中国人口普查地理支撑技术研究

中国人口普查地理支撑技术研究
刘德钦;马维军;程佳;李黎
【摘要】介绍了人口普查地理支撑工作,论述了地理信息在人口普查工作中的作用,针对目前人口普查地理信息应用的现状,指出了其在数据收集、管理和应用等方面的不足,进而提出了5种解决方案.这些方案在全国人口普查试点工作中进行了检验,并对它们进行了比较、分析和评价,归纳了各种方案的适用性,供第六次全国人口普查工作参考.
【期刊名称】《遥感信息》
【年(卷),期】2010(000)006
【总页数】5页(P101-105)
【关键词】人口普查;地理支撑;普查区域;网格;地址匹配
【作者】刘德钦;马维军;程佳;李黎
【作者单位】中国测绘科学研究院,北京,100830;中国测绘科学研究院,北
京,100830;中国测绘科学研究院,北京,100830;中国测绘科学研究院,北京,100830【正文语种】中文
【中图分类】P208
1 引言
人口信息是重要的国情信息,它对行政管理、人口研究、了解市场供求、制订社会和经济发展计划等都具有重要意义。

人口普查是指搜集、整理、评价、分析和发表
一个国家或一定地区在某一时点上的人口,以及人口的社会、经济特征等方面资料
的全过程。

它是在一国政府的主持下,在国家规定的统一时间内,用统一的方法、统
一的项目,对标准时点上的全体人口状况进行的全面调查[1]。

通过这种普查的调查
登记,查清全国人口的数量、结构和分布情况,同时,还查清这些人口的社会、经济和文化特征。

这些信息的深层次开发和应用将极大地提高我国政府行政管理和决策的科学水平。

人口信息除具有自然和社会属性外,还具有空间属性,即人口信息是与地理空间位置
紧密相联系的。

脱离了地理空间位置研究和分析人口信息是不完整的。

人口的分布具有一定地域空间特征,由于我国的人口统计数据缺乏精确的与之相联的地理空间
信息,对人口数据的应用和对人口分布特征的分析方法很难做到定性与定量相结合,
图形与数据相结合[2]。

为完整地表达人口信息的整体属性,需要在人口普查登记前
的技术设计考虑到人口普查的地理支撑工作,这不仅有利于保证人口普查数据的质量,还有利于人口数据的广泛和深入应用。

2 地理信息在人口普查中的作用
中国是一个很早就收集人口数据的国家,殷周朝代就建立了户口登记的制度,各级官
吏掌握其境内人口,出生,死亡登记事宜,作为田租、口赋和徭役的根据。

以后各代都有类似的登记制度,统计人口数量[3]。

但我国现代意义上的人口普查是从1953年
开始的,以后分别在1964年,1982年,1990年和2000年进行了五次全国人口普查,今年将进行的是第六次全国人口普查。

在以往的全国人口普查工作中,地图作为传统模拟地理信息的表现形式发挥了重要
的作用。

整个人口普查工作包括人口资料的收集、数据汇总、资料评价、分析研究、公报出版等过程。

地图的应用贯穿在人口普查工作的重要环节中。

普查需要详细的地图进行策划和指导登记工作,在普查清点前,地图可以清晰地划分普查区的范围,标绘出普查区中所有的住房和建筑物位置,估计出各种普查工作所需的时间和费用,提
供建立普查站的最佳地点,并且为建立地理编码体系提供具体资料。

根据地图信息,全国可以划分成不同的普查区,每一个地方都归属于唯一的一个普查区。

普查区内的房屋、建筑、道路、河流等都可以在地图上清晰地表现出来,这样的地图可以帮助普查人员去熟悉他们的普查责任区域,作为普查工作的重要参考。

在普查清点时,普查地图可以保证人口清点工作的质量。

普查清点工作的原则是做到不重不漏,清点工作可能因为地理范围不够明确,把两个相邻普查区中的一块地区遗漏掉,造成人口漏查的现象,也可能因为两个相邻普查区中的某一块区域都认为属于本地区所管辖,造成重复清点的现象,但是如果有了详细的普查地图,在对责任区域存在疑问时,两个普查区的普查员和指导员在清点以前,可根据地图表示的信息到实地把边界辨别清楚,可以避免登记的遗漏和重复。

地图还可以帮助普查员确定普查的线路和普查单元的顺序,并将其清楚地标明在地图上。

在进行地理区域编码时,地图可以用来检验普查区的编码是否合理,有没有遗漏和重复编码的情况等。

普查完成以后,普查结果可以用地图的形式表示出来,作分析和研究用[3]。

已经完成的五次人口普查工作,从人口普查地理支撑的角度来看,都没有精确的地理基础作为参考和控制,它们均是以行政区划单元体系来划分普查区和普查小区。

由于我国社会组织严密,有较完善的户籍管理体系,保证了人口普查在缺乏地理支撑的条件下完成人口登记和数据汇总工作。

这种方法虽然较为简单,但存在很多缺陷,不能适应人口普查条件的变化。

诸如,由于行政区划系统经常合并、撤消、分割及其名称变更以及随着我国城市化进程加快而引起的人民居住环境发生较大的变化,使每次人口普查都要花费很大的人力和财力重新划分普查区和普查小区;同时,随着我国社会主义市场经济体制的建立,人口流动量不断加大,人口的分布在地理位置上也经常变化。

这都会破坏人口数据收集的系统性和规范性,影响人口数据的完整性和准确度,使同一地区的不同时期的人口普查数据很难进行比较分析,大大限制了人口普查数据的开发应用。

在人口普查工作中应用地理信息系统技术,提升人口普查工作的技术水平,应用GIS、RS和GPS技术划分人口普查区域是人口普查工作的基础和保障,其作用主要体现在：
(1)便于人口普查工作的组织实施。

人口普查工作作为一项全国性的庞大社会系统
工程,它的“根基”就落在覆盖全国的一个个普查区和调查小区上。

科学合理地划
分普查地理区域,逐级成立相应的普查机构,就能明确各级普查机构的责任区域,这样人口普查工作就有了坚实的基础,人口普查各项具体工作就能逐级部署并最终落实。

(2)保证普查登记不重不漏的可靠基础。

由于进行了人口普查地理区域划分,全国各
地都设立了普查区和调查小区,并明确了普查区之间的界线,各普查区、调查小区都
有了专人负责上门登记,因而就保证了普查区、调查小区内的所有普查对象没有重
复登记和遗漏。

(3)建立普查数据质量控制体系的有效途径。

为使普查数据准确反映实际,保证普查
质量,人口普查机构必须从上至下建立质量控制体系。

通过划分普查地理区域,则可
以把属于不同级别的普查地理区域的全体普查工作人员纳入质量控制体系中去,逐
级负责,分区协作,从而在全国范围内形成一张庞大的人口普查质量控制网,覆盖全国各地每一个角落,保证普查数据质量。

(4)为普查后续工作提供依据。

划分普查区和调查小区,给以后的普查区域地址编码、普查指导员和普查员的选调、各种普查物资准备、普查资料包装管理等工作提供了可靠依据[4]。

3 人口普查地理支撑技术方案设计
从我国人口普查发展的需求出发,通过研究我国人口普查的社会、经济、自然和体
制等环境因素,在国家“863”计划重点课题的支持下,提出了如下5种人口普查地
理支撑方案,通过部分地区的试点试验,取得了初步研究成果。

3.1 遥感影像叠加重要地理信息
以遥感影像为基础,叠加重要的有利于定位和位置标识的地理信息划分人口普查区域,进行人口普查的地理支撑工作。

主要工作步骤如下：
(1)数据准备
对于城市人口密集居住地区,选择1m到5m之间分辨率的遥感影像,而对于人口分布稀疏的郊区及农村地区,选择10m到30m分辨率遥感影像。

矢量数据主要选择一些重要的水系、道路(街道)、地名等信息。

(2)投影转换
目前获得的数据数学基础主要为经纬度或高斯克吕格投影,1954北京坐标系和地方独立坐标系等,对于具有空间坐标信息的矢量数据,进行投影转换即可转换为目标坐标系。

而对于一些没有空间坐标信息的数据,则采用添加控制点的方式,进行几何纠正,使它们统一到相同的坐标系统中
(3)数据集成
把具有相同投影的多源数据进行集成,形成统一的普查区域划分基础。

数据集成还要处理不同地理空间数据之间的语义差异、现势性的差异、空间尺度的差异等多种数据之间的不一致,形成统一的参考基础数据。

(4)普查区域标绘
以遥感影像数据和地理空间数据为基础,根据重要的地理标识,依照人口普查普查区域划分原则划分各级普查区域,并在计算机上标绘相应的区域界线。

工作流程如图1所示。

图1 遥感影像叠加重要地理信息划分普查区域流程图
3.2 更新2000年人口普查地图
利用2000年第五次人口普查绘制的普查区域地图,数字化后与国家基础地理信息系统数据进行匹配,参考当前人口普查区域的变化情况进行修改和更新,从而获得更新的人口普查地图,进行人口普查的地理支撑工作。

主要工作步骤如下：
(1)数字化2000年人口普查地图
由于2000年的人口普查地图主要是模拟纸质地图,需要首先对其进行数字化,才能使它们与基础地理数据匹配。

(2)投影转换
不同地区的纸质人口普查地图采用不同的地图投影,需进行投影转换。

还有部分地图只是示意图,需分别进行局部配准及匹配。

(3)采集及标绘普查区界线变化信息
通过遥感影像或PDA、GPS辅助实地调查等方式标绘普查区域变化的信息。

普查区变化类型主要包括拆分、合并和部分地域合并。

拆分是指一个区域拆分成两个区域;合并是指两个或多个区域全部合并组成一个新的区域;部分地域合并是指多个区域的一部分合并形成一个新的区域。

(4)更新原有的普查地图
把收集到的普查区域变化信息与原有普查区域数据进行整合,更新原有的人口普查地图,建立人口普查地图数据库,支撑人口普查登记工作。

工作流程如图2。

图2 更新2000年人口普查地图划分普查区域流程图
3.3 格网
引入地学网格的概念,对地理空间进行多层次划分,从而确定人口普查地理区域。

网格既是空间位置的划分方法,也是特定空间位置范围内自然、社会、经济属性的信息载体,同时也是适合时空坐标系变化的空间信息的一种新的表示方法[5]。

主要工作步骤如下：
(1)确定格网属性
根据人口普查的要求,确定格网的类型、大小、原点等属性。

(2)格网生成
按照一定格网生成的法则,生成满足上述属性条件的格网。

(3)建筑物位置测绘
通过数字地图、遥感影像和GPS等方式,测量建筑物的空间坐标位置。

(4)划分人口普查区域
直接用格网作为普查区,匹配该区域建筑物位置信息,从而确定人口在地理空间区域中的位置,进行人口登记工作(如图3)。

图3 用格网划分人口普查区域流程图
3.4 地址匹配
通过在地理信息系统中建立详细的住宅地址库,并以住宅地址库为基础,采用计算机自动生成人口普查地图,进行人口普查登记工作(如图4)。

主要工作步骤如下：(1)建立具有空间信息的地址数据库。

建立地址库的关键是获取门牌号码地址,并使其与地理空间信息匹配。

采用以高分辨率遥感影像为底图,通过数字化的方式获取建筑物的空间位置。

通过现场采集的方法,采集建筑物的门牌号码等信息,实现地理空间信息和地址信息之间的匹配,建成带有空间信息的地址数据库。

(2)对地址数据库加载摸底人口数据库信息
通过人口普查登记前的入户摸底工作掌握的包括建筑物类型、居住的户数、人口等信息建立的人口摸底数据库,与地址数据库进行匹配,为地址数据库加载建筑物户数等信息。

(3)划分普查区域
根据第六次全国人口普查地理区域划分原则,按一定的户数规模,实现计算机辅助的人口普查区域划分。

图4 用地址匹配方式划分人口普查区域流程图
3.5 大比例尺数字地形图
在部分基础测绘条件较好的城市,具有现势性较好的大比例尺地形图(1∶500-
1∶5000),可以直接利用其进行人口普查的地理支撑工作(如图5)。

主要工作步骤如下：
(1)数据格式及投影转换
由于城市大比例尺(1∶500-1∶5000)地图数据库主要由城市的测绘、规划、国土、房产等部门建设,数据格式与所使用的人口普查地图标绘软件往往不一致,需首先对
它们进行格式转换。

视具体情况,同时进行投影转换。

(2)地图拼接
大比例尺地图覆盖的实地范围相对较小,对一个城市或较大的普查区域,需要对这些
地图进行拼接处理。

(3)数据抽取
大比例尺地形图表示内容非常详细,数据分层也较多,要对数据库进行处理,提取必要的数据层,删减对普查区域划分非必要的信息,做到数据内容即简洁,又能满足人口普查区域划分的需要。

(4)划分普查区域
在具有较详细的大比例尺地形图数据库的基础上,根据第六次全国人口普查地理区
域划分原则,划分普查区域。

图5 用大比例尺数字地形图划分人口普查区域流程图
3.6 方案的适用性分析
从高新测绘技术在人口普查中的应用角度出发,提出了以上方案。

方案的实际可行性、可操作性需在实践中检验和完善。

通过在全国人口普查试点区域的试验,对上
述方案进行了对比、分析和评价(见表1)。

分析评价主要从全国的角度,依据该技术应用所具备的基础条件、工作量、技术难度、技术的先进程度以及与目前人口普查工作流程的协调程度等,从而综合评价其在第六次人口普查中的应用前景,进而进一
步完善方案。

各地根据自身基础及条件,拟选择合适的方案,解决全国人口普查地理
支撑中的技术问题。

表1 人口普查地理支撑方案适用性对比方案指标遥感影像叠加重要地理信息更新2000年人口普查地图格网地址匹配大比例尺数字地形图数据基础具备具备具备部分具备部分具备工作量中大小中大技术难度中小大大小技术先进性中低高高低与人口普查工作流程的协调程度高高低中高适用程度高中低低中4 结束语
(1)由于我国地域辽阔,人口分布格局差别较大,人口管理行政体系完备、信息技术基础较为薄弱等因素,在人口普查中应用精确的地理空间数据支撑人口普查地理单元的确定和划分与国际上通行的先进方法尚有较大的差距。

国外的人口普查经验证明,利用地理空间数据支撑人口普查工作,能保证人口登记工作的一致性和数据的精度,提高人口普查数据的应用水平,拓宽人口普查数据的应用领域,深化人口数据的分析和应用。

应用地理信息系统技术支撑人口普查工作是国际上人口普查工作发展的大趋势。

(2)从中国人口普查工作的需求出发,密切结合人口普查地理支撑所面临的各种问题,从支撑数据的完备性,技术应用对现有人口普查工作管理和组织的协调性,基层普查人员对技术掌握的难易程度和技术的先进性等方面,对人口普查地理支撑工作进行了较深入的探讨,由于我国各地区设备,技术、人员等因素差别较大,要一步到位采用一项技术全面应用难度较大,本文的分析可作为各地区因地制宜选用合适的技术方案进行人口普查地理支撑的参考。

(3)人口普查工作是要面向基层几百万普查员的宏大社会工程,高新技术的应用必须与基层的技术条件与基础密切联系,并与基层的工作流程密切相关,在本研究的基础上,下一步在技术方案设计上将强化软件的通俗化,流程的单一具体化,功能的专用化,操作的层次化等技术指标,做到高新技术能为广大的普查员简便接受并解决人口普查中的实际问题。

参考文献
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