地理國情監(jiān)測體系建設研究

呂長廣

(山東正元地理信息工程有限公司，山東濟南250101)

一、引 言

國家測繪地理信息局在國家基礎測繪“十二五”規(guī)劃中明確提出了“構(gòu)建數(shù)字中國，監(jiān)測地理國情，發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)，建設測繪強國”的發(fā)展方略。開展地理國情監(jiān)測，是社會經(jīng)濟發(fā)展對測繪工作的新需求，是測繪地理信息行業(yè)更好更快發(fā)展的歷史機遇。但地理國情監(jiān)測是一項龐大的系統(tǒng)工程，面對我國遼闊的國土面積和飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟狀況，如何建立起一個科學完整的監(jiān)測體系，實現(xiàn)對地理國情的及時有效地監(jiān)測，達到為保障國家社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供輔助決策依據(jù)的目的，則是一個需要認真研究和探索的課題。

二、地理國情的基本含義及層級

1.地理國情的含義

地理國情是從空間角度對構(gòu)成國家社會經(jīng)濟、自然資源和人類居住環(huán)境的各種地理要素的基本情況的反映，其主要內(nèi)容包括地球表面及其上下一定范圍內(nèi)的各種自然經(jīng)濟綜合要素，以及這些要素的特征、空間變化及其相互關系［1］。也可以簡單地理解為：地理國情就是影響國情的地理要素，包括道路交通、河流水域、城市建設、土地利用、資源分布、大氣環(huán)境以及附著在這些要素之上的社會、經(jīng)濟狀況。地理國情是國情的重要組成部分，是一個國家可持續(xù)發(fā)展的基礎。

2.地理國情信息的層級

我國的基本地理國情是幅員遼闊、差異明顯、特點突出、變化迅猛。為了便于開展地理國情監(jiān)測、便于進行地理國情信息的分析研究，保證監(jiān)測工作的實時快捷，應根據(jù)地理要素的影響范圍和程度，將地理國情信息進行層級劃分，根據(jù)信息層級，確定監(jiān)測責任主體，分級開展國情監(jiān)測工作。為此，根據(jù)我國的實際情況，可將地理國情信息劃分為3個層級，分別用一、二、三級表示。

一級地理國情信息：全國范圍內(nèi)的宏觀地理國情信息，包括影響多個省(區(qū)、市)的大型河流湖泊、全國范圍內(nèi)的大型基礎設施，如高速鐵路、高速公路、長輸油(氣)工程、大型水利工程、森林覆蓋面積、水土流失與沙漠化區(qū)域、耕地分布狀況、礦產(chǎn)資源分布以及與此相關聯(lián)的社會經(jīng)濟因素等。

二級地理國情信息：也可以簡單地稱之為“地理省情”，是指在省(自治區(qū)、直轄市)范圍內(nèi)，對本地區(qū)經(jīng)濟、社會以及人們生活產(chǎn)生重要影響的地理國情信息，包括省(區(qū)、市)范圍內(nèi)的鐵路公路、港口、機場等主要交通設施、河流湖泊水庫的形態(tài)、主要城市(設區(qū)市)擴展建設情況、重點區(qū)域的耕地保護狀態(tài)、森林和礦產(chǎn)資源的分布及開發(fā)利用狀況等，同時也涉及與此相關的社會經(jīng)濟情況。

三級地理國情信息：也可以簡單地稱之為“地理市情”，主要指市(地)范圍內(nèi)影響經(jīng)濟與社會發(fā)展及人民生活的地理信息要素，包括縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通網(wǎng)絡、農(nóng)田水利設施、城鎮(zhèn)建成區(qū)建設、農(nóng)村居民點變化、基本農(nóng)田保護以及與此相關的社會經(jīng)濟狀況。

地理國情監(jiān)測，是對國情基本要素的空間分布特征、空間組合關系、空間分布及組合變化趨勢進行動態(tài)和連續(xù)的監(jiān)測，并對成因進行分析、對變化趨勢進行預測的手段和方法的組合。

三、地理國情監(jiān)測體系的基本架構(gòu)

為了全面實時地開展地理國情監(jiān)測，及時有效地實現(xiàn)信息共享，方便快捷地提供信息服務，必須建立一套科學完整的監(jiān)測體系，主要包括：法律與標準體系、三級監(jiān)測網(wǎng)絡、信息整合交換與共享、統(tǒng)計分析與預測預報、信息發(fā)布等。基本架構(gòu)如圖1所示。

圖1 地理國情監(jiān)測體系架構(gòu)圖

法律與標準體系是指為實現(xiàn)地理國情監(jiān)測而建立的一系列技術標準和法律法規(guī)，包括信息劃分標準、信息采集標準、數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)庫建設標準、以及政策法規(guī)標準等。法律與標準體系是地理國情監(jiān)測體系長期有效運行的基本保障。

三級監(jiān)測網(wǎng)絡體系，是指為實施地理國情監(jiān)測過程的信息采集、處理、統(tǒng)計、匯總、分析預報、發(fā)布等一系列具體工作而建立的市、省、國家3個層面的機構(gòu)、人員以及為完成上述工作所需的相應資源。可以分別稱之為地理國情監(jiān)測體系中的國家監(jiān)測中心、省級監(jiān)測中心和市級監(jiān)測中心。

信息整合、交換與共享體系是各級監(jiān)測機構(gòu)在開展地理國情監(jiān)測過程中，對數(shù)據(jù)信息進行整合交換級共享所需的軟件系統(tǒng)及硬件設備，包括網(wǎng)絡通信設施。不同層面的信息整合交換與共享在內(nèi)容、范圍、重點等方面有所不同，如國家監(jiān)測中心與省級監(jiān)測中心、省級監(jiān)測中心與市級監(jiān)測中心，都存在一定差異。

統(tǒng)計分析與預報體系是指為完成地理國情監(jiān)測中對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計分析及信息預報所建立的一套技術方法和要求，包括統(tǒng)計分析采用的數(shù)學模型、預測模型等。

信息發(fā)布體系是指將監(jiān)測結(jié)果及分析預報向政府及社會公眾發(fā)布的一整套相關規(guī)定和要求，包括信息發(fā)布的渠道、頻率、內(nèi)容等。

國家地理國情監(jiān)測中心，負責對一級地理國情信息進行監(jiān)測，并同時接收來自各省(區(qū)、市)的經(jīng)過整理匯總的地理省情信息，進而形成全國范圍內(nèi)的或重點區(qū)域內(nèi)的地理國情預報，為國家級層面制定相關政策法規(guī)提供科學依據(jù)。

省級地理國情監(jiān)測中心，負責對二級地理國情信息即本省范圍內(nèi)的“地理省情”信息進行監(jiān)測和預報，同時還要接收來自各市(地)的地理市情信息。經(jīng)過整理后，一方面向國家監(jiān)測中心進行數(shù)據(jù)交換，另一方面通過省級監(jiān)測信息與省內(nèi)各地市監(jiān)測信息的融合，形成本省的地理省情預報并發(fā)布。為本地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和制定區(qū)域性的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供決策支持。這是地理國情監(jiān)測的工作主體，是地理國情信息可靠性、準確性和有效性的基礎。

市級地理國情監(jiān)測中心，負責對三級地理國情即本市范圍內(nèi)的“地理市情”信息進行監(jiān)測，按照相關要求形成監(jiān)測預報并發(fā)布，同時向省級地理國情監(jiān)測中心進行數(shù)據(jù)交換，作為地理省情信息的組成部分。地理市情監(jiān)測是整個地理國情監(jiān)測體系中最基礎的部分，也是信息精細化程度最高的。

地理國情三級監(jiān)測網(wǎng)絡，構(gòu)成了地理國情監(jiān)測體系的基本框架，各級信息通過通信網(wǎng)絡形成有機整體，為國家和地方的經(jīng)濟社會發(fā)展提供科學可靠的決策支持。各級監(jiān)測信息的互聯(lián)互通可以借助數(shù)字城市建設中相應的節(jié)點來實現(xiàn)。

四、地理國情監(jiān)測的主要內(nèi)容和技術方法

1.一級國情監(jiān)測的內(nèi)容和技術方法

一級國情信息是國家地理國情監(jiān)測中心關注的重點，內(nèi)容包括大江、大河、大型湖泊的狀態(tài);土地、森林、沙漠等的變化趨勢;大型基礎設施如高速公路、高速鐵路、長輸油(氣)工程、大型引水工程的建設與運營等等。這些信息是由國家地理國情監(jiān)測中心負責采集的，一般可采用以下兩種方法進行信息獲取：①以高分辨率衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源，按照一定的周期，獲取衛(wèi)星影像資料，確定主要監(jiān)測要素和重點監(jiān)測區(qū)域，利用不同時期的影像進行比對，發(fā)現(xiàn)變化信息，進而分析變化趨勢。高分辨率衛(wèi)星影像資料除目前被廣泛利用的如SPOT-5、QuickBird 、WorldView、IKONOS 等之外，我國已發(fā)射升空的資源3號衛(wèi)星，也將成為重要的數(shù)據(jù)來源。②利用來自各省(自治區(qū)、直轄市)的共享信息，通過融合處理，作為第1種信息源的補充。經(jīng)過與其他相關信息(經(jīng)濟、社會及其他學科信息)的融合整合，在相應數(shù)學模型的支持下，形成地理國情監(jiān)測預報。

2.二級國情監(jiān)測的內(nèi)容和技術方法

二級地理國情信息即地理省情信息是省級國情監(jiān)測中心關注的重點，是由各省級政府主管部門組織實施的，主要是對各省范圍內(nèi)的地理要素進行監(jiān)測，包括：省區(qū)范圍內(nèi)的鐵路、公路、港口、機場等的建設運營情況，河流、水庫、渠塘等的形態(tài)、主要城市(設區(qū)市)的建設擴展情況以及土地森林等的變化情況。這些信息一方面為本省的社會及經(jīng)濟發(fā)展提供決策支持，同時作為信息共享的主要信息來源，與國家地理國情監(jiān)測中心進行互聯(lián)互通，成為地理國情監(jiān)測的重要組成部分。

通常地理省情信息可采用3種方式獲取：①與一級國情信息的第1種獲取方法相同，即采用高分辨率衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源;②對于局部變化較大的重點地區(qū)，采用航空遙感方法獲取地面影像，通過與原有資料的比對，發(fā)現(xiàn)變化信息;③利用來自各市(地)的共享信息，通過融合處理，作為前面兩種信息源的補充，通過信息融合技術，形成全省范圍的省情監(jiān)測信息，為地理省情監(jiān)測預報提供依據(jù)。

3.三級國情信息監(jiān)測的內(nèi)容和技術方法

三級地理國情信息即地理市情信息是市級國情監(jiān)測中心的關注重點，是由各市級行政主管部門負責組織實施的。主要是對本市范圍內(nèi)的地理信息進行監(jiān)測，包括行政轄區(qū)內(nèi)的公路、鐵路建設(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路和村級道路)、各縣(市)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地外圍建設及擴展情況，建成區(qū)內(nèi)主要道路、街道的建設與變化情況，農(nóng)村居民點建設及變化情況，基本農(nóng)田保護區(qū)變化情況，農(nóng)田水利設施建設及變化情況，等等。主要采用以下幾種方法進行信息獲取：①采用高分衛(wèi)星影像資料與原有資料進行比對;②重點地區(qū)采用航空攝影測量技術進行航攝，制作正射影像圖(DOM)，與原有資料比對;③采用野外數(shù)據(jù)采集的方法，對局部地區(qū)直接采集變化信息。經(jīng)過信息整合，形成本地區(qū)的地理市情監(jiān)測信息，作為地理市情監(jiān)測預報的依據(jù)。

地理國情監(jiān)測是一個龐大的系統(tǒng)工程，除了對客觀存在的地理要素進行監(jiān)測外，還需要政府層面的各相關部門給予支持和配合，提供相關信息和資料，包括人口、經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、氣象等。只有形成良好的基礎地理信息與附著在其上的社會經(jīng)濟信息的聯(lián)動機制，才能使地理國情監(jiān)測體系更加完善，監(jiān)測信息才能夠為更多的部門和領域提供決策支持和服務，從而使地理國情監(jiān)測工作越來越多地引起人們的關注，地理國情監(jiān)測也才會走上良性循環(huán)的發(fā)展軌道。

五、結(jié)束語

地理國情是一個國家可持續(xù)發(fā)展的基礎，地理國情監(jiān)測是歷史賦予測繪地理信息行業(yè)的新使命;建立科學完善的地理國情監(jiān)測體系，是開展地理國情監(jiān)測并達到監(jiān)測目的的前提和保障。開展地理國情監(jiān)測是國家“十二五”戰(zhàn)略目標，在全國剛剛起步，開展地理國情監(jiān)測體系研究，建立起科學的監(jiān)測體系，對該項工作的順利開展具有深遠的歷史意義和重要的現(xiàn)實意義。

［1］馬萬鐘，杜清運.地理國情監(jiān)測的體系框架研究［J］.國土資源科技管理，2011(6)：104-111.

［2］呂志平，李健，杜鸝，等.數(shù)字城市建設規(guī)劃與方案［M］.北京：測繪出版社，2008.