基于空间信息技术的人口管理信息系统设计与应用

巫孝君

（成都理工大学 工程技术学院，四川 乐山 614007）

基于空间信息技术的人口管理信息系统设计与应用

巫孝君

（成都理工大学 工程技术学院，四川 乐山 614007）

针对人口信息面临高精度、灵活性强和空间信息化等人口信息管理升级的问题，提出了一种基于空间信息技术的人口信息管理的技术方法。通过人口数据与空间信息化技术的融合能有效的解决上述的需求。以四川乐山人口数据为例，采用ArcGIS软件将人口数据与矢量地图进行结合，建立空间数据库，实现人口数据空间信息化。采用SuperMap平台和中间件技术实现空间信息化人口数字管理平台。该平台，实现人口空间信息管理、人口空间分析、统计等。达到了人口信息高精度定位、动态预测、人口密度分析等空间信息化的管理。

空间信息技术；人口空间信息管理；ArcGIS；SuperMap

空间信息技术的飞速发展，已经渗人类社会的各个层面，人们的衣、食、住、行等各方面离不开空间信息，当前各类的软件发展的趋势是与空间信息GIS技术[1]进行结合。空间信息技术具有对矢量图、空间坐标和信息数据进行存储、编辑和定位，能将属性信息数据与空间数据结合进行空间分析、空间统计、空间查询等功能[2]。

人口信息的特点是地理空间化的分布和时空性，传统的人口信息管理系统的实现，只能进行数据信息层面的应用和数据的呈现，而不能进行地理空间的体现、空间的分析和空间统计等空间和时空的动态的功能。因此，采用空间信息技术构建人口信息管理系统，能充分的进行人口信息资源的应用和开发，有利于增强社会人口管理，有效的实现人口信息数据的空间分析、空间查询以及人口动态空间预测等功能，为人口地理分析和辅助决策提供了重要技术支撑。

1 空间信息技术

空间信息技术的主流技术为地理信息系统技术（GIS技术）[3]，能够将地图图形数据、空间坐标数据、属性信息数据有效的结合，并能进行地图及其属性信息的查询，对地图数据进行分层管理和显示，

如行政区划、河流、公路、建筑物等，能将各个图层的属性信息综合的呈现在一张地图上，GIS技术包括了多种空间分析和统计的功能，并能将分析和统计的结果以专题图、表格、图形或统计报告等形式输出。目前已经广泛应用于旅游、生活、规划、通信以及资源管理等各个领域，其决策分析和规划分析功能在公共设施选址和政府决策方法具有广泛的应用价值[4]。

文中采用的空间信息技术主要包括ArcGIS技术和SuperMap技术，利用ArcGIS在空间设计、建模和分析上的优点对人口信息数据进行空间建模，利用SuperMap技术开发的便捷性，进行系统的开发。

2 人口空间信息模型设计

该部分主要是采用ArcGIS平台实现，ArcGIS是美国ESRI公司集近40年GIS研发之经验，是目前世界上最为领先的GIS产品，具有强大的空间分析和空间数据处理功能，其独特的空间数据模型及空间分析等功能，为应用和研发人员供了科学的计算结果和决策依据同时使用方便，而且界面友好，可以满足不同层次的用户需。求在数据存储上，支持最多的数据格式和超大数据量的存储，全球几乎所有的GIS软件都支持ArcGIS的数据格式。

空间信息模型[5]的设计是实现空间信息管理的基础和关键，系统的各项空间信息管理、空间分析功能和统计功能的实现是否能够达到设计的要求，取决于空间信息模型建立的成功与否。空间信息模型[6]的建立包括3个部分：矢量化电子地图数据，空间属性数据和非空间信息数据。如图1人口空间信息模型设计图所示。

矢量化电子地图数据，该数据的主要来源是通过免费获取的遥感影像图片，采用ArcGIS平台进行矢量化，建立电子地图数据，包括城市行政区域、生活小区、居民点、街道、河流等数据。具体的数据信息：空间坐标数据、各个坐标点对应详细的名称信息和相应的空间数据编码。

空间属性数据是在矢量化电子地图数据的各图层进行数据的详细编辑及数据的入库。该部分数据量大，要求进行现场采集，包括各个生活区域、居民点的人口总数、年平均人口数、出生人数、出生率、死亡人数、死亡率、人口增长率、人口密度等。数据要求真实、可靠、准确，这样才能保证空间分析和统计的精度。完成编辑后，要进行空间信息的入库，采用ArcGIS平台与SQL SERVER2008结合，利用ArcSDE进行空间数据库的入库，便于空间查询和数据管理。

非空间信息数据主要包括部门信息、工作人员信息、权限管理信息、日志信息、文件管理信息等。这些数据是不需要与空间信息管理的数据。直接在SQL SERVER2008数据库进行数据表的设计。

图1 人口空间信息模型设计

3 系统设计

3.1 系统框架设计

系统设计的重点是结合了空间信息技术 （GIS技术）、空间数据库技术、数据库技术等。利用空间信息

技术的丰富制图功能、空间定位功能、空间分析功能，提供丰富的数据信息表现手段；将数据库强大的数据管理功能与空间数据库的地图信息和空间信息存储管理功能相结合，实现地理空间数据和人口信息数据的整合，简单高效。

为此，采用了vs.net开发平台，数据库采用了SQL SERVER 2008，空间数据库采用了ArcGIS SDE技术将空间信息统一存储在SQL SERVER 2008，保证了数据信息的统一管理。空间信息开发平台选择了SuperMap技术。SuperMap技术优点是开发简单、速度快、集成性好，图形体现效果好。

系统共分为了4层：数据层、中间层、应用层和表现层。具体的系统架构如图2所示。

数据访问层是系统底层，由地理空间信息数据和信息管理数据库组成，是数据的中心，由它来完成统一的数据管理和数据交换，数据抽取，数据过虑以及文件的访问的实现。

服务层为系统提供日志管理服务，权限管理服务，文件管理服务，信息输入和输出管理服务，地图编辑处理服务，空间分析服务，空间定位服务，空间信息管理服务，数据缓存服务，系统定时服务，异常服务，安全服务，元数据服务等，这些服务均采用标准组件封装。

应用层主要集成了系统的各项应用功能和模块，包括用户登录、数据采集、定位查询、统计分析等功能，通过各种数据接口调用服务层中的具体服务组件实现对应的功能。

表现层主要是实现个性化和界面集成，利用控件的方式实现。

图2 系统架构

3.2 系统功能设计

系统围绕空间信息化为主要目标，包括区域人口信息统计分析、人口空间分布、人口空间信息管理、空间智能查询、人口空间密度分析、专题图等。实现人口信息和空间地理要素的有机融合，以人口空间信息模型为基础并应用于分析与统计为主的综合性人口信息系统。基于以上目标设计的系统功能如图3所示。

图3 系统功能设计

数据管理。包括非空间数据和空间数据的修改、更新、备份等，对于空间信息能进行方便的处理，可以根据需要进行矢量地图的编辑和空间信息的修改，有效的保障了空间数据和非空间数据的同步。

智能查询。这是基于空间信息技术的人口信息管理系统中最基本的功能，能够实现人口信息空间属性的查询、统计和信息的具体定位，查询方式包括了精确查询、模糊查询、缓冲查询等，查询的信息包括人口数、人口分布、人口增长的情况等信息。

人口信息分析，体现空间信息技术应用在人口信息管理系统的独特之处，根据建立的人口空间信息模型，综合运用空间分析、数据挖掘、数学模型等先进的技术手段，实现对人口发展状况进行分析，分析的内容包括人口密度分析、人口增长率统计、人口增长报警、历史数据统计等分析决策功能。

预测分析，结合空间数据模型和历史数据，计算历年及未来乐山市人口分布的情况，预测分析乐山市人口空间分布的发展趋势。

专题图，实现将系统分析的成果以文件、专题图、表等多种方式表现的功能。

系统的维护，对系统的性能和安全等方面进行管理。

4 系统实现

本系统开发的平台采用的是VS.NET平台与SuperMap组件结合，其用户界面使用的是VS.NET中的windows可视化组件和SuperMap的地图组件，可视化组件包括菜单栏、工具栏、快捷键、对话框、信息提示框、图表控件等，地图组件主要包括地图控件SuperMap.UI.MapControl，图层内容表控件SuperMap. UI.LayersControl等；系统中的各项功能都是采用人机交互的方式进行设计和实现，对于用户来说只需要在界面中进行信息交互。整个系统操作简单，信息图形界面体现性好、信息交互性强等特点。

具体的各功能模块采用的是中间件技术[7]实现，表现层通过各类功能菜单，对应用层的对应的功能进行调用，发生请求后，应用层对应的模块通过中间件技术调用服务层的具体功能实现代码进行处理，处理后的结果返回到表现层的界面。具体的设计如图4所示。

中间件主要采用了vs.net平台的Lambda表达的方式实现，通过对个具体的功能模块建立对应的委托，通过IApplicationBuilder.Run的方式对委托的调用传递，根据调用传递不同的委托把中间件串接到执行管道，从而实现其具体的功能。

采用上述的设计思想和实现方法，具体的实现效果如图5，6所示。

图4 中间件设计

图5 人口分布统计

图6 人口增长查询

人口密度分析[8]，通过人口空间信息模型，利用空间分析中的密度分析方法进行分析统计，展现出来乐山城区各个住宿区的人口密度[9]情况。

人口分布统计[10]，根据各个居民小区的人口信息量[11]进行统计，利用不同的颜色来表示人口的数量的多少，可以直观的了解城市各个区域的人口分布[12]的具体情况。

人口增长查询，根据各个小区的人口信息量的变化量[13]进行分析和统计，设置出人口增长的比例[14]，对增长的数据进行过滤查询和高亮显示，可以方便的了解各个小区人口增长的情况。

5 结束语

文中有效的结合了空间信息技术，建立了人口空间信息模型，有效的利用了空间技术中的空间分析功能和可视化化交互功能，较好实现了人口信息的密度分析、增长率分、人口信分布统计、空间智能查询等统计分析和决策功能，并能立体化的呈现了地理元素的位置空间视觉效果。能有效的对乐山城区人口的发展进行预测分析，为乐山社会经济可持续发展战略决策提供一定的参考依据，为相关部门在办理业务或制定决策提供服务，同时也为基于空间信息技术的人口信息管理系统[15]提供了一种新的技术方法。

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Design and application of population management information system based on spatial information technology

WU Xiao-jun
（The Engineering Technical College of Chengdu University of Technology，Leshan 614007，China）

In order to solve the problems of population management system upgrade，such as high precision，strong flexibility，spatial informationalization，this article proposes a kind of design and application of Population Management Information System Based on Spatial Information Technology.The integration of population data and spatial information technology can effectively solve the above problems.This paper takes the population data of Leshan as an example.Using ArcGIS software to combine population data and vector map，to build spatial database，and realize the population data spatial information.Using SuperMap platform and middleware technology realizes the spatial information population digital management platform.This platform brings about the population spatial information management，population space analysis and statistics，etc.and achieves spatial information management which has high precision location of population information，dynamical forecast，and population density analysis and so on.

spatialinformationtechnology；populationspatialinformationmanagement；ArcGIS；superMap

TN02

：A

：1674-6236（2017）08-0015-04

2016-02-27稿件编号：201602169

2012年乐山市科技局重点研究计划项目（12GXP045）

巫孝君（1983—），男，四川内江人，硕士，讲师。研究方向：信息资源管理。