上海人口分布与空间活动的独特研究结果

Dynamic Characteristics of Shanghai’s Population Distribution Using Cell Phone Signaling Data

钟炜菁 王德 谢栋灿 晏龙旭

摘　要 对城市人口空间分布的动态把握是了解人口活动规律、认识城市空间结构、配置城市基础设施和公共服务设施、制订城市公共安全应急保障方案的重要依据。由于目前国内缺少系统的人口动态变化统计数据，城市内部层面的人口空间分布和活动的动态特征方面的相关研究难以开展，研究成果较为有限。移动电话是目前普及率最高的通信终端设备，其用户的动态分布信息可以准确地反映整个城市人口的空间分布与活动的动态特征。利用手机信令数据，以上海市为例，构建“人口-时间-行为”关系的人口空间动态分析框架，分析上海市人口分布和活动的动态特征。结果表明：上海整体人口密度呈单中心的圈层空间分布结构，昼夜空间分布经历“白天向中心集聚、夜晚向郊区分散”的流动过程；人的各类活动（如通勤、消费休闲）会产生人口空间分布的动态变化，职住关系的不匹配和活动对中心的高度依赖使得人口的空间分布不均，形成向心流动模式。消费休闲行为对中心城区的依赖度明显高于就业活动，且集中体现在紧邻中心城区的外围近郊呈圈层分布。

关键词 手机信令数据；昼夜人口；居住与就业；土地利用强度；上海

人口空间动态分布是人口地理学研究的重要领域。已有众多国内外学者对人口的空间动态分布进行估算预测[1]，分析人口的时空分布格局[2]、演变的内在作用机制，以及对人口分布与产业、用地等相关要素之间的耦合关系展开研究[3，4]，取得了丰硕研究成果。然而，由于数据获取困难，如普遍缺少昼夜人口的直接统计数据，对半年以下的暂住人口很少涉及，人口地理空间数据库的建设更是匮乏。因此，已有研究的研究尺度主要集中于区域[5]、省际[6]或市县域[1，2]的人口动态分布，时间单位多以年为尺度[7]，在更小空间尺度的城市内部层面、更小时间单位的昼夜间人口时空变化分布格局的研究成果有限。已有的相关研究也主要基于人口普查等统计数据、人流量观测统计数据[8，9]、O-D矩阵[10]、交通调查数据[11]、高分辨率遥感数据[12]等进行人口空间动态分布的估算和展示[13-16]，更未能实现对个体行为角度进行集计，进而深入分析人口空间动态分布的行为动因。因此，这一领域仍亟待更为深入的研究。(www.xing528.com)

从中国国情来看，当今中国是一个典型的流动性社会，第六次全国人口普查显示城乡流动人口总量达1.9亿。对城市人口空间的动态分布研究是透视城市发展的重要窗口，有助于认识城市功能区的演绎机理，指导城市公共服务设施的配置。此外，城市公共安全与危机管理对人口空间分布的时空精度需求日益提高，对于重大事件和随机发生的安全事件，掌握各区域的人口动态分布规律是疏通人流、车流等应急救援安排实施的基础保障。因此，人口空间的动态分布研究不仅是人口地理学研究的重要问题，也是认识人口行为、城市空间结构，进而指导城市公共服务设施配置、制订城市公共安全应急保障方案的重要研究依据，兼具重要的研究价值和实践意义。

信息技术的发展，使得获取大量动态的、带有精准空间信息的个人数据成为可能，大数据的价值得到越来越多的重视，且已广泛运用到各个领域的研究和管理中[17-21]。其中，手机这一通信设备由于其广泛的覆盖率和低收集成本，其提供的大样本的个体时空移动定位信息，为地理学、城市规划等需要利用空间位置数据的学科带来了前所未有的研究可能，这方面的研究也成为近年来的一个热点话题[22，23]。已有国内外学者利用手机数据在城市空间结构[24-26]、建成环境的评价[27]、职住关系[28]、交通通勤行为[29-31]、消费行为[32]、活动模式的识别[33]等领域取得了许多重要研究成果。在人口空间分布研究领域，已有国外研究学者利用手机数据开展了动态人口分布图制作、人口密集区的识别工作[34-36]。这些研究成果充分表明手机数据在人口的空间动态分布研究领域中的巨大研究价值，具有参考借鉴意义。

基于此，本文以上海为例，利用手机信令数据这一大样本全覆盖且具有个体动态时空位置信息数据，尝试在城市内部层面和居民个体的行为角度，对上海人口空间动态分布进行分析，以期对城市人口空间动态分布领域的后续研究提供参考和借鉴。