基于GIS的人口信息管理系统的设计与实现

收稿日期:2005-05-17.作者简介:许　晶(1963-),男,工程师;研究方向:人口信息管理;E -mail :xj 19305@ .文章编号:1009-3443(2005)06-0550-05基于GIS 的人口信息管理系统的设计与实现许　晶1,　吴乐南2,　徐海军3,　董福田4(1.江苏省公安厅,江苏南京210024; 2.东南大学,江苏南京210096;3.芜湖市公安局,安徽芜湖241000;4.南京超擎图形软件有限公司,江苏南京210005)摘　要:为了解决人口流动带来的人口信息管理问题,提出了一个基于GIS 平台的人口信息管理模型和实用系统。

描述了系统的体系结构、软件结构;重点介绍了其空间关联查询、空间分析技术和实现方法;就GIS 在中国政府信息化中的应用前景以及对人口信息管理技术产生的影响进行了展望。

系统的使用丰富了人口信息的查询手段,拓展了使用范围,提高了查询准确率。

关键词:人口信息系统;地理信息系统;系统实现中图分类号:T P311文献标识码:APopulation information system based on GISX U J ing 1,　W U L e -nan 2,　X U H ai -j un 3,　DON G Fu -tian 4(1.Public Secur ity Bur ea u o f Jiangsu Pr ov ince,N anjing 210024,China;2.So uth -east U niv er sity ,N anjing 210096,China;3.Public Security Bureau of W uhu ,Wuhu 241000,China ;4.Nanjing SuperEngine Gr aphics So fterw ar e Lt d ,Co.,N anjing 210005,China)Abstract :In order to solve the pr oblem of population infor matio n manag em ent caused by population mobility ,a GIS platform -based po pulatio n manag em ent m odel and applied sy stem w ere presented .Firstlythe sy stem's architecture and softw ar e str ucture w er e described,then emphasis w as laid on the query of space r elation,the techno logy and actualizing m ethods o f space analy sis.Finally,the application prospect of GIS in Chinese go vernm ent's info rmatizatio n and its influence on the technolog y of population inform ation management w as analyzed.This system incr eases the quer y methods of population inform ation,ex pands the application field,and improves the accuracy in query.Key words :population infor matio n sy stem;GIS(g eog raphic inform ation system );system implementatio n 改革开放以来,人口流动给中国城市人口结构带来了巨大变化。

一是大量农村人口涌入城市,他们或租房居住,或暂住工作场所;二是不少城市居民拥有2套以上住房,他们有时并不居住在户籍登记地,造成大量人户分离现象。

政府在进行社会公共事务管理、城市规划建设,企业在其经营活动中,都需要掌握人口实际的住址。

传统的以户口管理人口的管理模式正面临严峻的挑战。

政府人口管理部门必须以创新思想,探索建立新的人口管理模式,以适应当前城市人口结构的变化。

在建立新的人口管理模式时,信息化技术特别是GIS 技术,可以大有用武之地。

20世纪90年代以来,各国为了占领经济发展制高点,都制定了长期的国家信息化战略蓝图,把信息技术作为新的经济增长点。

各国纷纷提出建立数字地球、数字国家、数字城市的目标。

从而促使各种GIS 技术日益发展和成熟起来[1,2]。

地理信息是重要的基础信息资源库,我国也将地理信息资源库列入第6卷第6期2005年　月解放军理工大学学报(自然科学版)Jo ur nal of PLA Univer sity of Science and T echno logyVo l.6N o.6D ec.2005重点建设的4大基础信息资源库之一。

在建立以实际居住地进行人口管理新模式时,引入GIS 技术,将使得以“地”管“人”变得极为便利可行,极大提升政府部门信息化水平,是一次重大的技术进步,对推动GIS 在中国的普及应用具有深远的意义。

本文基于组件式GIS 开发平台之上的人口信息管理系统PIG-GIS (population information system based on GIS ),具有关联查询、空间分析等功能,为政府管理人口提供了有效的方法和手段,产生了良好的社会效益。

1　PIG -GIS 的结构1.1　PIG -GIS 体系结构 PIG-GIS 的硬件体系结构,如图1所示。

系统分为省级、市级和县级3个层次,也可根据用户需求灵活配置和部署,实现分布式或集中式的管理模式。

系统由数据库服务器和Web 应用服务器组成,用户终端为浏览器。

数据库服务器由地理信息数据库服务器和人口属性数据库服务器组成,分别存放地理数据和人口数据。

采用一体化存储结构,可以处理海量数据,提高网络数据共享水平。

利用商业数据库的优异特性,保证系统数据的安全、可靠、完整和高效。

Web 应用服务器提供系统的应用服务功能,包括数据的维护、查询、统计、系统维护、权限控制等。

浏览器是系统与用户的交互界面。

用户通过浏览器使用系统的所有功能。

1.2　PIG -GIS 软件层次结构PIG -GIS 软件层次结构,如图2所示。

选择大型组件式并支持B /S 结构的地理信息开发平台SuperEngine ,为PIG-GIS 提供了功能强大的技术平台。

图2　软件层次结构F ig.2　Softw ar e hierar chySuperEngine 是一个优秀的GIS 开发平台,其数据组织由工作空间(w orkspace )、数据源(datasource)、数据集(dataset)组成。

其中数据集支持矢量(vector )和栅格(grid)2种数据类型。

图1　人口信息管理系统体系结构Fig.1　P opulation infor mation manag ement sy stem ar chit ect ur e551　第6期许　晶,等:基于GIS 的人口信息管理系统的设计与实现　 SuperEngine支持多源空间数据无缝集成SIM S (seam less integration o f multi-source spatial-data)技术,是一种无须数据格式转换,直接访问多种数据格式的空间数据集成技术。

空间数据多源性主要表现在以下几个层次:(1)多语义性地理信息是指地理系统中各种信息,由于地理系统研究的对象具有多种类的特点,这就决定了地理信息的多语义性[3]。

对于同一个地理信息单元(feature),在现实世界中的几何特征是一致的,但是却对应着多种语义,既可以包括自然地理特征:地理位置、海拔高度、气候、地貌和土壤等;也可以包括经济社会信息:行政区界限、人口和产量等。

GIS研究不是一个孤立的地理语义,不同系统解决问题的侧重点不同,会导致语义分异问题的存在。

(2)多时空性和多尺度GIS数据具有很强的时空特性。

一个GIS系统中的数据源既有同一时间不同空间的数据系列,也有同一空间不同时间序列的数据。

不仅如此,GIS会根据系统的需要采用不同尺度对地理空间进行表达。

不同的观察尺度具有不同的比例尺和不同的精度。

GIS数据集成包括不同时空和不同尺度数据源的集成[4,5]。

(3)获取手段多源性获取地理空间数据的方法多种多样,包括来自现有系统、图表、遥感手段、GPS手段、统计调查和实地勘测等。

这些不同手段获得的数据其存储格式、提取和处理手段各不相同。

(4)存储格式多源性GIS数据不仅表达空间实体的位置和几何形状,同时也记录空间实体对应的属性,这就决定了GIS数据源包含图形数据(又称空间数据)和属性数据。

图形数据又可以分为栅格格式和矢量格式。

传统的GIS一般将属性数据放在关系数据库中,而将图形数据存放在专门的图形文件中。

不同的GIS软件采取不同的文件存储格式。

随着Internet网络的飞速发展和普及,信息共享已经成为一种必然的要求。

然而地理信息要真正实现共享,必须解决地理信息数据多格式、多数据库集成等瓶颈问题。

因为GIS处理的数据对象是空间对象,具有很强的时空特性,获取数据的手段复杂多样,这就形成多种格式的原始数据,再加上GIS应用系统很长一段时间处于以具体项目为中心孤立发展状态中,很多GIS软件都有自己的数据格式,这使得GIS的数据共享问题变得尤为突出。

多源空间数据无缝集成(SIM S)技术将空间数据纳入标准组织和标准协议进行规范和管理,是实现空间数据共享的理想解决方案。

1.3　实现技术PIG-GIS采用了当前最引人注目的超媒体网络GIS(Web GIS)技术、组件式GIS(Com GIS)技术和Open GIS规范。

Web GIS概括起来,就是在Internet环境中提供如下主要功能:(1)以地理信息元数据标准为基础,实现在Internet环境中时间、空间和属性信息的融合;(2)实现地理信息的图形、图像、声音和文本的可视化管理;(3)提供空间数据在线空间分析,如覆盖(叠置)分析、缓冲区分析和网络分析等;(4)作为数字地球的图形用户接口,Web GIS 提供不同分辨率尺度下的空间数据三维可视化的浏览界面和多源信息的集成显示。

组件式GIS(Com GIS)从根本上解决了传统GIS软件开发和维护成本高、效率低、重复劳动多、周期长、适应性差和重用率低等问题。