0 引言

强烈地震动在山区特殊地形环境下，易诱发崩塌、滚石、滑坡、泥石流等次生地质灾害，造成人员伤亡，如：2012年彝良5.7级地震造成81人死亡（中国地震局，2012），2014年鲁甸地震造成617人死亡，112人失踪（修济刚，2014；卢永坤等，2014），均为地震引发山区次生地质灾害造成的小震大灾的典型案例（王东坡等，2013；刘爱文等，2014；许冲等，2014；郭亚永等，2016）。人口是地震灾害的主要承灾体，人口空间分布数据是构建地震伤亡估计和应急决策系统的关键之一。人口数据空间化形式有2种：①基于行政单元的人口空间分布；②基于格网（或称网格）单元的人口空间分布。中国地震局在2007年建成国家地震应急指挥软件系统（帅向华等，2009），以乡镇行政区划作为人口分布的基本单元。基于行政单元的人口空间尺度一般较大，难以有效表征人口的实际分布，地震灾害评估中灾区影响人口计算结果往往与实际有较大差别。为提升人口空间分布精度，国内外许多专家学者开展了行政单元人口分布向格网单元人口分布转换方法的研究（Martin，1996；吕安民等，2002；Mennis，2003；廖顺宝等，2003；范一大等，2004；符海月等，2006），其中公里网格人口空间化方法在地震灾害损失评估工作中应用广泛（陈振拓等，2012；韩贞辉等，2013；安基文等，2015）。公里网格人口分布能够基本满足平原地区由于房屋倒塌导致人员伤亡的灾情研判需求，而造成山区人员伤亡的重要原因是滑坡、泥石流等突发性次生灾害，这种尺度下的人口分布数据难以满足灾情研判需求。因此，研究更加精细尺度的人口分布数据对提升山区特殊地形环境下应对地震的能力具有重要意义。

构建高精细尺度人口分布的关键在于大比例尺居民地数据。著名人口学家胡焕庸先生1936年在《句容县之人口分布》一文中指出，制作县级高精度人口分布图，须备有各乡镇的人口统计数据、行政区划数据和自然分布的居民地数据。随着国家人口普查和基础测绘等工作的开展，乡镇人口统计数据和行政区划数据已不成问题，如何获取大比例尺的居民地数据成为获得精细化人口分布的瓶颈。“天地图”是国家测绘地理信息局主导建设的国家地理信息公共服务平台（黄蔚，2014），具有丰富的数据资源，特别是“天地图•陕西”提供了陕西地区高分辨率遥感影像地图服务，比例尺最大可达1:2 200，为研究陕西地区人口分布提供了丰富信息。本文将利用“天地图”影像数据提取麟游县全境居民地要素，结合陕西省人口统计年鉴数据和陕西省地震应急基础数据库相关要素，进行百米网格的人口空间分布研究，以期为地震灾情快速评估及其他相关研究提供高精度人口分布数据支持。

1 研究区概况

麟游县位于陕西省宝鸡市东北部，距西安市160 km，距宝鸡市110 km，总面积1 704 km²。全县辖7个镇，总人口约9万。麟游县位于渭河支流漆水河上游，属渭北旱塬丘陵沟壑区（图 1），全县平均海拔1 270 m，最高1 664 m，最低740 m。以页岭为界，地势西北高、东南低。境内沟壑纵横，坡缓川狭，少有台塬，具有低中山、黄土丘陵、黄土残塬、河谷川道4种地貌单元（麟游县人民政府，2017），是典型山地地区，震后易发生滑坡、泥石流等地质灾害。因此，研究麟游县精细尺度下的人口分布，是提升地震应急、应对能力，减轻地震灾害的重要途径。

2 研究方法

采用面积权重模型实现人口数据网格化。假设在一个乡镇区域内，人口在居民地内部均匀分布，根据不同居民地斑块在格网中所占面积，以居民地平均人口密度作为传递桥梁，完成乡镇人口数据向网格单元的转化。对于一个百米网格来说，数值可以定义为

$ P = \sum\limits_{i = 1}^n {{S_i}{D_i}} $

(1)

其中，S_i为第i个居民地斑块在网格中的面积，D_i为第i个居民地平均人口密度，n为与网格空间重叠的居民地斑块个数。利用百米格网切割居民地斑块，切割后斑块面积与居民地人口密度相乘，计算得到每一斑块包含人口，对格网内斑块人口进行逐一汇总，即可利用GIS技术实现该区域百米格网人口分布，实现过程见图 2。

陕西省地震局在“陕西省地震社会服务工程”项目建设期间，通过陕西省计生委收集2013年陕西省乡镇级户籍人口数据。利用统计年鉴，收集2014年、2015年县级户籍人口数据。通过与陕西省测绘地理信息局合作，2013年部署“天地图”数据服务，并开展居民地数据收集工作。依托前期基础，形成技术路线，见图 3。

技术路线具体如下：①利用陕西省计生委提供的2013年乡镇级人口统计数据和2015年统计年鉴县级人口数据，计算2015年麟游县各乡镇人口数据；②利用“天地图”遥感数据和乡镇区划数据，解译麟游县各乡镇自然居民地斑块数据；③利用前两步所获数据计算2015年各乡镇居民地的平均人口密度；④利用乡镇行政区划数据制作麟游县百米格网；⑤根据以上几步产出乡镇居民地斑块、2015年乡镇居民地平均人口密度以及麟游县百米格网，利用GIS方法处理，即可产出麟游县2015年百米格网人口分布数据。

3 数据来源与处理 3.1 乡镇人口数据

准确的乡镇人口数据是进行人口空间精细化的基础。陕西省地震局在2013年从陕西省计生委获取全省乡镇人口数据，据2014年、2015年陕西省人口统计年鉴，麟游县户籍总人口数分别为87 359和88 188。为了获取2014年、2015年麟游县各乡镇人口总数，利用2013陕西省计生委人口数据，按照2013年乡镇人口进行等比例分配，得到2014—2015年麟游县各乡镇人口数据，见表 1。

3.2 基于“天地图”的居民地解译

“天地图·陕西”麟游地区遥感地图服务比例尺达1:2 200，在遥感地图中可以准确区分建筑物、植被、河流等地物信息，从而提取高精度居民地分布数据。麟游县居民地主要有：城镇类型居民地（县城区域）、沿河道统一规划的居民地、自然村落和零散建筑4种类型（图 4）。各类居民地提取方法是：城镇类型居民地按照遥感影像中的道路信息勾勒街区轮廓；统一规划类居民地按照规划区域勾勒界线；原始村落勾勒村落外轮廓线；零散居民地，则根据建筑轮廓勾勒，可适当加入部分院落信息。

按照上述方法共解译各类居民地斑块6 330块，总面积1 214×10⁴ m²（图 5）。由解译结果可知，麟游县居民地沿河道、沟谷等地势较低区域分布特征明显，部分高海拔地区有居民地零星分布（图 5）。结合表 1中2015年人口数据，计算得麟游县居民地平均人口密度为0.73人/百平米，各乡镇2015年居民地面积与居民地人口密度见表 2。

4 百米格网人口空间化

利用ArcGIS软件，针对标题3.1中得出的2015年麟游县分乡镇人口数据、麟游县行政区划数据、居民地数据和标题3.2中计算所得2015年居民地平均人口密度数据，制作麟游县百米格网的人口分布图，见图 6。根据人口分布图统计，麟游县共有百米格网171 731个，其中：无人口分布格网164 340个，占比95.7%；有0—5人分布格网3 096个，占比1.8%；有5—10人分布格网1 384个，占比0.81%；有10—20人分布格网1 453个，占比0.84%；有20—30人分布格网686个，占比0.4%；有30—40人分布格网377个，占比0.22%；有50—80人分布格网208个，占比0.12%。

5 数据应用

陕西省地震局目前采用基于乡镇的人口数据和“国家地震社会服务工程应急救援系统”中基于公里格网的人口数据。模拟麟游县丈八镇宋家集村（该村位于紧邻山坡的低洼地带，震后易发滑坡灾害，见图 7）震后发生一次较大规模的滑坡地质灾害，利用百米格网数据、千米格网数据、乡镇平均人口密度数据与滑坡体叠加，进行滑坡灾害影响分析，通过对比分析计算结果，对3类数据的可靠性及参考价值进行评价。

假设震后该村发生较大规模的滑坡，滑坡体见图 7中虚线所示，南北长约503 m，东西宽约323 m，面积约0.122 km²。将该滑坡体分别与百米网格数据、乡镇人口数据、千米格网人口数据做空间叠加分析，可得：①滑坡体与百米网格数据叠加，共有21个格网与滑坡体相交，其中10个格网无人口分布，11个非零格网，共计64人，见图 8(a)；②公里网格与滑坡体有4个格网相交，分布人口分别为64、75、85、87，根据相交面积计算滑坡体内人口数约9，见图 8(b)；③滑坡体与乡镇平均人口密度数据叠加，滑坡体位于丈八镇范围内，该镇平均人口密度为67人/km²，根据相交面积计算，该滑坡体内影响人数约8，见图 8(c)。

由图 7所示遥感影像解译出宋家集村有15户住宅，据2016年陕西省统计年鉴，麟游县户均人口约3.3人，则此次滑坡实际影响人数约50，通过对比百米网格、公里网格和乡镇分布分别计算的结果，可以发现，百米网格计算结果与实际误差较小（14人），而另外2类数据与实际误差较大（分别为41人和42人）。对比发现，对于范围小破坏重的破坏事件，利用百米网格人口分布数据，能够明显提升评估准确性。

6 结论与讨论

利用天地图高分辨率遥感数据解译得到麟游县大比例尺居民地数据，结合陕西省地震局现有人口及行政区划统计数据，利用GIS方法，制作麟游县百米网格高精度人口空间分布数据，可以得到以下结论。

（1）“天地图”提供的遥感影像地图覆盖范围广、分辨率高，可解译大比例尺居民地数据，能够为人口等与地震灾害直接相关要素的精细化分布研究提供空间数据基础，对完善地震应急基础数据库内容，提升应急基础数据质量具有重要意义。

（2）通过人口分布数据分析可知，麟游县属典型山区人口分布特征。由于地形起伏较大，有超过95%的空间无人口分布；人口空间分布不均匀，多集中于河道、川谷等地势较低地形起伏较小区域，形成条状、带状的人口分布特征。

（3）通过与陕西省地震局目前采用的乡镇人口密度数据和基于公里网格的人口数据对比，发现基于百米网格的人口空间分布数据在空间尺度上更为精细。山区特殊地形下易发生滑坡、泥石流等范围小、破坏性强的地质灾害，而百米格网高精度人口分布数据能够给出较为准确的灾害影响人数，可明显提升此类灾害损失评估的准确性。

（4）需要指出的是，由于研究资料的局限性，未考虑不同居民地类型对人口密度分布的影响；同时，由于地区脱贫搬迁、外出务工造成的农村空心化等实际问题，均会对人口空间分布有一定影响。今后需对影响人口分布的其他因素进行深入研究，从而获取更加准确的人口空间数据，为地震应急提供数据支撑。

掌握麟游县精细化人口数据分布，可在一定程度上提升陕西省应对山区地震灾害研判能力，为科学评灾、精准救灾提供较为精细的人口数据。但人口数据并非影响山区地震灾害损失的唯一要素，诸如地质灾害易发点、交通通行能力以及山区特殊地形下的房屋结构及易损性等，均会直接影响该类地区灾害程度。作为公共服务地图，“天地图”提供各式各样的地理国情数据，地震部门可以从中进行数据挖掘，从而获取可能影响灾害损失程度的各类信息，提升灾情评估准确性，为应急救援提供更加有效的决策建议。