國外地理國情監測概況與啟示

喬朝飛

(國家測繪局測繪發展研究中心，北京100830)

國外地理國情監測概況與啟示

喬朝飛

(國家測繪局測繪發展研究中心，北京100830)

地理國情監測已被確定為未來20年我國測繪工作的重點之一。簡要介紹歐美日等國家和地區開展地理國情監測的若干實例，以及發達國家測繪相關戰略與規劃中地理國情監測的有關內容。最后對我國測繪部門開展地理國情監測提出有關建議。

地理國情監測;發達國家;實例;測繪

一、引 言

當前，黨中央、國務院明確要求測繪部門開展地理國情監測。開展地理國情監測，是地理信息在更高和更廣層次的應用，是轉變我國測繪發展方式的重要舉措。從世界范圍來看，許多國家和組織都開展了地理國情監測方面的項目或工程，以便更好地服務于本國或地區的資源、環境、能源、社會等領域。國外地理國情監測的有益經驗，對于我國開展相關工作具有很好的借鑒意義。

二、歐美日地理國情監測概況

1.英國的全球干旱監測網［1］

英國的全球干旱監測網是一個免費的、實時監測全球旱情嚴重程度的網站。該網站由倫敦大學學院本菲爾德災害研究中心創建和維護。全球干旱監測網提供了當前全球范圍的水文旱災情況，網站每月更新，數據空間分辨率為100 km。用戶通過交互界面可選擇旱情評估的時間范圍(1～36個月)，顯示用戶定義區域內受旱災影響的人數，以及選擇是否顯示城市名稱、河流和湖泊等。通過網站發布的產品可以預警潛在的食物、水和健康問題。

2.歐洲發布全球分辨率最高的全球土壤覆蓋圖［1］

2008年3月，歐洲航天局和聯合國糧食計劃署在一次國際會議上共同展示了最新繪制的全球土壤覆蓋圖。該地圖根據最新拍攝的衛星圖片繪制而成，分辨率超過以往任何地圖至少10倍以上，為世界首個分辨率為300 m的免費產品。圖中展示了22種不同的土地覆蓋類型，包括農田、沼澤、人工地表、水體和永久積雪和冰凍地等。為使用戶最大限度地受益，該圖的圖例與聯合國土地覆蓋分類系統兼容。

3.歐盟等組織擴大對糧食危機區的地理監測［1］

2008年，全球糧食價格驚人地上漲，更多國家受到糧食不安全的潛在威脅，需要不斷地進行監測，以便發現農業不利狀況的早期信號，基于衛星的預報系統在未來幾年來將變得更加重要。為此，歐盟委員會聯合研究中心(JRC)、聯合國糧農組織(FAO)和美國饑餓早期預警系統網絡(FEWS NET)努力創新和加強其糧食安全監測系統，并且正在開發更加有效的早期預警工具。

JRC的區域糧食監測與預測系統是一個以衛星數據和農業氣候模型為基礎的監測系統，2010年JRC擴大了該系統的覆蓋范圍，不僅覆蓋到非洲最南端，而且還包括撒哈拉以南非洲地區的所有糧食不安全國家。由于該系統接收到的地球觀測和農業氣候數據是全球性的，所以非洲以外的其他國家的糧食安全情況也能被監測到。

在美國，FEWS NET在2010年擴大了其糧食安全監測系統，從現在的20個國家增加到50個。美國地質調查局(USGS)、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)正在建立關于衛星數據處理和模型運行的快速程序，以支持FEWS NET的這一任務。

4.歐盟的“全球環境與安全監測計劃”［2］

2003年，歐盟啟動了“全球環境與安全監測計劃”(GMES)，主要目的是獲取影響地球和氣候變化的各類環境信息。目前還處于業務化運行前期階段，預計在2011—2013年實現初始運行，2014年實現全部設計目標。

GMES項目目前提供的服務主要有5大類:陸地監測、海洋監測、應急管理、大氣監測和安全。陸地監測服務涵蓋諸多領域，如土地利用和土地覆蓋變化、土壤固封、水體質量和可用性、空間規劃、森林監測和全球糧食安全等;海洋環境監測服務提供關于海洋安全、海洋資源、海洋和海岸環境、氣候和季節性預測等信息;大氣監測服務涉及領域包括溫室氣體、影響空氣的反射氣體、臭氧層和太陽紫外線輻射以及氣溶膠等;應急管理服務涉及領域包括:洪水、森林火災、滑坡、地震、火山噴發、人道主義危機等;安全服務主要為邊境監視、海上監視、歐盟對外行動等領域制定相關的政策提供支持。

GMES項目的協調和管理由歐盟委員會負責，歐洲航天局負責對地觀測基礎設施中空間部分的建設，歐洲環境局和各成員國負責地面部分的建設。

5.美國國家生態觀測網

美國國家生態觀測站網絡(NEON)是美國國家基金委員會(NSF)于2000年提出建立的一個國家級網絡，目標是針對美國國家層面所面臨的重大環境問題，在區域至大陸尺度上開展全面、綜合的觀測和研究，深入認識環境變化實質，預測環境變化趨勢，保證美國的生物和生態安全。NEON網將美國劃分為20個生態氣候區，每個區域中設置若干觀測站點。

NEON項目目前由NEON有限公司實施，參與者包括許多美國政府部門和非政府組織，現正處在規劃和開發階段，2010年后期進入建設階段。整個NEON網絡的建設將耗時5年，到2016年實現完全運行。

6.美國地質調查局的“地理分析和動態監測計劃”

2002年，美國地質調查局(USGS)啟動了一個為期5年的“地理分析和動態監測計劃”(GAM)，目的是促進對美國所面臨的環境、自然資源和生態方面挑戰的理解。該計劃從空間和時間尺度評估土地覆蓋狀況。研究領域包括土地覆蓋現狀與趨勢、生態效益和氣候變化、社會脆弱性、生態地理、生態系統恢復和物候等。主要研究成果為國家土地覆蓋數據庫(NLCD)。

GAM的參與者既包括隸屬于美國內務部的土地管理局、國家公園服務局、漁業和野火服務局和土地復墾局，也包括環境保護局、森林服務局、海洋和大氣管理局(NOAA)、航空航天局(NASA)等其他部門。

7.日本地理信息局開展災害監測［3］

日本是個自然災害頻發的國家，經常受到地震、火山噴發、暴雨、臺風、洪水、海嘯等的威脅。日本官方測繪機構——地理信息局(GSI)負責減災管理，開發并提供與減災密切相關的各類信息。在自然災害監測尤其是地殼形變方面，GSI所做的大量工作包括:①利用分布在日本各地的GPS控制點，對地殼實時移動進行持續觀測;②精確測量沿著高速公路設置的1.7萬多個標志的高程，通過分析這些高程數據，能夠獲得毫米精度的地殼垂直形變;③在地震或火山等災害高發區，建立稠密的移動觀測站網絡;④利用合成孔徑雷達(SAR)影像對地殼形變進行觀測。

8.亞太地區環境革新戰略項目環境綜合監測子項目［4］

亞太地區環境革新戰略項目(APEIS)是日本2001年啟動的一個環境方面的重大研究項目，由日本環境省資助，亞太地區各國的相關研究機構參加。環境綜合監測子項目(IEM)是APEIS的3個子項目之一，旨在建立和發展一個綜合性的環境監測系統，對亞太地區的環境破壞、環境退化和生態脆弱區進行長期有效的監測。

IEM起初由日本國立環境研究所(MES)和中國科學院地理科學與資源研究所(IGSNRR)共同合作建設，之后，新加坡國立大學和澳大利亞聯邦科學產業研究組織(CSIRO)地球觀測中心也宣布加入。

三、發達國家測繪相關戰略與規劃中地理國情監測內容

一些發達國家的測繪與地理信息相關規劃和戰略中，都將開展地理國情監測作為重要任務之一。

《美國地質調查局地理科學研究戰略(2005—2015)》中提出，要研究土地變化的模式和過程，利用各種地理分析方法研究土地變化，預測土地變化趨勢，評估社會、經濟、政策、技術和環境等因素在土地變化中產生的影響和作用機理。利用遙感技術收集環境監測數據，分析土地利用變化和土地覆蓋變化在導致“人類—環境”系統脆弱性及風險過程中的作用。

美國國家研究委員(NRC)2007年年初公布的未來10年地球空間觀測戰略報告指出，在2010年以前，美國宇航局的衛星上安裝的地球監測設備大部分已經超過了計劃服役年限，到2010年能夠保持運行的設備數量可能會減少40%，這會使氣候研究、預防自然災害和監測陸地利用的數據丟失。為此NASA和NOAA應該對已有和以前計劃的衛星項目保證提供長期的支持。

《美國國家大地測量局(NGS)10年規劃(2008—2018)》中提出，將有效監測水位觀測數據，努力提高國家海岸測量的水平精度，實施海洋與海岸帶綜合測圖計劃(IOCM)。

《美國宇航局科學規劃(2007—2016)》中提出，要監測地球冰川覆蓋變化和海面、陸地水位變化。

《加拿大大地測量署戰略規劃》中提出，將對地理坐標參考基礎、水和氣候變化、自然災害3方面的科學研究提供支撐，并開展更廣泛的GNSS服務，及監測加拿大大陸運移等。

《澳大利亞對地觀測戰略規劃》中提出，將利用新一代對地觀測傳感器提供關于降水模式、地表土壤濕度、地表溫度、積雪覆蓋、全部儲水量變化的精度更高、空間上更詳細的信息;測制近岸和近海海域航行所需的導航海圖，用于保障沿海水域和公海海運行動的安全，以及用于海嘯預警;開發一套有關特定生物物理參數的國家級的對地觀測數據集，用于監測農業、林業和生態系統;改進海平面上升區域、沿海環境脆弱性、沿海資源分配等海岸和海洋監測。

四、對我國開展地理國情監測的啟示

1.應充分發揮測繪部門在地理國情監測中的主體作用

綜觀國外，多數國家的測繪部門均是本國一個部級綜合部門的下屬部門，由于行政級別不高，在開展地理國情監測方面不能發揮主導和組織作用。反觀我國，國家測繪地理信息局雖是國土資源部管理的部管局，但其業務相對獨立，近年來測繪保障服務較為及時有力，越來越受到黨中央、國務院的重視和社會各界的認可。同時，經過幾十年的努力，我國測繪部門已經積累了大量基礎地理信息數據，具有技術、裝備、人才等方面的優勢，為開展地理國情監測奠定了良好基礎。這些都是國家測繪地理信息局獨立組織開展地理國情監測的有利條件。因此，測繪部門應充分發揮在地理國情監測方面義不容辭的主體作用，積極推動該項工作的開展。

2.選好地理國情監測的切入點

地理國情監測是一項全新的工作，測繪部門應早日開展有關頂層設計，規劃、設計好工作機制和模式。當前工作的重點是要選好地理國情監測的著力點和切入點。以往，各地測繪部門在城鎮化變遷、海岸帶、水系、地表變形、交通、自然資源、生態環境、重要地理信息數據發布等方面，已經開展了相關地理國情監測工作，今后要繼續發揮行業優勢，深入分析本地自然地理、生態環境的實際，在上述領域開展工作。同時，應以為國家重大戰略、重大工程提供監測評估服務為切入點，促進地理國情監測工作業務化。

3.同相關部門密切合作

地理國情的內涵十分豐富，涉及的地理要素眾多，測繪部門在開展監測時，會受到專業領域的局限。因此，測繪部門在開展地理國情監測時，既要堅持以我為主，又要同國土、水利、環保、林業、海洋等相關部門密切合作，尋求他們的支持，充分借助上述領域專家的力量。

4.大力發展相關基礎設施

國外在開展地理國情監測中，對地觀測系統和技術發揮著重要作用，而我國測繪部門在對地觀測方面則不具有優勢，測繪衛星仍未發射，航空遙感裝備也比較缺乏。為此，要大力改善地理國情監測基礎設施狀況。按計劃在2011年年底發射資源三號衛星，加快建設衛星應用系統。盡快開展資源三號后續衛星以及激光測高、干涉雷達、重力等衛星的可行性方案研究和綜合立項論證，列入衛星發射計劃，“十二五”期間爭取發射2～3顆。大力發展無人機航攝系統、移動測量車等數據獲取裝備。

五、結束語

“十二五”時期，是我國全面建設小康社會的關鍵期，經濟社會發展與資源環境約束二者之間的矛盾日益突出。準確掌握各種地理國情，為政府宏觀調控、制定有關政策等提供有力依據，顯得越來越重要。當前和今后一個時期，世情、國情繼續發生深刻變化，測繪部門應充分利用自身優勢，開展地理國情監測，滿足政府決策、經濟和社會發展、人民生活各方面的需求，提供可靠和權威的地理國情信息。

［1］ 中國科學院資源環境科學與技術局.科學研究動態監測快報［EB/OL］.［2011-04-05］.http:∥www.rcees.ac.cn/xwzx/kydt/201102/P020110222728608447733.pdf.

［2］ Gmes.Gmes.info［EB/OL］.［2011-04-06］.http:∥www.gmes.info/.

［3］ GSI.Disaster Prevention Activities by GSI［EB/OL］.［2011-04-19］.http:∥www.gsi.go.jp/ENGLISH/page _e30067.html.

［4］ 渡邊正孝，王勤學，林誠二，等.亞太地區環境綜合監測的研究方法［J］.地理學報，2004，59(1):3-12.

Review of Overseas National Geographic Conditions Monitoring

QIAO Chaofei

0494-0911(2011)11-0081-03

P208

B

2011-05-03

喬朝飛(1974—)，男，河南清豐人，博士，副研究員，主要研究方向為測繪發展戰略與政策。