Population Surface Generation: Separating Urban and Rural

This article addresses parameter selection issues in population density mapping. We combined residential building and census block population data to generate population surface maps in a low-density (rural) county. We demonstrate how objective factors can be incorporated to guide the mapping process. Thiessen polygon sizes of the residential buildings and the overall size of census places were used to guide the separation of urban (small polygon) and rural (large polygon) areas. Building–building distances were used to identify the appropriate data resolution for analysis. Six neighbourhood sizes and three distance decay functions were compared for urban and rural parameter choices, respectively. The “real” population count surrounding a (any) point within a distance (i.e., a radius, or the neighbourhood size) was used as an objective criterion to evaluate the accuracy of distance decay functions. The surface wavelength, measured as the average distance between neighbouring surface peaks, was used to evaluate the effect of neighbourhood size on the spatial scale (i.e., coarseness) of the output population surface. A procedure is proposed to preserve the population volume for urban and rural areas, and potentially for more detailed subdivisions. The neighbourhood size caused the most dramatic variations in the resultant population density patterns. Of the functions tested, the Gaussian distance decay function produced the most accurate density readings after volume preservation. Population volume preservation effectively avoided urban population “pollution” of rural density values. RESUME: L’auteur se penche sur les questions liees a la selection des parametres dans la cartographie de la densite de population. Il associe les donnees relatives aux immeubles residentiels et a la population des ilots de recensement en vue de produire des cartes demographiques de surface pour un comte (rural) peu peuple. Il demontre comment des facteurs objectifs peuvent etre integres au processus de cartographie et servir de guide dans ce processus. Les polygones de Thiessen selon la taille des immeubles residentiels et la taille globale des secteurs de recensement sont utilises pour permettre la distinction entre les regions urbaines (petits polygones) et rurales (grands polygones). Les distances entre les immeubles servent a determiner la resolution des donnees appropriee a l’analyse. Six fonctions de dimension des quartiers et trois fonctions de decroissance de la distance sont comparees pour les parametres urbains et ruraux selectionnes, respectivement. Le denombrement « reel » de la population entourant un point (quelconque) a distance donnee (rayon ou dimension du quartier) est utilise a titre de critere objectif pour evaluer l’exactitude des fonctions de decroissance selon la distance. La longueur d’onde de surface, soit la distance moyenne entre les cretes de densite avoisinantes, permet d’evaluer l’incidence de la dimension des quartiers sur l’echelle spatiale (c’est-a-dire le degre de precision) de la surface de population resultante. Pour preserver le volume de population des regions urbaines et rurales, l’auteur propose une methode susceptible de permettre egalement des subdivisions plus detaillees. La taille du quartier explique les variations les plus marquees des profils de densite de population resultants. Parmi les fonctions testees, la fonction gaussienne de decroissance de la distance est celle qui produit les lectures de densite les plus exactes apres preservation du volume. La preservation du volume de population se revele efficace pour eviter la « pollution » des valeurs de densite rurale par la population urbaine.