ArcGIS在核設施廠址區域人口分布調查和統計的應用

陳春燕，鄒 可，文富平

(中國原子能科學研究院，北京 102413)

核設施廠址區域人口分布調查和統計不僅是核設施開展廠址選擇[1-2]、環境影響評價[3]和輻射環境監測[4]關注的問題，也是核事故應急準備和應急響應[5]需要考慮的重要因素之一。在核設施建造階段和運行階段，應通過實地走訪調查獲取核設施廠址5 km范圍內人口分布情況[3]，其是核設施選址和環境保護有關工作決策的重要依據，目前國內核設施廠址人口調查專題采用行政區劃陸域人口密度[6]的統計方法，結合實際走訪情況進行人口分布修正。

地理信息系統(GIS)是能夠輸入、存儲、管理并處理地理空間數據的信息系統，是資源與環境管理的重要手段。目前應用最好的GIS商業軟件是ArcGIS軟件，其具有空間數據分析、屬性數據分析以及更重要的空間數據和屬性數據綜合分析功能。李元松等人[7]利用ArcGIS將所建模型運用于新建G0711高速公路烏尉段線路走向選擇。張亞楠和高惠瑛[8]利用ArcGIS開展了地震應急避難所選址規劃研究。楊夏捷等人[9]以2000—2010年福建南部地區火點數據為基礎，結合氣候、植被、地形及人口和社會經濟數據，對該地區主要森林城市進行森林火險等級劃分，并實現對研究區域森林火災的管理區劃。本文采用ArcGIS軟件統計和分析了某核設施廠址區域人口分布情況。

1 數據來源及其處理

1.1 人口數據來源

國內在開展核設施廠址人口調查專題中所采用的人口數據來源：①實地走訪調查[3]或收集資料的方式獲取5 km范圍內人口數據，②收集人口統計數據文獻資料(見表1)的方式獲取5～80 km范圍內的人口數據。

表1 人口統計數據的特點和來源

本文人口數據來源：①2021年實地走訪調查行政村村委會(居委會)和當地鄉鎮(街道)政府的方式獲得5 km范圍的人口數據，②收集2019年中國縣域統計年鑒、有關市(區)2020年統計年鑒和有關省2019年統計年鑒的方式獲取80 km范圍內的人口數據。

1.2 矢量圖的獲取

實地走訪5 km范圍內涉及的行政村村委會(居委會)，通過詢問村委會(居委會)和相關居民了解行政村(自然村)居民的居住區域(我國人口普查是通過“區域→房屋→住戶→查人”的方式來實現的[10])，將行政村(自然村)居住區域在91衛圖助手軟件中畫出來，并獲取5 km范圍內行政村(自然村)居住區域劃分矢量圖。從91衛圖助手軟件中獲取80 km范圍內各鄉鎮(街道)的行政區劃分矢量圖(圖1)。

圖1 80 km范圍內鄉鎮(街道)行政區劃分示意圖

1.3 ArcGIS軟件建模和處理

在ArcGIS上畫出核電廠廠址區域人口分布調查要求的192個子區[3]劃分矢量圖，將子區劃分矢量圖、預處理的行政村(自然村)居住區域劃分矢量圖和鄉鎮(街道)的行政區劃分矢量圖疊加得到圖2。將處理好的人口數據賦值到各區域(含居住區域和行政區)劃分矢量圖中，通過ArcGIS的字段計算器可以得到其人口密度數據(人/m2)。子區劃分圖和各區域劃分圖進行矢量疊加，可將一個區域劃分為若干部分，各部分面積與其人口密度相乘就可以得到該部分的人口數，將各子區涉及的各部分人口數相加，就可以得到各子區的人口數。以圖3所示為例，某區域被劃分為3個部分，1部分所在子區總人口數等于1、a、b、c、d部分的總人口數。

圖2 人口統計子區劃分和區域劃分的矢量疊加圖

圖3 疊加子區矢量圖的區域劃分示意圖

2 某核設施廠址區域人口分布統計結果

基于行政村(自然村)居住區域的人口密度的統計方法，廠址半徑5 km范圍內人口分布情況：總人口數為93 579人，位于廠址SE方位的1.2 km處的最近自然村人口數為2 050人，1萬人以上的鄉鎮(街道)6個。行政村(自然村)的居民的居住區域分布和人口數量的示意圖如圖4所示。

圖4 5 km范圍內人口分布示意圖

廠址半徑80 km范圍內人口分布情況：總人口數為25 555 780人，3個省(直轄市)，17個市(區)，10萬人以上城鎮17個。廠址半徑80 km范圍內各子區人口分布情況如圖5所示。

圖5 80 km 范圍內各子區人口分布圖

3 結語

基于ArcGIS軟件建立了核設施廠址區域人口數據統計分析模型，統計和分析了某核設施廠址區域人口分布情況。從實踐經驗來看：

(1)核設施廠址選址階段存在很多不確定性，當遇到擬選廠址內核設施位置調整、同廠址后續增加核設施的情況，以及核設施廠址周圍人口分布數據定期更新的情況，由于ArcGIS軟件具有空間數據分析、屬性數據分析以及更重要的空間數據和屬性數據綜合分析功能，可有效降低工作量和人工修正數據的錯誤。

(2)借助91衛圖助手軟件獲取行政村(自然村)居民居住區域的矢量圖，基于行政村(自然村)居住區域人口密度的統計方法，可以更真實的反映核設施5 km范圍內人口分布情況，為核設施選址和環境保護有關工作決策提供更科學的依據。