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在定量化和空间化模拟分析的基础上,本文探讨了城市化对传染病传播影响的集成模型框架。该模型框架是通过人口空间分布表面,集成了元胞自动机土地开发模型、人口预测矩阵模型和元胞自动机传染病模型,在动态的、随机的模拟环境中将城市化与传染病传播结合起来。其中,元胞自动机传染病模型用来在二维栅格空间进行传染病传播的模拟,人口预测矩阵模型通过人口统计矩阵B和人口迁移矩阵M进行各年龄组的人口预测。人口空间分布表面和住宅分布表面用来架起城市扩张,土地开发和传染病传播之间的桥梁。该模型框架以清晰明了的结构,体现了城市化主体(城市扩张,土地开发,人口动态变化和分布),具备了继续开发实现更理想的城市化对传染病传播的模拟基础。
以英国南安普顿市为第一研究区,对南安普顿市的“郊区化”对传染病传播的影响进行了动态模拟,场景模拟和定量分析。结果表明:4个模拟预测年期(2001年、2011年、2021年和2031年)的平均传染病例数没有太大的变化,“郊区化”对传染病的传播没有太大影响。但是,“郊区化”中的城市局部的人口(家庭)迁移和人口年龄结构的变化,可能会通过在同年份减少平均传染病例数和几年后增加平均传染病例数而影响传染病的传播。以中国长春市为第二研究区,对长春市的“外延扩张型”的城市化对传染病传播的影响进行了动态模拟和定量分析。结果表明:从传染的第2天开始,4个模拟预测年期(2000年、2010年、2020年和2030年)中的前3个模拟预测年期的平均传染病例数逐年稍有增加,而2030年的平均传染病例数稍有下降。刚进入“郊区化”阶段的“外延扩张型”的城市化可能通过前几年增加平均传染病例数而后几年减少平均传染病例数而影响传染病的传播。
此外,本文还探讨了人口密度校正模型的构建。该模型是通过对城市人口分布的主要影响因子(道路网络,购物中心的分布和城市空间结构)缓冲距离的分级、打分而对城市某一位置的人口密度进行校正。对校正后的人口密度进行半方差建模和克里金插值,从而建立城市人口密度分布表面。该模型在长春市的人口密度分布表面模拟应用中表明:长春市2000年的人口分布呈现两个人口中心为中心的同心圆结构,人口密度从市中心向城市周边逐渐降低。交叉检验表明,绝大部分的人口密度预测值沿1:1线分布。用人口普查数据验证表明,插值后的平均人口密度与人口普查数据的计算值的准确度误差在15%左右,比较理想。