角洲、盆地等地势平坦地区集聚。及向河、向海集聚的向水性特点。在东南半壁．由于人口分布的分县单元较小．人口集聚现象尤为显著。核心区和圈层ｌ构成我国主要的人口密集地（人口密度＞５００人／ｋｍ，大多位于辽中南地区、华北平原、长江三角洲、珠江三角洲、四川盆地和浙闽沿海地区。在西北半壁．人口则以河谷平原和盆地绿洲为核心相对聚集（人口密度为５０￣１５０人／ｋｍ．逐渐过渡到无人地
区。
表１人口密度分级的分县单元个数及平均面积统计
Ｔａｂ．１
Ｓｔａ墙溉荡ｏｆｎｕｍｂｅｒｓａｎｄａｖｅｒａｇｅａｌｒｅｌ晦ｏｆ
ｃｏｕｎｔｉｅｓｂｙｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙｃｌａｓｓｅｓ
人口密度级别
（．Ｋ／ｋｉｎ２）
ｌ２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６
＞３０００ｌｏｏｌ－３０００８０１－１０００６０１．８００５０ｌ＿６００４０１．５００３０ｌ＿４００２０１．３００１５１－２００１０１－１５０５ｌ一１００２６－５０ｌｌ－２５６．１０２．５ｏ－ｌ
分县单元个数全国
４７１３７１００２０３１３７１８ｌ２０３２６３２１５２７７２６５１０８７２６１８９３６２３９４
单元的甲均面积
（ｋｍ２）
３５６６１６６９４ｌ１１５７１３１５１５３９１７９２２０９８２３６３２６０２３３２９５７０９９２２２１１４５９１７４６８５４９１４７３９２０
ｌ５２３０３５１５１２３３４１４８５６５７８９３６
东南
４６１３２９８２００１３７１７８１９８２４８２０３２４４２２４６０１６４０Ｏ１９８８
西北
全部
４０６
注：通过对１６级人口密度图的表格数据进行分类汇总得到。
１．００
不同层级人口密度分级单元的简单迭加得到了意想不到的效果．Ｂａｔｔｙ有城市生长模型一说【ｌｌ】．模拟城市在空间上的生长过程，还有细胞自动机理论【埘、分形理论都与空间上的细小单元密不可分。这种方法似乎与这些经典的理论遥相呼应．进一步印证了空间分析在区域分析中的重要性。
０．７５
…’一—、／
ｋ／
婴０．５０
０．２５０．００
入
．．一．．…＾－一．，、ｋ．．
＋东南占全国的比重＋西北占全国的比重
图３分级县域单元在东南和西北的个数占全国比重（注：数据源为表格１中分别在东南、西北以及全国
的分级分县单元个数１
Ｆｉｇ．３
Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆ
５基于人口密度分级的人口重心曲线
人口密度的多级划分虽然能够提供较多信息，但最终还是要适度合并．以利读
ｎｕｍｂｅｒｓｏｆｃｏｕｎｔｉｅｓｉｎＳｏｕｔｈｅａｓｔａｎｄ
ｎｕｍｂｅｒｂｙｃｌａｓｓｅｓ
Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｏｆｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ＇ｓｔｏｔａｌ
图。同时也有必要将隐含的人口集聚信息表达出来。根据地理学第一定律，相邻的事物之间联系更多。把地理位置上邻近的图层合并．当然也要满足分级的连续性。由此。提出了人口重心曲线概念。以计算不同人口密度分级的地域分布重心。再判断重心是否相邻．从而决定相应级别是否应该合并。我们采用ＡｒｃＧＩＳ的ＳｐａｔｉａｌＳｔａｔｉｓｔｉｃｓＴｏｏｌｓ下的
Ｍｅａｎ
Ｃｅｎｔｅｒ工具计算各人口密度分级的人口重心【１３】一选择单元的人口密度作为权重字段
（ＷｅｉｇｈｔＦｉｅｌｄ），并用ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ建立模型。将１６个分级人口重心的计算过程放在一起执行。由此获得１６个独立的人ＩＺｌ密度重心，将它们合并到一个点图层上以方便操作。用直线按人口密度的高低次序将得到的多个人口重心连接起来，形成人Ｉ＝Ｉ重心曲线（图５）。
人口重心曲线主要经过了安徽、河南、湖北、陕西、内蒙古、甘肃和青海７个省份，最高级别单元的人口重心位于安徽省境内。从曲线的起伏变化上。可以看出各级人口重心的位置变化。总体来看，西北部的人１２１重心相距较远，而东南部的人口重心相距很近；
地理学报６４卷
圈层４（１０、１１、１２级）
圈层５（１３、１４、１５级）
图４分级单元叠加展现的多圈层集聚过程
（注：图中未表示南海诸岛。数据源为图２的１６级人口密度图谱的分级图层的组合）
Ｆｉｇ．４Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｓｈｏｗｅｄｂｙｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｇｒａｄｉｎｇ
ｃｏｕｎｔｉｅｓ
２期
葛美玲等：中国人口分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０７
高级别的人口重心相距较近．而低
级别的人口重心相距较远。人口重
心曲线再一次直观表达了中国人口分布的地理大势。
人口重心曲线上点的分布并非是毫无规律的，曲线上点的疏密．一是和它所表示级别的人口分布有关．另一有关的则是人口分布单元的面积．面积越小则相互距离越近。从高级别点到低级别点人Ｅｌ密度逐渐降低．人口重心曲线似乎表现了人口分布遵循着一定的衰减法则。从中可以获知，人口分布总体上是从高密度向低密度分布过渡的．其中在低密度中也有高密度地区．高密度地区也有相对稀疏的地区．但并不能掩盖其总体趋势。城市人口的分布遵循人口密度的
Ｃｌａｒｋ法则【１４１．那么一般的人口分
圈５２０００年中国人口重心曲线
Ｆｉｇ．５
Ｃｕｒｖｅｏｆｐｏｐｕｌｇｉｏｎｇｒａｖｉｔｙ
ｃｅｎｔｅｒｓ
ｏｆＣｈｉｎａｉｎ２０００
布是不是也遵循呢？这是值得进一
步研究的问题。
６基于人口重心曲线的
中国人口密度分级与分区
考虑到人口密度曲线上相似级别重心的邻近性．特别是高级别的人口重心的邻近性。我们可以尝试将人１２１密度分级适度合并（表３）。由此．人口密度分级由原来的１６级减少为９级．合并后形成的人口
密度图（图６）。与图ｌ相比，破碎图６基于人口重心曲线的２０００年中国分县人口密度图（９级）度减少了，人口的地理集聚特征得化Ｅ：数据源同图１，只在分级上作了调整，通过使用人口重心道了更好表达，这正是我们想要达曲线将１６级人口密度分级缩小为９级１
到的目的。
Ｆｉｇ．６
ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｖｙｍａｐｏｆＣｈｉｎａｉｎ２０００
Ｏｎｃｕｒｖｅ
ａｔ
ｔｈｅｃｏｕｎｔｙｌｅｖｅｌｂａｓｅｄ
根据人口密度９级的划分．可以将中国人口地理分布划分为集
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙ
ｃｅｎｔｅｌ－￥（９ｃｌａｓｓｅｓ）
聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区（图６），各类型区的人１２Ｉ和面积如表３所
示。
（１）集聚核心区，包括１８４个分区单元，人１２１密度＞１０００人／ｋｍ２，人Ｅｌ超过２．３５亿，占全国人口的１８．８％，面积仅占全国１．１％，主要是中国特大城市或大城市所在市区。
（２）高度集聚区，包括４４０个分区单元，人口密度在５０１—１０００人／ｋｍ２，人Ｅｌ超过
３．４ｌ亿．占全国人Ｉ：１的２７．３％．是人口密度分区中人１：３比重最大的一个类型区，但面积只
地理学报“卷
占５．４％。集中连片分布在黄淮海平原、四川盆地、长江中下游
表３人口重心曲线上点的合并和人口密度类型区统计
Ｔａｂ．３
Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｐｏｉｎｔｓ
ｔｙｐｅ
ｏｎ
ｃｕｒｖｅ
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒｓａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ
ｏｉｌ
ｒｅｇｉｏｎｓｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ
人口比重
，广ｖ
平原翟，东妻篓耋冀苎。新级别金星妻度（３）中度集聚区，藁嘉荔心区１．２
１
人口萤山０父筹尹县鬈姜无
‘ｊ蒜７
ｉ矗
３
面积比重
（％）
１．１５．４３．ｏ９．７１３．０９．４
（％）１８．８
２７．３１０，ｏ２０．９
２
人口密度在４０１．５００；
薏墨羹羹量，６．。
矍筹纂票量１，：１
垂△竖
！！
：。．０１４－５。。００
５：１。－≤１０。０
搂８１篙６５
ｉ！
ｌ２ｌ
１４．２
５．２Ｌ８
１．２４亿，冬口比霎誊，６
３％．零星分布在高度集聚区的周嗣。
！
６．５
３０．９２１．Ｏ
！：！
加队；耄；凇㈣仍雠掰嬲，１．７Ｏ．１
注：通过对图６的９级人ｕ密度图的表格进行分类汇总得到。
（４）低度集聚区。包括４６６个分区单元．人口密度在２０１．４００人／ｋｎ－ｉ２，人口超过２．６１亿．人口比重达２０．９％。面积比重有９．７％，广泛分布于高、中度集聚区的边缘地区，包括江汉平原、汾渭谷地、贵州高原、北部湾地区、渤海湾和京哈铁路沿线。
（５）一般过渡区，包括４９２个分区单元，人Ｉ＝１密度在１０１．２００人／ｋｌＴｌ２，人口超过１．７７亿．占全国的比重为１４．２％，面积比重为１３％，中国平均人口密度恰在其中。就分布特征而言。在东南部表现为一种底色，是人口相对稀疏地区；在西北部点状分布，则是人口相对集聚的城市化地区。
（６）相对稀疏区，包括２６５个分区单元，人口密度在５１．１００人／ｋｒｌｌ２，人口超过０．６５亿．人Ｉ＝Ｉ比重为５．２％．面积比重为９．４％。在东南部是位于一般过渡区的周边山地，在西北部则是人口相对稠密的河谷绿洲地区。
（７）绝对稀疏区．包括１０８个分区单元，人口密度在２６—５０人／ｋｎｌ２，人口超过Ｏ．２２亿．人口比重为１．８％。面积比重为６．５％。主要分布在胡焕庸线两侧，东北山地和云贵高原地区也相对集中．西北绿洲地区零星分布。
（８）极端稀疏区。包括２２２个分区单元。人Ｉ＝Ｉ密度在２．２５人／ｋｍ２，人口超过０．２亿，人口比重为１．７％．面积比重为３０．９％。作为西北部地区的底色，集中分布在大小兴安岭、内蒙古高原、西部干旱区和青藏高原等自然条件恶劣的地区。
（９）基本无人区。包括３６个分区单元．人口密度为ｏ￣１人／ｋｌｍ２，人口约１００万，人口比重仅为０．１％．面积比重高达２１．０％。集中连片分布在藏北高原、塔里木盆地和阿拉善高原等地区。
总体来看．极端稀疏区和基本无人区的人口约占全国的１．８％，土地面积却占全国的５１．９％．覆盖了中国一半以上的国土面积；人口集聚地区（集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区和低度集聚区）人口占全国的７７％，面积只占１９．２％。换句话说，中国３／４以上的人口集中分布在不到１／５的国土面积上．半数以上的国土面积上居住着不到２％的人口，中国人口分布的空间不均衡性由此可见一斑。
７讨论与结论
通常情况下认为４．７级是统计制图较为合适的分级数【４】，本文中人口密度图的初步分级数达到１６级，由此得到了初始的人口密度图，但是所含的信息量巨大，适合于数据挖掘。对人口密度图采取分级输出的非常规的处理方式，构成中国人ｔ：１分布图系，使得分层信息凸显。人口密度图的分级迭加展示了人Ｉ＝Ｉ集聚的一些空间规律。这些都使人Ｉ：１空间分析达到了一定的量化水平。
２期葛美玲等：中国人１２分布的密度分级与重心曲线特征分析
２０９
Ｔｏｂｌｅｒ曾认为专题地图不用分级．而是用自动制图技术产生连续的灰色阴影图［嘲。而我们认为人口密度单元可以看成类似于遥感图像的象元．只是人ＩＺＩ密度单元的值为人１２１密度．而象元的值为灰度值。基于这一看法。我们对人１２Ｉ密度图的操作比过去更广泛。Ｔｏｂｌｅｒ由于当时的技术所限．可能不会有这样直接的想法。不过。我们的目标不是不分级．而是要根据某种规则将级别分得更好。
基于人口重心曲线的人口密度冉分级．是对人口密度初始分级的调整．由此获得了级别有限、可读性更好的人口密度图。这证明由基于人ＩＺｌ密度分级的人口重心曲线来确定人口密度分级的方法是行之有效的。主要结论如下：
（１）基于人口密度分级的人口分布图系，可更直观地反映人口分布的地理特征和空间差异。利用ＡｒｃＧＩＳ的空间选择功能，按照人口密度分级，将人口密度图分割成为单独图层．连续成图构成人口分布图系；通过分级图层组合，更易获得人口分布空间变化信息。
（２）基于人口密度分级和分布图系的多圈层迭加分析表明。随着人口密度增大。人口分布重心逐渐由西北向东南移动，由稀疏趋于稠密；中国人口分布多圈层集聚现象明显。人口具有向平原、三角洲、盆地等地势平坦地区集聚，及向河、向海集聚的向水性特点。（３）人口重心曲线使得人口重心研究有了新发展。即人口重心不只一个．可根据人口密度分级给出多个．由高到低连接构成人１２１重心曲线。人１２Ｉ重心曲线比单个人口重心对人口分布的描述更具地理意义．借助人口重心曲线可以更好地实现人１２１密度制图，更形象地表达人口空间集聚特征。人口重心曲线表明：中国人口分布总体上是从高密度向低密度过渡的．其中在低密度中也有高密度的地区．在高密度中也分布有相对稀疏的地区。
（４）基于人口重心曲线的中国人１２１密度分级与分区研究表明．中国人１２１密度可以适度划分为９级．据此可以将中国人口地理分布划分为集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区、低度集聚区、一般过渡区、相对稀疏区、绝对稀疏区、极端稀疏区、基本无人区等９大类型区。结果显示．中国３／４以上的人口集中分布在不到１／５的国土面积上（集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区和低度集聚区）．半数以上的国土面积上居住着不到２％的人ＩＺｌ（极端稀疏区和基本无人区）。较好地揭示了中国人口分布的空间规律性。参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）
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２１０
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ｏｎ
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ｏｆ
ＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＤｅｎｓｉｔｉｅｓａｎｄＣｕｒｖｅｏｆＰｏｐｕｌａｔｉｏｎＧｒａｖｉｔｙＣｅｎｔｅｒｓ
ＧＥ
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃ
２．Ｇｒａｄｕａｔｅ
Ｍｅｉｌｉｎ９１一，ＦＥＮＧ
Ａｃａｄｅｍｙ
Ｚｈｉｍｉｎ９１
Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ＣＡＳ，Ｂｅｑｉｎｇ
１００１０１，Ｃｈｉｎａ；
ＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ
Ｕｎｉｖｅｒｓ盼ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ
ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎＡｒｃＧＩＳａｎｄｔｈｅｃｏｕｎｔｙ－ｌｅｖｅｌ
ｃｅｎｓｕｓ
ｄａｔａｏｆ２０００ｉｎＣｈｉｎａ．ｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙｍａｐｗａｓｄｉｖｉｄｅｄａｎｄｓｈｏｗｎｂｙｃｌａｓｓｅｓ．
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ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄ
ａ
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ａ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｉｅｓｗｅｒｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ
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ｃｅｎｔｅｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｙｅｒｓｍｏｖｅｆｒｏｍ
ｔｈｅＮｏｒｔｈｗｅｓｔｔｏｔｈｅＳｏｕｔｈｅａｓｔａｎｄｈａｖｅａｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆ
ｂｅｃｏｍｉｎｇｄｅｎｓｅ；ｔｈｅｍｕｌｔｉ—ｌａｙｅｒｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｏｂｖｉｏｕｓ，ｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓｈａｖｅｃｏａｓｔｌｉｎｅｓ．Ｔｈｅ
ｃｕｒｖｅ
ａ
ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｇａｔｈｅｒｉｎｇｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｒｉｖｅｒｓａｎｄ
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒｓｓｈｏｗｓｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｒａｎｓｉｔｓ
ｏｎｅ
ｏｎ
ｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｒｅｇｉｏｎｔｏｔｈｅｌｏｗ
ｔｈｅｗｈｏｌｅ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ
ａｒｅ
ｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙ
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ｏｎ
ａｒｅａ
ａｎｄｖｉｃｅｖｅｒｓａ．Ｔｈｅｒｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｆ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｉｎｔｏ
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ｃｅｎｔｅｒｓ
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ｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｔｈｅ
Ｃｈｉｎｅｓｅ
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ｌａｎｄ．Ｍｏｒｅｔｈａｎ３／４ｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｌｅｓｓｔｈａｎ１／５ｏｆｔｈｅｌａｎｄａｒｅａ。ａｎｄｍｏｒｅｔｈａｎｈａｌｆｏｆｔｈｅｌａｎｄａｒｅａｉｓｉｎｈａｂｉｔｅｄｂｙ１ｅＳＳｔｈａｎ２％ｏｆｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ．ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｒｅｖｅａｌｓ
ａ
ｂｅｔｔｅｒｓｐａｃｅｌａｗｏｆＣｈｉｎａ’ｓｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．
ｏｆｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ；ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｅｎｓｉｔｙ；ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒ；ｃｕｒｖｅ
ｇｒａｖｉｔｙｃｅｎｔｅｒｓ；ＧＩＳ