12．2 人口普查和户籍管理地理信息系统

应用实例

12．2．1 人口普查地理信息系统

    由于建立了人口地理信息系统，进而可实现人口统计数据与空间地理信息的一体化管理和分析，对提高人口普查工作的精确性和科学性、拓宽人口数据的应用范围具有重要意义。人口普查地理信息系统建设的流程图如图12-1所示，系统建设的主要步骤是：

    基础地理信息的采集以图幅为单位。由解析测图仪进行数字化采集，并分别对点、线、面和注记等要素进行数字化编辑处理，生成满足入库要求格式的数据文件。

    该数据库共分8层，分别为：居民地、交通、水系、境界及垣栅、植被、区域注记及政府驻地注记、街道名称注记、企事业单位名称。

    系统建立是以微机为平台，在MapInfo、GeoWindows 和ArcView为主体软件的基础上。基础地理数据库的信息在水平上按图幅划分，它们之间通过计算机系统文件目录结构管理；而垂直上则分为不同的层，每一层描述一类相似类型的信息，通过地理信息系统软件管理，从而在计算机系统中形成完整的基础地理数据库，其物理结构如图12-2所示。

    由于在人口地理信息系统中，对基础地理信息的应用是按普查单元进行的，因而在该数据库中建立从市、区、街道、到普查区的普查单元范围界线作为数据库的索引结构文件。从人口地理信息系统的应用角度出发，基础地理数据库的逻辑结构可看作如图12-3所示的按不同普查区域分区存储。对于主要以图幅为单位对地理信息进行更新和以区域为单位进行人口统计分析应用的系统建设，这种模式对系统的维护管理比较方便。

    表示地理单元的地址编码分为5级，共有11位代码（如图12-4所示）。第一级为省、自治区、直辖市，共有2位代码；第二、三级为地区、县、市，共有4位代码，前两位表示地区（含地市），后两位表示县、市（县级市）；第四级为街道、乡、镇，共有3位代码；第五级为普查区，共有2位代码，其中，省、自治区、直辖市和地区、县、市的地址编码，参照《中华人民共和国行政区划代码》，街道、乡、镇的地址代码参照各省、自治区、直辖市人口普查办公室和省标准局颁发的《街道、镇、乡地址代码》，普查区的地址代码，由所属县、市的人口普查办公室制订。

    人口普查员地图根据普查区域人口分布的具体情况，城镇区域采用1∶1000，1∶2000，1∶5000的比例尺输出；郊区采用1∶5000，1∶10000的比例尺输出。地图投影采用国家统一的大比例尺地图投影，输出地图根据人口普查范围，采用矩形分幅。在图上表示的地理内容有居民地、交通网、水系、境界、文字注记和其他要素等。居民地在城镇表示房屋、街区；在乡村集团式村落表示其外部轮廓及内部基本结构，散列式或独立房屋则以单个房屋表示。交通网在城镇区域应完整表示城镇内部所有街道和与外部联系的铁路、公路、大车路和铁路、公路桥梁，在农村地区主要表示铁路、公路、大车路和村际间的主要道路以及铁路、公路桥梁。水系在城镇主要表示河流、渠道、湖泊、人工湖，在乡村主要表示河流、溪、渠道、湖泊、水库、池塘。境界在城镇、乡村均详细表示各级行政界线和人口普查区界线。文字注记包括街道、胡同、巷（弄）的名称、所属行政区划名以及其他具有方位意义的名称注记。另外还表示一些有方位意义的独立建筑物、城镇中的绿化地带、中心花园、公园等其他要素。

    人口普查员在人口普查地图的辅助下，明确普查员所负责的地域及范围界线，进行具体地区的人口普查工作。

    把从人口普查工作中得到的人口统计数据进行数据形式和组织结构的变换处理，检查和确认人口统计信息的地址编码与基础地理信息的地址编码的一致性和惟一性。通过地址编码实现统计信息和地理信息的连结，建立具有空间位置信息的人口地理信息系统。系统的结构如图12-5所示。

    人口地理信息系统具有如下主要功能：

（1）对信息的分要素和多要素查询检索；

（2）空间信息与人口统计信息的交叉访问；

（3）统计信息的空间合并与分割；

（4）人口统计信息的专题制图与分析；

（5）人口信息与其他国情因子的叠加分析和制图；

（6）基础地理信息和人口统计信息的更新。

    人口地理信息系统数据库由空间地理信息和户籍人口信息经处理建库而成，其中数据库中的信息根据用途和保密等规定，分为内部数据和外部数据。内部数据只对公安部队内部使用，派出所计算机可通过局域网查询、调用，分局或市局系统则可通过电话线或公安系统内部专线对数据库进行查询和调用；而外部数据可对社会其他单位提供，一般可通过电话线联网查询，或通过软盘、光盘等介质提供给用户使用。

    以派出所系统为例，所内多台微机形成局域网，用做服务器的机器应具备较高的硬件配置。派出所局域网通过PSTN或公安专线采用拨号方式与上级公安部门互联。系统的硬件配置和网络结构如图12-7。

    该系统在MapInfo提供的开发工具MapBasic以及VisualBasic上研制开发系统的各项功能模块和设计，能够满足派出所人员使用、且用户界面友好。空间数据库和户籍数据库最终将通过ODBC实现动态链接。在系统试运行阶段，为保证户籍数据的安全，可通过对户籍数据库进行结构和格式转换，生成新的数据库体，实现空间数据库和户籍数据库的静态链接。

    派出所人口地理信息系统中的地理空间数据库主要由影像数据库、地名、门牌号码和警区编码等信息组成。这些信息从航空影像资料、地图资料或野外实地调绘获得，通过正射影像制作等处理后，建立空间数据库。户籍人口数据库由常住人口、暂住人口、工作对象、治安管理、机动车管理、枪支管理以及其他一些文字、声像信息组成。

    数据库建成后，可供用户根据公安部门业务的需要，查询、检索所需信息，进行统计和空间分析，最终可以图表或地图的形式输出查询和分析结果。

    空间数据库的建立主要包括资料收集、外业调绘、控制点测量、影像处理、图形数字化、地理单元划分与编码、注记标注、坐标格网生成、符号库建立及数据集成等步骤。

（1）资料收集。主要包括收集影像资料，GPS定位控制资料，地名资料（道路、单位名称等），地址，警区、责任区和居委会界线和代码等。

（2）外业调绘。实地调绘建筑物门牌号码，以及在房屋密集区调绘房屋界线。

（3）外业控制测量。利用GPS技术测量控制点坐标。

（4）图像处理。航片扫描、色彩调整、纠正、拼接以及对建筑物密集区不易分辨建筑物的特殊处理等。

（5）图形数字化。以纠正、拼接好的影像为背景，通过屏幕数字化的方式生成各种界线、建筑物标识点等。

（6）注记标注。以影像为背景，标注道路名称、企事业单位名称等地名信息。

（7）坐标格网生成。根据实际坐标的公里值，生成坐标格网层。

（8）符号库建立。根据用户要求，制作各种特殊符号。

（9）数据集成。包括对数据进行格式转换、坐标转换、分层管理等。

    空间数据库整个建库流程如图12-10所示。

    人口分布的空间化使人口地理信息系统对空间数据的现势性要求很高，因此，能在较短周期、投入较少的情况下，保持对空间信息的不断更新是该系统长期业务运行的保证。由于系统以影像为主要地理信息源，相对以矢量信息为主建立的地理信息系统而言，对地理信息的维护和更新变得切实可行。该系统的更新方式如下：

    当所在区域有新航摄的影像时，可对新影像进行图像处理、纠正后，代替原影像实现对系统地理信息的更新。实践证明，当一般空间信息的变化率超过总体的20％或重要地理要素发生明显变化而不能满足用户新的需求时，应视不同情况对系统中的全部影像或局部影像进行更新。

    当派出所范围内某一区域发生变动，如新建小区、大面积拆迁等，可与当地规划设计部门联系，获得规划设计图，然后通过对规划图进行扫描、纠正、色彩和纹理等调整后，与原影像复合，代替变化部分的影像。

    当需对局部、小范围的地物更新时，可用估算或实地量测相对位置和距离的办法，在去掉原影像的基础上，用线划标绘变化信息。条件允许时，还可用GPS定位对局部变化进行更新。

    以上更新方法，在系统的长期业务运行中交替使用，可保证系统中的地理信息的精度和满足派出所工作的要求。

    人口信息数据库的建立主要包括户口登记、户口调查、代码编制、相关文字收集、数据录入和集成等。人口数据库建库流程如图12-11所示。

    人口信息是一种动态信息，时刻都在变化。这种变化有人口的迁入、迁出等人为变动，也有人口的出生和死亡等自然变动。其数据更新量之大，更新次数之频繁，远远超出其他信息系统。对于这样的系统，视具体情况，可采用定期（每天、每周）替换系统人口数据或采用空间数据与人口数据动态链接的方式保持人口信息的现势性。人口信息的更新流程图如图12-12。

    由于所采用的航空影像可分辨每一建筑物，而且每一建筑物都具有惟一的门牌号码，系统采用每一建筑物为人口定位最小地理单元，通过门牌号码，实现人口信息与空间信息的有机结合。一方面，建筑物成为人口等专题信息的空间载体；另一方面，人口等专题信息又是对空间载体属性的描述。数据库集成方式如图12-13所示。

    根据派出所目前对地理信息系统的需求，系统主要功能如下：

（1）派出所公安管理地图的制作；

（2）派出所警务信息的标绘；

（3）人口信息的分要素和多要素查询检索；

（4）空间信息与人口统计信息的交叉访问；

（5）统计信息的空间合并与分割；

（6）人口统计信息的专题制图与分析；

（7）人口信息与其他社会经济信息的叠加分析和制图；

（8）基础地理信息和人口统计信息的更新；

（9）系统的维护。

    目前，派出所人口地理信息系统的核心功能和用户使用频率最高的是系统的人口信息的检索和查询，为此，系统设计了定性查询、定位查询、姓名模糊查询等功能。系统的查询结构如图12-14所示。