针对城市群中小尺度资源环境研究领域对空间型人口分布数据的需求,以DMSP/OLS夜间灯光卫星数据为依据,借助土地利用/覆盖矢量数据集提取居住用地信息,采用GIS与SPSS相结合的方法,分析夜间灯光像元DN值与人口统计数据的相关性,构建天山北坡城市群2002和2012年份人口分布的空间化模型,并制作1km格网尺度的人口密度专题图。采用重心模型和偏移-分享模型识别人口分布的时空变化格局及内部差异。结果表明:1.基于DMSP/OLS最佳阈值分割法提取的居住区用地,与同期NLCD数据匹配精度达93.94%、94.90%,匹配度较高;2.灯光像元DN值与人口数量存在明显的线性回归关系,根据该模型得到的人口空间化数据,经校验能较贴合反映实际分布情况;3.2002~2012年,天山北坡城市群人口分布重心呈向乌鲁木齐市靠近的变动态势,迁移直线距离约8.15km,乌鲁木齐人口增长相对快速、呈集聚趋势,其他9市/县人口增长缓慢、呈扩散趋势。分析认为,空间化模拟的人口密度能够较为贴切地反映天山北坡城市群人口分布现状,可为今后区域人地关系研究和社会发展政策制定提供一定的依据。