基于天地圖的農村人口信息管理系統的設計與實現

［摘 要］為解決農村人口管理存在“人在戶不在、戶在人不在”等諸多難點問題，文章以筆者所駐村——赫章縣平山鎮雄營村為例，利用Web GIS技術，開發了基于天地圖平臺的農村人口信息管理系統，并重點論述系統設計與實現方法，實現空間信息與屬性信息相結合的人口信息查詢管理，數據直觀可視化表達，為管理者合理決策提供支持及信息參考，精準有效地做好農村全員人口管理。

［關鍵詞］農村人口；人口管理系統；天地圖；系統實現

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.02.064

［中圖分類號］TP315［文獻標識碼］A［文章編號］1673-0194（2024）02-0199-04

0? ? ?引 言

進入21世紀以來，我國城鎮化步伐加快，城鄉人口流動加劇，農村地區的人口基數大，勞動力輸入輸出頻繁，流動的數量多、規模大、結構復雜、原因多樣，這種流動給廣大鄉村造成嚴重的治理性困境，僅靠戶籍管理存在數據不精準等諸多問題，缺乏信息化動態管理，管理者也難以掌握全員人口現狀，傳統的人口管理模式已無法滿足新時代信息發展的需要。為科學高效地管理農村全員人口數據，提高農村人口管理的效率和精度，筆者運用“以房管人”的理念，并結合平山鎮雄營村現狀，利用Web GIS技術，開發了基于天地圖的農村人口信息管理系統。系統以Web GIS技術為基礎，通過獲取農村人口流動數據，并利用天地圖應用程序接口（Application Program Interface，API）實現了空間信息與屬性信息相結合的人口信息查詢管理，將人口信息數據直接展示在電子地圖上，數據直觀可視化表達，滿足了數據可視化、分析、管理的需求，增加了流動人口管理的準確性、便捷性和時效性，對管理者掌握全員人口信息起到重要作用。

1? ? ?天地圖概述

天地圖是國家地理信息公共服務平臺，集成了各級各部門地理信息公共服務資源，地理數據信息資源豐富。天地圖提供了地圖、網頁、Web服務、數據資源等一系列API，向各類用戶提供權威、標準、統一的在線地理信息綜合服務［1］。在Web GIS技術中，天地圖應用廣泛，數據資源豐富，技術成熟，平臺穩定，為政府決策及社會公眾工作和生活提供了便利。天地圖能夠促進地理信息資源共享和高效利用，提高測繪地理信息公共服務能力和水平。天地圖服務采用開放地理空間信息聯盟（Open Geospatial Consortium，OGC）標準，對所有用戶開放，使用服務之前，需要申請Key。天地圖網頁API提供了一套符合超文本標記語言（HyperText Markup Language，HTML）5.0規范的應用程序接口，以HTML 5.0的形式提供各種在線地圖服務和數據，免費為開發者提供快速調用天地圖在線地理信息服務的通道?；谔斓貓D的農村人口信息管理系統是利用天地圖JavaScript API 4.0接口，調用在線豐富的地圖服務資源，結合農村人口信息屬性數據，實現空間信息與屬性信息相結合的可視化表達［2］。

2? ? ?系統總體設計

2.1? ?總體框架

基于天地圖的農村人口信息管理系統著重于系統的實用性，重點解決農村全員人口信息的管理，是一個涉及Web GIS、數據庫、異步通信、網絡等技術融合的應用系統，是典型的B/S系統架構，采用三層架構，即應用層、服務層、數據層（見圖1）。

應用層是用戶的主要操作平臺，與用戶直接交互，向用戶直觀展示可視化的基本信息。在服務層的支持下，管理與處理基本人口數據。其主要功能包括按不同類別查詢人口信息、統計結果、在地圖上直觀展示家庭人口信息。

服務層是系統業務處理中心，執行主要業務邏輯和數據處理，為應用層提供業務處理、數據資源調度服務，是系統資源服務提供者，負責處理用戶請求、執行數據操作和生成可視化圖表，在應用層與數據層之間提供數據傳輸，調用天地圖服務資源等。

數據層是系統的基礎層，由人口屬性數據和地圖空間數據組成，存儲和管理農村人口基本數據，這里主要采用MySQL數據庫，它提供可靠高效的數據存儲和檢索，確保數據的一致性和完整性，并支持數據的查詢和分析。地圖服務空間數據主要采用天地圖在線服務資源。

2.2? ?數據庫設計

基于天地圖的農村人口信息管理系統數據庫主要包括人口屬性數據庫和空間信息數據庫，人口屬性數據庫主要存儲基礎人口屬性數據，采用MySQL數據庫系統，設計兩張表，包括戶主信息表和家庭人口信息表，表格設計符合第三范式，每個字段只依賴于主鍵，剔除了冗余數據和不一致數據。戶主信息表內容除了ID、姓名、性別、身份證號碼等基本信息，需包含居住點經緯度坐標。戶主信息表與家庭人口信息表通過唯一關鍵字（ID字段）緊密聯系，ID值一致，表明是同一家人?？臻g信息數據庫主要是獲取天地圖豐富的在線數據資源，提供地圖、地名、坐標、建筑物等空間信息，可以通過衛星影像、地形、矢量地圖形式展示。人口屬性數據與空間數據的融合是通過戶主居住點經緯度坐標相關聯，主要利用房屋空間位置坐標，在采集戶主基本信息時需同步采集該戶主居住點的經緯度坐標。人口屬性數據的獲取主要通過人工及時采集更新，可以充分利用“一中心一張網十聯戶”基層治理機制，各村民小組聯戶長應在第一時間獲取流動人員信息，并及時向網格員報送信息，網格員再向系統管理員報送流動人員信息，系統管理員應及時錄入數據庫，后期可根據實際需求開發小程序，由聯戶長直接報送，更高效快捷［3］。

2.3? ?系統功能設計

基于天地圖的農村人口信息管理系統重點是動態管理農村人口基本信息，為用戶提供一系列查詢、統計服務，在地圖上直觀展示人口居住位置和人口基本信息。該系統具有人口信息查詢、統計分析和動態管理人口信息的基本功能［4］。

系統主要面向政府普通用戶和系統管理者。針對政府普通用戶，主要提供查詢戶主、村民、脫貧戶、殘疾戶、低保戶、流動人口等功能，支持字段模糊查詢，查詢結果可在地圖上快速定位并標注出來，點擊標注查看人口的基本信息和家庭成員信息，通過統計功能實現以餅圖等形式展示統計結果，直觀易懂［5］。針對系統管理者，提供人口屬性數據的增加、修改、查詢、刪除功能，重點是數據庫維護管理，及時更新數據，動態管理人口數據。地圖服務提供衛星影像地圖、矢量地圖、地形地圖等，根據不同需求隨時切換調用，簡單快捷?；谔斓貓D的農村人口信息管理系統功能架構如圖2所示。

2.4? ?系統開發實現

基于天地圖的農村人口信息管理系統開發以輔助政府管理者更迅速、便捷地查詢管理農村人口數據為目標，利用天地圖平臺提供豐富的地圖服務和二次開發接口，結合農村人口信息屬性數據，采用B/S模式設計實現。應用端采用HTML 5.0、層疊樣式表（Cascading Style Sheets，CSS）、JavaScript技術設計實現，服務端采用Java技術實現，應用端與服務端數據傳輸采用Ajax技術實現。系統使用Tomcat作為Web應用服務器，系統開發呈現低成本、高效率、易移植、易維護的特點。系統運行環境要求不高，其可移植特性能夠運用在任何計算機（服務器）、操作系統、網絡環境上，系統界面操作簡單，通俗易懂，方便使用［6］。

3? ?系統主要實現技術

3.1? ?人口信息的展示

重點涉及地圖標注模塊，地圖標注是利用地理對象的地理坐標在地圖上進行標注，標注地理對象的屬性，地理對象的屬性與地理對象動態連接。地圖標注一般分為符號標注、文字標注、圖片等多媒體信息標注。人口信息數據標注重點是利用人口信息居住點的經緯度坐標，在天地圖上標注出來。實現技術是利用天地圖網頁API的覆蓋物類，其提供的API服務大大降低了地理信息資源開發利用的難度?？蛻舳嗽讷@得人口基本數據后，將具有地理空間的人口信息數據快速標注在天地圖上，天地圖地圖標注API，結合HTML 5.0技術，可以快速在地圖上標注海量信息點，且運行流暢。

3.2? ?統計結果的展示

實現技術主要使用天地圖JavaScript API 4.0開源庫。天地圖JavaScript API 4.0開源庫是一套基于天地圖HTML 5.0 API二次開發的開源的代碼庫，提供與可視化庫D3.js的快速集成、熱力圖、軌跡跟蹤動畫、海量密集點繪制等功能。D3.js是一個基于數據操作文檔的JavaScript庫，使用D3.js繪制圖形是一種更有活力的數據可視化實現方式，能夠根據數據動態在客戶端動態繪制圖形，其技術基礎是可縮放矢量圖形（Scalable Vector Graphics，SVG）。通過查詢統計結果，將結果轉換為JSON數據標準格式，通過開源庫接口實現統計結果以餅圖等形式在地圖上可視化展示，其數據描述直觀易懂［7］。

3.3? ?前后端數據傳輸

應用端與服務器端數據傳輸主要利用Ajax技術，Ajax技術實現了瀏覽器端與服務器的異步交互，無刷新頁面實時更新數據，使得頁面更加動態，提高了系統的運行效率，達到很好的用戶體驗。數據在傳輸前需打包成標準的文本數據交換格式，易于機器解析和生成，并有效地提升網絡傳輸效率，本系統采用JSON數據格式，使用結構化方法標記數據，高效快速。

4? ? ?結束語

利用Web GIS技術，以天地圖為底圖開發的農村人口信息管理系統，直觀展示農村人口基本信息和分布情況。該系統有效地融合了地理空間數據與人口屬性數據，體現人口信息地理空間特性，與傳統的管理信息系統相比，具有可視化效果好、時效性強、便于管理等優點，實現人口信息空間信息化動態管理，以及人口管理精準到戶、到人，徹底解決了農村人口存在“人在戶不在、戶在人不在”等問題，動態掌握流動人口信息，能更快地為政府部門提供直觀明了的農村全員人口信息，切實提高工作效率，進一步推進數字鄉村建設，有效提升鄉村治理現代化水平。

主要參考文獻

［1］李智廣.基于WebGIS的鄉村管理平臺設計與研究［J］.中國建設信息化，2020（10）：55-57.

［2］張明.基于“天地圖”旅游地理信息服務系統設計與實現

［J］.經緯天地，2021（6）：56-60.

［3］黃蔚.國家地理信息公共服務平臺天地圖［J］.衛星應用，2014（1）：41-44.

［4］張亞鈺，張彭，倪冰潔，等.基于天地圖的社保自助服務終端查詢系統設計與應用［J］.江蘇科技信息，2020（11）：61-65.

［5］錢金波.基于WebGIS農村綜合信息管理系統的研究［J］.甘肅科技，2018（16）：13-15.

［6］儲文苗，卜凡亮.WebGIS警用實有人口可視化管理平臺設計與實現［J］.軟件導刊，2020（1）：164-167.

［7］黃玉青，郭朝陽，白穆，等.基于天地圖的農業農村信息共享服務模式［J］.北京測繪，2021（7）：900-905.

［收稿日期］2023-07-22

［作者簡介］陳偉（1989— ），男，貴州貴陽人，工程師，主要研究方向：測繪地理信息。