基于天地图的农村人口信息管理系统的设计与实现

［摘 要］为解决农村人口管理存在“人在户不在、户在人不在”等诸多难点问题，文章以笔者所驻村——赫章县平山镇雄营村为例，利用Web GIS技术，开发了基于天地图平台的农村人口信息管理系统，并重点论述系统设计与实现方法，实现空间信息与属性信息相结合的人口信息查询管理，数据直观可视化表达，为管理者合理决策提供支持及信息参考，精准有效地做好农村全员人口管理。

［关键词］农村人口；人口管理系统；天地图；系统实现

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2024.02.064

［中图分类号］TP315［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2024）02-0199-04

0     引 言

进入21世纪以来，我国城镇化步伐加快，城乡人口流动加剧，农村地区的人口基数大，劳动力输入输出频繁，流动的数量多、规模大、结构复杂、原因多样，这种流动给广大乡村造成严重的治理性困境，仅靠户籍管理存在数据不精准等诸多问题，缺乏信息化动态管理，管理者也难以掌握全员人口现状，传统的人口管理模式已无法满足新时代信息发展的需要。为科学高效地管理农村全员人口数据，提高农村人口管理的效率和精度，笔者运用“以房管人”的理念，并结合平山镇雄营村现状，利用Web GIS技术，开发了基于天地图的农村人口信息管理系统。系统以Web GIS技术为基础，通过获取农村人口流动数据，并利用天地图应用程序接口（Application Program Interface，API）实现了空间信息与属性信息相结合的人口信息查询管理，将人口信息数据直接展示在电子地图上，数据直观可视化表达，满足了数据可视化、分析、管理的需求，增加了流动人口管理的准确性、便捷性和时效性，对管理者掌握全员人口信息起到重要作用。

1     天地图概述

天地图是国家地理信息公共服务平台，集成了各级各部门地理信息公共服务资源，地理数据信息资源丰富。天地图提供了地图、网页、Web服务、数据资源等一系列API，向各类用户提供权威、标准、统一的在线地理信息综合服务［1］。在Web GIS技术中，天地图应用广泛，数据资源丰富，技术成熟，平台稳定，为政府决策及社会公众工作和生活提供了便利。天地图能够促进地理信息资源共享和高效利用，提高测绘地理信息公共服务能力和水平。天地图服务采用开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium，OGC）标准，对所有用户开放，使用服务之前，需要申请Key。天地图网页API提供了一套符合超文本标记语言（HyperText Markup Language，HTML）5.0规范的应用程序接口，以HTML 5.0的形式提供各种在线地图服务和数据，免费为开发者提供快速调用天地图在线地理信息服务的通道。基于天地图的农村人口信息管理系统是利用天地图JavaScript API 4.0接口，调用在线丰富的地图服务资源，结合农村人口信息属性数据，实现空间信息与属性信息相结合的可视化表达［2］。

2     系统总体设计

2.1   总体框架

基于天地图的农村人口信息管理系统着重于系统的实用性，重点解决农村全员人口信息的管理，是一个涉及Web GIS、数据库、异步通信、网络等技术融合的应用系统，是典型的B/S系统架构，采用三层架构，即应用层、服务层、数据层（见图1）。

应用层是用户的主要操作平台，与用户直接交互，向用户直观展示可视化的基本信息。在服务层的支持下，管理与处理基本人口数据。其主要功能包括按不同类别查询人口信息、统计结果、在地图上直观展示家庭人口信息。

服务层是系统业务处理中心，执行主要业务逻辑和数据处理，为应用层提供业务处理、数据资源调度服务，是系统资源服务提供者，负责处理用户请求、执行数据操作和生成可视化图表，在应用层与数据层之间提供数据传输，调用天地图服务资源等。

数据层是系统的基础层，由人口属性数据和地图空间数据组成，存储和管理农村人口基本数据，这里主要采用MySQL数据库，它提供可靠高效的数据存储和检索，确保数据的一致性和完整性，并支持数据的查询和分析。地图服务空间数据主要采用天地图在线服务资源。

2.2   数据库设计

基于天地图的农村人口信息管理系统数据库主要包括人口属性数据库和空间信息数据库，人口属性数据库主要存储基础人口属性数据，采用MySQL數据库系统，设计两张表，包括户主信息表和家庭人口信息表，表格设计符合第三范式，每个字段只依赖于主键，剔除了冗余数据和不一致数据。户主信息表内容除了ID、姓名、性别、身份证号码等基本信息，需包含居住点经纬度坐标。户主信息表与家庭人口信息表通过唯一关键字（ID字段）紧密联系，ID值一致，表明是同一家人。空间信息数据库主要是获取天地图丰富的在线数据资源，提供地图、地名、坐标、建筑物等空间信息，可以通过卫星影像、地形、矢量地图形式展示。人口属性数据与空间数据的融合是通过户主居住点经纬度坐标相关联，主要利用房屋空间位置坐标，在采集户主基本信息时需同步采集该户主居住点的经纬度坐标。人口属性数据的获取主要通过人工及时采集更新，可以充分利用“一中心一张网十联户”基层治理机制，各村民小组联户长应在第一时间获取流动人员信息，并及时向网格员报送信息，网格员再向系统管理员报送流动人员信息，系统管理员应及时录入数据库，后期可根据实际需求开发小程序，由联户长直接报送，更高效快捷［3］。

2.3   系统功能设计

基于天地图的农村人口信息管理系统重点是动态管理农村人口基本信息，为用户提供一系列查询、统计服务，在地图上直观展示人口居住位置和人口基本信息。该系统具有人口信息查询、统计分析和动态管理人口信息的基本功能［4］。

系统主要面向政府普通用户和系统管理者。针对政府普通用户，主要提供查询户主、村民、脱贫户、残疾户、低保户、流动人口等功能，支持字段模糊查询，查询结果可在地图上快速定位并标注出来，点击标注查看人口的基本信息和家庭成员信息，通过统计功能实现以饼图等形式展示统计结果，直观易懂［5］。针对系统管理者，提供人口属性数据的增加、修改、查询、删除功能，重点是数据库维护管理，及时更新数据，动态管理人口数据。地图服务提供卫星影像地图、矢量地图、地形地图等，根据不同需求随时切换调用，简单快捷。基于天地图的农村人口信息管理系统功能架构如图2所示。

2.4   系统开发实现

基于天地图的农村人口信息管理系统开发以辅助政府管理者更迅速、便捷地查询管理农村人口数据为目标，利用天地图平台提供丰富的地图服务和二次开发接口，结合农村人口信息属性数据，采用B/S模式设计实现。应用端采用HTML 5.0、层叠样式表（Cascading Style Sheets，CSS）、JavaScript技术设计实现，服务端采用Java技术实现，应用端与服务端数据传输采用Ajax技术实现。系统使用Tomcat作为Web应用服务器，系统开发呈现低成本、高效率、易移植、易维护的特点。系统运行环境要求不高，其可移植特性能够运用在任何计算机（服务器）、操作系统、网络环境上，系统界面操作简单，通俗易懂，方便使用［6］。

3   系统主要实现技术

3.1   人口信息的展示

重点涉及地图标注模块，地图标注是利用地理对象的地理坐标在地图上进行标注，标注地理对象的属性，地理对象的属性与地理对象动态连接。地图标注一般分为符号标注、文字标注、图片等多媒体信息标注。人口信息数据标注重点是利用人口信息居住点的经纬度坐标，在天地图上标注出来。实现技术是利用天地图网页API的覆盖物类，其提供的API服务大大降低了地理信息资源开发利用的难度。客户端在获得人口基本数据后，将具有地理空间的人口信息数据快速标注在天地图上，天地图地图标注API，结合HTML 5.0技术，可以快速在地图上标注海量信息点，且运行流畅。

3.2   统计结果的展示

实现技术主要使用天地图JavaScript API 4.0开源库。天地图JavaScript API 4.0开源库是一套基于天地图HTML 5.0 API二次开发的开源的代码库，提供与可视化库D3.js的快速集成、热力图、轨迹跟踪动画、海量密集点绘制等功能。D3.js是一个基于数据操作文档的JavaScript库，使用D3.js绘制图形是一种更有活力的数据可视化实现方式，能够根据数据动态在客户端动态绘制图形，其技术基础是可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics，SVG）。通过查询统计结果，将结果转换为JSON数据标准格式，通过开源库接口实现统计结果以饼图等形式在地图上可视化展示，其数据描述直观易懂［7］。

3.3   前后端数据传输

应用端与服务器端数据传输主要利用Ajax技术，Ajax技术实现了浏览器端与服务器的异步交互，无刷新页面实时更新数据，使得页面更加动态，提高了系统的运行效率，达到很好的用户體验。数据在传输前需打包成标准的文本数据交换格式，易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率，本系统采用JSON数据格式，使用结构化方法标记数据，高效快速。

4     结束语

利用Web GIS技术，以天地图为底图开发的农村人口信息管理系统，直观展示农村人口基本信息和分布情况。该系统有效地融合了地理空间数据与人口属性数据，体现人口信息地理空间特性，与传统的管理信息系统相比，具有可视化效果好、时效性强、便于管理等优点，实现人口信息空间信息化动态管理，以及人口管理精准到户、到人，彻底解决了农村人口存在“人在户不在、户在人不在”等问题，动态掌握流动人口信息，能更快地为政府部门提供直观明了的农村全员人口信息，切实提高工作效率，进一步推进数字乡村建设，有效提升乡村治理现代化水平。

主要参考文献

［1］李智广.基于WebGIS的乡村管理平台设计与研究［J］.中国建设信息化，2020（10）：55-57.

［2］张明.基于“天地图”旅游地理信息服务系统设计与实现

［J］.经纬天地，2021（6）：56-60.

［3］黄蔚.国家地理信息公共服务平台天地图［J］.卫星应用，2014（1）：41-44.

［4］张亚钰，张彭，倪冰洁，等.基于天地图的社保自助服务终端查询系统设计与应用［J］.江苏科技信息，2020（11）：61-65.

［5］钱金波.基于WebGIS农村综合信息管理系统的研究［J］.甘肃科技，2018（16）：13-15.

［6］储文苗，卜凡亮.WebGIS警用实有人口可视化管理平台设计与实现［J］.软件导刊，2020（1）：164-167.

［7］黄玉青，郭朝阳，白穆，等.基于天地图的农业农村信息共享服务模式［J］.北京测绘，2021（7）：900-905.

［收稿日期］2023-07-22

［作者简介］陈伟（1989— ），男，贵州贵阳人，工程师，主要研究方向：测绘地理信息。