一、概论
人口与社会经济地理信息系统(Population & Socio-Economic GIS)是自90年代以来,随着计算机技术的发展,而在国际学术和应用领域迅速发展起来的一项崭新应用信息技术。人口与社会经济地理信息系统就是将人口与社会经济信息与地理信息有机结合起来,构成具有空间分布特征的基于数据库系统的管理信息系统,具有简洁、明了、形象、直观的特点。目前,世界上已有一些发达国家相继建立起了与人口与经济社会地理信息系统相关的子系统,如:人口地理信息子系统等。
我国著名人口学家、全国人大常委会副委员长蒋正华教授早在1994年就明确提出,要结合中国的人口与社会经济信息的特点,构建中国的人口与社会经济地理信息系统,拓展人口普查、基本单位普查等数据的应用领域。科技部徐冠华部长也曾于2000年明确提出要构建中国十大应用地理信息系统,其中,人口与社会经济地理信息系统则是居于首位。
因此,研制中国人口与经济社会地理信息系统就必须有机的结合当今的计算机技术,特别是GIS技术,同时融合统计学、人口学、经济学、地理学、管理学等多学科的技术原理和国内外最新研究成果,以我国的人口普查资料、基本单位普查资料、工业普查资料等为核心、并涵盖改革开放以来的有关人口、工业、农业、第三产业、交通、科技、教育、旅游、外贸等宏观时序的信息资料,将其有机的嵌入具有不同比例尺(如:1:250000,1:50000,1:10000,1:5000,1:2000,1:1000,1:500等)的电子地图之中,进行方法技术创新,并按七级地理区划(国家级、省级、市级、区(县)级、街(镇)级、居(村)级、调查小区级)统一存档、分析和管理,建立并形成人口、经济、社会与地理宏观、微观要素复合交叉分析于一体,具有很高测绘学和统计学意义上的精确度,同时还具有较强预警、预报、预测和评估功能的计算机管理与辅助决策信息系统。
同时,在市场经济日益规范和完善发展的今天,研制人口与社会经济地理信息系统将为各级政府组织和企业商家的宏、微观决策的科学化,提供极为重要的信息支撑作用。
人口与社会经济地理信息系统也是运用数据挖掘(Data Mining)方法应用于人口与社会经济宏、微观信息资料与数字化地理信息相融合而成的一个交叉边缘学科而形成的信息系统。人口与社会经济地理信息系统主要研究人口的各要素(如:人口数量、质量、结构、迁移与流动等)及其社会经济活动的强度、频度在空间地域上的分布情况,因此它需要一个很好的直观、形象的工具来表达该领域中的各种现象和结果。而地理信息系统(GIS)是反映人们赖以生存的现实世界(资源与环境)的现实和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特征的属性,在计算机软硬件支持下,以一定格式的输入输出和综合分析应用的技术系统。
正是因为如此,一方面,可以将反映人口与社会经济宏微观信息的各种要素作为属性特征赋予空间数据(如:点、线、面等)系统,可以借助于地理信息系统的分析和处理手段来反映和体现各区域的人口及其社会经济的活动特征,使它能够得到更形象化的表达;另一方面,还可以借助于地理信息系统本身独有的分析方法和工具,可以大大扩展人口与社会经济信息的应用面,使它的应用价值能够进一步体现。
近年来,厦门大学人口资源环境与地理信息系统研究中心在青岛市统计局、北京市门头沟区统计局和桂林市计委、统计局的大力协助下,积极探索和开展了关于人口与社会经济地理信息系统的理论和方法的研究工作,取得了一些经验,先将有关系统的功能和应用情况做一些介绍。
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二、人口与社会经济地理信息系统的功能介绍
作为一个复杂的社会经济信息大系统,人口与社会经济地理信息系统(以下简称系统)应当具备如下一些基本的功能。
1.电子地图的显示功能
系统提供了一些电子地图的操作工具,例如:地图的放大、缩小、漫游工具,用户可以利用这些工具对当前显示的地图进行缩放漫游操作。
2.地理信息的查询定位和书签功能
用户可以通过模糊的地理名称或地理编码查询该区域所在电子地图中的位置,即只需输入该地名的简写或缩写即可列出相关地理名称,点击要查找的地理名称,地图窗口即定位到以该地理目标为中心的位置。为了使用户的操作更加方便,系统还提供了书签功能。当用户通过一系列的放大、缩小和漫游操作,找到一个想要标记的地理区域,可以点击书签工具,在书签名文本框中写入一个容易记忆的名字,点击添加按钮,该区域就会被系统存储。以后,不管您在什么位置,只要调出书签工具,双击该书签名,系统就可以自动定位到书签记忆的区域。
3.异构信息的查询统计及结果显示功能: 基础地理数据地理数据 社会经济数据 资源分布数据环境数据土地利用数据人口数据公共设施数据宏观经济数据公共事业数据商业网点数据现状信息 GIS技术 数据仓库技术分析目标 趋势信息 决策信息 报表图表
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系统以全国电子地图为大背景,可以按省、市、县(区)电子地图为主要操作对象,分级进行管理及显示。即第一级,国家级;第二级,省级;第三级,市级;第四级,街道、乡镇级;第五级,居委会、村委会级;第六级,调查小区级。
系统还可以叠加各种比例尺的地形图为背景,如1:10000,1:2000,1:1000,1:500等比例尺地形图,地理数据可以详细到每一栋楼,当提供的数据足够详细时,可以把人口普查、基本单位数据等与每一栋楼的每一户和每个基本单位联系起来进行查询。
系统还运用数据挖掘技术和网格分析技术提供了四种查询统计方法,基础信息查询、地理信息查询、缓冲区分析查询、划定任意区域查询。限于篇幅,仅介绍以下三种查询方法。
1)复合查询:该系统充分考虑到用户的深层需求,提供了复合查询方法,该方法提供了两种复合查询方式:直接输入SQL语句方式、复合指标查询方式。其中,直接输入SQL语句方式适合于对数据库结构和SQL语句有很深了解的数据库管理员使用;而复合指标查询方式是系统提供的完全语言化的查询方式,它运用JAVA语言研制了较强的交互式的语言转换功能,可将用户选择输入的汉语语句转化为数据库操作语句,对操作者无特殊要求,任何人都可灵活操作。
2)划定任意区域分析查询
划定任意区域查询,可以对任意多边形范围内的地理区域进行各种常用项统计。为了找到查询速度和数据精度的最佳结合点,您可以选择数据统计的最小统计单元。例如,您对划定任意区域内的区与区之间的数据进行对比,您可以选择调查小区为最小统计单元;而如果您对划定任意区域内的街道办与街道办之间的数据进行对比,您可以选择调查小区为最小统计单元。这样您可以在数据基本没有损失的情况下,达到最快的查询速度。
3)缓冲区分析查询:
缓冲区是划定的任意折线或任意区域周围一定缓冲半径范围内的地理区域。缓冲区分析是很有应用价值的灵活的查询统计分析方法。
缓冲区分析是地理信息查询的深入,地理信息查询的原子地理区域是不可再分割的,如:某个普查区,地理信息查询只能对整个该普查区进行查询,而不能对该普查区的某一部分进行查询。缓冲区分析恰恰弥补了这一不足。
缓冲区分析在允许用户自定义查询范围的基础上,允许用户作常用项查询统计,或者利用复合查询自定义查询项目和查询条件进行查询统计。系统会自动列出查询结果,并生成以电子地图为背景的专题图。
除此之外,系统还提供了表格输出、图表输出和网上发布等三种统计报表的
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输出功能和矩形区域输出和不规则区域输出等两种专题图的输出功能、数据评估功能、预测等几十种功能,限于篇幅,不在赘述。
三、人口与社会经济地理信息系统应用举例
1.案例之一:老年社区的布局
1)目标
一般来说,老年设区应该布局在满足两个基本的条件的地方:
a) 老年人口相对集中;
b) 老年人生活的各种设施如:医院、生活用品服务机构等相对集中。所以需要通过一定的方法来找到满足或者最满足条件的地方。
2)实现方法和步骤
a) 先在系统中找到老年人口相对集中的地方,
统计各居委会年龄〉60岁的人口总数,然后将该结果作为居委会图层的一个属性。然后,以该属性的大小作专题图。
通过该专题图可以很直观的看出老年人口的分布情况。这样便离我们的目标近了一步。
b) 然后找到老年人口集中地方的周围相关设施的分布情况(在这里仅以医院为例,可以通过基本单位数据库得到)
四、人口与社会经济地理信息系统的拓展应用
人口信息、基本单位信息及其它经济与社会信息及其数据挖掘技术、网格技术和地理信息有机融合,已经为人口与社会经济地理信息系统的应用前景注入勃勃生机。
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例如:某一区域基本单位(包括银行、商店、医院、学校等)数量、结构和分布与该系统七级地理信息的嵌合就可以方便的衍生出不同地域的基本单位普查信息系统。
因此,只要将不同地域的教育、保险、卫生、银行、公安、房地产、商业等多个行业领域的数据加载到“青岛市人口地理信息系统”之中,就可以方便地衍生出不同地域的教育地理信息系统、保险地理信息系统、银行地理信息系统、公安地理信息系统、商业地理信息系统、房地产开发地理信息系统等,所衍生的这些系统都将会为这些地区的经济与社会发展产生良好的经济和社会效益。
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