[发明专利]一种基于人口栅格数据的城市主副中心边界识别方法

说明书

本发明公开了一种基于人口栅格数据的城市主副中心边界识别方法，首先，获取城市人口栅格数据，并导入ArcGIS软件对其进行预处理，生成城市人口分布的矢量数据；其次，对上一步生成的城市人口分布矢量数据进行局部空间自相关分析，选取具有高‑高属性值的人口格网组成的区域作为潜在的城市中心；再次，根据城市中心范围应该具备的连续性、规模性要求，从上一步识别的潜在的城市中心中筛选符合要求的区域作为城市中心，其中人口数量最多的区域为主中心，其余为副中心。本发明依托免费开放的人口栅格数据对城市主副中心的边界进行识别，具有成本低、易操作、速度快的特点，有利于城市规划中科学合理地划定城市中心边界。

技术领域

本发明涉及城市规划数据分析技术领域，尤其是一种基于人口栅格数据的城市主副中心边界识别方法。

背景技术

伴随着我国城市化进程的快速推进，城市空间不断向外扩张，出现了诸如交通拥堵、耕地和开放空间锐减、环境污染等一系列“城市病”。在这样的背景下，国内外城市研究领域高度关注城市空间发展模式的研究，希望找到有利于城市可持续发展的空间结构模式，因而城市多中心的识别、经济绩效以及对居民生活、交通和环境等的影响研究成为学者关注的焦点。其中，城市多中心的识别是开展城市多中心空间结构研究的前提和基础，完善城市多中心的识别方法对于进一步开展城市多中心空间结构研究具有重要意义。从形态多中心的角度，多中心城市被定义为是由一组重要性分布相对均匀的城市中心组成的城市。在该定义下，城市中心的识别成为多中心城市测度的核心，目前关于城市中心的识别形成了参数和非参数两种方法。

参数法即是通过设置测度指标(如人口密度和就业密度)的绝对或者相对阈值对城市的人口中心进行识别。该方法存在两个方面的局限，一是在设置指标阈值时具有较大的随意性，二是不利于进行不同城市的比较研究。非参数法是通过局部加权回归、空间统计、核密度分析和空间聚类等方法对城市中心进行识别。非参数法克服了参数法的一些缺陷，考虑了城市中心与周围区域的相互作用，同时也避免了主观设置阈值的随意性。然而，非参数法往往需要具备较为详细的城市基础资料，需要预先划定CBD和城市中心，具有数据获取难度高和操作复杂的缺点。

近年来，伴随着高分辨率人口数据可获得性和空间分析技术的不断发展，为城市中心的识别提供了新的思路和方法。高分辨率人口数据突破了传统统计数据以县市为统计单元的空间尺度制约，为探究城市中心提供了数据支撑，并且空间分析技术的发展为克服参数法的随意性和非参数法的复杂性问题提供了可能，从而有利于更好的进行城市多中心识别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于人口栅格数据的城市主副中心边界识别方法，依托免费开放的人口栅格数据对城市主副中心的边界进行识别，具有成本低、易操作、速度快的特点，有利于城市规划中科学合理地划定城市中心边界。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于人口栅格数据的城市主副中心边界识别方法，包括如下步骤：

(1)从LandScan、WorldPop等免费开放的全球人口栅格数据集中提取所研究城市的人口栅格数据；

(2)将步骤(1)中获取的城市人口栅格数据导入ArcGIS软件进行预处理，生成可供进一步分析的城市人口分布的矢量数据；

(3)对步骤(2)中生成的城市人口分布矢量数据进行局部空间自相关分析，获取城市人口分布的空间聚类特征，筛选出具有高-高(HH)属性值的人口格网组成的区域作为潜在的城市中心，所组成区域的边界作为潜在的城市中心边界；

(4)结合城市中心应该具备的连续性、规模性要求，对步骤(3)中筛选出的潜在城市中心进行进一步遴选，剔除范围不连续、区域面积低于2平方公里或人口规模少于5万人的潜在城市中心；

(5)针对步骤(4)中遴选出的城市中心，选取人口规模最大的中心作为城市主中心，其余中心作为城市副中心，对应的边界作为城市主副中心的边界。