基于元數(shù)據(jù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1. 引言

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息是指記錄國(guó)家和社會(huì)狀況的數(shù)據(jù)，是一個(gè)國(guó)家和地區(qū)最重要、最基礎(chǔ)的信息資源，是認(rèn)識(shí)國(guó)情（區(qū)情）、制定國(guó)策（地區(qū)政策）的重要依據(jù)。統(tǒng)計(jì)部門作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的主要收集部門，其本質(zhì)是一個(gè)利用社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為社會(huì)提供信息服務(wù)的部門，因此實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)行業(yè)的信息化、確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)信息服務(wù)的“快、精、準(zhǔn)”，為政府和社會(huì)提供更好、內(nèi)容更為豐富的信息服務(wù)，是統(tǒng)計(jì)行業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在要求，也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息化發(fā)展尤其是政府宏觀決策的必然需要。

　　然而傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采集、處理、管理、分析、開發(fā)利用所涉及的技術(shù)、方法和相關(guān)體制形成的 “條塊分割”的局面已經(jīng)成為統(tǒng)計(jì)行業(yè)信息化建設(shè)和發(fā)展的瓶頸，尤其表現(xiàn)在統(tǒng)計(jì)信息資源的整合與綜合開發(fā)利用方面。

　　目前，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息資源按照專業(yè)呈現(xiàn)各自為政、難以綜合開發(fā)利用的局面。我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息資源分別歸屬于公安部、計(jì)生委、統(tǒng)計(jì)局、工商局等不同的行政部門，由于缺乏有效的信息集成手段，同時(shí)受到政治等因素的影響，各個(gè)部門的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)一直沒(méi)有得到有效整合，進(jìn)而引起信息的綜合分析困難等資源開發(fā)問(wèn)題。（2）各個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息資源管理系統(tǒng)的建設(shè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異較大，系統(tǒng)功能組織比較混亂。（3）現(xiàn)有的系統(tǒng)難以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指標(biāo)變動(dòng)頻繁、數(shù)據(jù)經(jīng)常更新的特點(diǎn)，造成了用重做系統(tǒng)來(lái)解決數(shù)據(jù)更新的不合理更新方式，大大增加了統(tǒng)計(jì)部門在軟件開發(fā)方面的經(jīng)費(fèi)開支。

　　本文論述了社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，提出通過(guò) GIS 來(lái)整合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)是由社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)決定，并以社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 的查詢和匯總兩個(gè)模塊詳細(xì)說(shuō)明元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)在系統(tǒng)建設(shè)中的組織與實(shí)現(xiàn)，最后以青山區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)為例，展示了系統(tǒng)的功能組織與運(yùn)行界面。

2. 元數(shù)據(jù)

　　驅(qū)動(dòng)技術(shù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 的應(yīng)用

2.1. 元數(shù)據(jù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 系統(tǒng)的必要性論證

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)質(zhì)上是社會(huì)經(jīng)濟(jì)組成要素（如人口、基本單位等）在現(xiàn)實(shí)世界的時(shí)間與空間框架中運(yùn)動(dòng)與變化過(guò)程的反映，社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)普遍具有空間屬性，以時(shí)間和空間的框架實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)信息資源的整合和集成，是突破目前統(tǒng)計(jì)信息化瓶頸最有效的技術(shù)手段，而利用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)更新社會(huì)經(jīng)濟(jì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)又是解決統(tǒng)計(jì)信息化課題的有力保證。社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要具有如下特點(diǎn)：

　?。?）社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)是由時(shí)間、空間、分類、指標(biāo)唯一確定的一個(gè)四元組。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的多維特性，迫使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程不能按照一般的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)入庫(kù)的過(guò)程來(lái)進(jìn)行，解決辦法之一是利用數(shù)據(jù)冗余進(jìn)行數(shù)據(jù)降維，另一個(gè)方法就是采用元數(shù)據(jù)來(lái)描述數(shù)據(jù)之間的層次關(guān)系。無(wú)論從數(shù)據(jù)維護(hù)工作量方面考慮，還是從數(shù)據(jù)開發(fā)利用的方便程度來(lái)說(shuō)，元數(shù)據(jù)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的使用帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益都具有其他方法無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

　?。?）社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)指標(biāo)繁多、更新頻繁。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)是一類非常追求現(xiàn)勢(shì)性的信息資源，數(shù)據(jù)更新工作繁重，而數(shù)據(jù)的復(fù)雜程度又加重了數(shù)據(jù)更新的操作難度，因此在統(tǒng)計(jì)部門中，“死庫(kù)” （數(shù)據(jù)入庫(kù)后沒(méi)有得到及時(shí)更新而導(dǎo)致數(shù)據(jù)過(guò)時(shí)，最終變得無(wú)用）現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，將元數(shù)據(jù)融入數(shù)據(jù)更新過(guò)程將對(duì)改善這種現(xiàn)狀發(fā)揮重要作用。

2.2. 社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 元數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

　　社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 元數(shù)據(jù)由社會(huì)經(jīng)濟(jì)元數(shù)據(jù)和空間元數(shù)據(jù)兩個(gè)部分構(gòu)成?？臻g元數(shù)據(jù)描述了空間數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，由地址碼表、空間對(duì)象分類表等組成；社會(huì)經(jīng)濟(jì)元數(shù)據(jù)分成四個(gè)層次，自上而下分別是報(bào)表元數(shù)據(jù)、指標(biāo)元數(shù)據(jù)、域元數(shù)據(jù)和域字典元數(shù)據(jù)。用戶從地圖或行政單元樹獲取感興趣的行政單元，地址碼以參數(shù)的形式傳遞給系統(tǒng)，系統(tǒng)通過(guò)元數(shù)據(jù)解析與物理數(shù)據(jù)相連，從而達(dá)到訪問(wèn)數(shù)據(jù)本身的目的。

　　在基于元數(shù)據(jù)的社會(huì)經(jīng)濟(jì) GIS 中，只有在增加新數(shù)據(jù)表、修改數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的情況下才需要維護(hù)元數(shù)據(jù)庫(kù)，因此元數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)工作量相對(duì)較小。而增加新數(shù)據(jù)表、修改數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)對(duì)于一個(gè)信息系統(tǒng)的靈活性挑戰(zhàn)是最大的，當(dāng)一個(gè)新的數(shù)據(jù)表出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，如何在信息系統(tǒng)中不用修改代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)其操作，是許多系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中的難點(diǎn)所在。

3. 應(yīng)用案例－青山區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)

3.1. 系統(tǒng)建設(shè)背景

　　青山區(qū)是內(nèi)蒙古包頭市下屬的一個(gè)縣級(jí)行政單元。近年來(lái)，青山區(qū)憑借其雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)、良好的投資環(huán)境、便利的交通等軟硬件條件走在了包頭市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前列。如何進(jìn)一步持續(xù)、快速、穩(wěn)定、健康地發(fā)展是青山區(qū)政府首要關(guān)心的問(wèn)題，建設(shè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息管理和分析系統(tǒng)、有效及時(shí)掌握地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)動(dòng)向是區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵，為此，2004 年 6 月初，青山區(qū)統(tǒng)計(jì)局與北京超圖地理信息技術(shù)有限公司合作開發(fā)了青山區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)。

　　青山區(qū)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)統(tǒng)計(jì)地理信息系統(tǒng)采用全組件式 GIS 軟件 SuperMap Object 2003 為 GIS 平臺(tái)、SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，是以空間單元為核心的、集成了行政空間單元、人口、基本單位、商貿(mào)個(gè)體、市場(chǎng)等數(shù)據(jù)的信息挖掘和提取工具。通過(guò)數(shù)據(jù)匯總、分析等方法，圖表和專題圖等多種方式展現(xiàn)與青山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相關(guān)的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)指標(biāo)，為區(qū)政府了解和掌握本區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的方方面面提供了有效的參考，為政策的制定與驗(yàn)證提供了依據(jù)。

3.2. 系統(tǒng)主要功能

　　（1）地圖瀏覽包括 地圖顯示、放大、縮小、漫游、全幅顯示、刷新、導(dǎo)航圖、量算距離、量算面積等功能。

　?。?）統(tǒng)計(jì)空間單元選擇提供點(diǎn)選、框選、圓選、多邊形選、按照行政區(qū)劃樹選擇等統(tǒng)計(jì)空間單元選擇方式。

　?。?）圖上點(diǎn)擊查詢系統(tǒng)提供了靈活的點(diǎn)擊查詢功能，以三個(gè)層次組織。點(diǎn)擊街道、居委會(huì)，則彈出“區(qū)域簡(jiǎn)介”和 “區(qū)域經(jīng)濟(jì)”快捷菜單，分別可以快速瀏覽和查詢一個(gè)區(qū)域的簡(jiǎn)要介紹和經(jīng)濟(jì)匯總情況。點(diǎn)擊建筑物，則根據(jù)建筑物的不同屬性列出查詢和匯總結(jié)果，如點(diǎn)擊居民樓得到建筑物的基本屬性和人口匯總信息，點(diǎn)擊商用樓可以看到該樓內(nèi)的基本單位和個(gè)體基本信息等。

　?。?）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)通用個(gè)體 SQL 查詢和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) SQL 匯總社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì) GIS 系統(tǒng)采用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，靈活構(gòu)架查詢和匯總模塊，程序操縱元數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)描述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的三層查詢組織模式，允許靈活定制要查詢的數(shù)據(jù)表而不受程序代碼的限制。

　?。?）統(tǒng)計(jì)圖表與專題圖功能對(duì)街道、居委會(huì)的各種匯總屬性提供點(diǎn)密度圖、單值專題圖、分段專題圖和統(tǒng)計(jì)專題圖等表現(xiàn)功能。用戶可以將自己感興趣的區(qū)域?qū)傩宰龀蓪ｎ}圖，在數(shù)據(jù)或者質(zhì)量上對(duì)比區(qū)域之間的差異，了解區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r與布局。

　?。?）輸出功能提供個(gè)體查詢和匯總查詢結(jié)果可以保存成 Excel 和文本格式的功能，同時(shí)地圖窗口、專題圖窗口可以輸出為圖片或者直接打印。

3.3. 系統(tǒng)特色與創(chuàng)新

　?。?）采用元數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)表進(jìn)行隔離，易于數(shù)據(jù)更新。

　　（2）空間數(shù)據(jù)、社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)集成。系統(tǒng)集成了青山區(qū)的空間數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、基本單位、商業(yè)個(gè)體數(shù)據(jù)和市場(chǎng)等不同性質(zhì)和來(lái)源的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的一體化集成。

　　（3）利用 GIS 表現(xiàn)建筑物級(jí)別的人口、基本單位、商業(yè)個(gè)體、重點(diǎn)企業(yè)等微觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。

　　（4）個(gè)性化的建筑物查詢方式，能根據(jù)建筑物性質(zhì)的提供不同的查詢結(jié)果。

4. 結(jié)論

　　我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì) GIS 市場(chǎng)正在處于起步階段，各個(gè)系統(tǒng)開發(fā)單位自成體系，沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，在功能組織上沒(méi)有在業(yè)界內(nèi)達(dá)成共識(shí)，造成系統(tǒng)之間水平參差不齊、數(shù)據(jù)組織方式各異等問(wèn)題，這些問(wèn)題給后續(xù)系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)共享等帶來(lái)了極大困難。本文采用元數(shù)據(jù)描述社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)、表與表之間的關(guān)系、空間數(shù)據(jù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基本屬性等信息，并將之應(yīng)用到了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，以通用查詢和匯總模塊為例，展示了啟用元數(shù)據(jù)庫(kù)后，系統(tǒng)與數(shù)據(jù)組織方式相隔離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)修改與更新的程序無(wú)關(guān)性。從青山經(jīng)濟(jì)與社會(huì)地理信息系統(tǒng)建設(shè)所取得的成果看，這種元數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和組織方式構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)各類社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)共享的技術(shù)原型，是在目前沒(méi)有數(shù)據(jù)交換、共享和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下實(shí)施數(shù)據(jù)交換、共享和維護(hù)的一種較好方式。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭志紅，元數(shù)據(jù)的多角度透視，《圖書館》雜志，2002 年第五期， http://www.library.hn.cn/tsg/20021122/Content/00009180.htm.

[2] 鄭有材，蔡希堯．元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可重用通信軟件的設(shè)計(jì)．西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，25（6）：779

[3] 李清山，陳平，褚華．支持柔性機(jī)制的元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的研究與應(yīng)用．西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2002， 29（3）：320

[4] 王新州，柳宗偉，陳順清，城市人口地理信息系統(tǒng)建設(shè)模式探討，武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，信息科學(xué)版， 2001.26(3):226-230

[5] 喻貴銀，地圖的“革命”，中國(guó)測(cè)繪：6-8

[6] 王樹德，地圖在數(shù)字地球建設(shè)和應(yīng)用中的幾個(gè)問(wèn)題，青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，16（2）：38-41

[7] 趙偉華，黃曉，章復(fù)嘉，基于 GIS 的人口管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2004，15 （1）：139-141

[8] 張瑞菊，陶華， GIS 與空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)集成問(wèn)題的研究，勘察科學(xué)技術(shù)，2003(2).21-23.

[9] 周子斌，客戶/服務(wù)器(client/server) 結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，中國(guó)統(tǒng)計(jì)，1997.10,189.35-37.

[10] TIGER/Line Files Technical Documentation 108th CD 2000, U.S. Department of Commerce, Geography Division U.S. Census Bureau

[11] Jane Traynham, Community Statistical Systems, Maryland State Data Center