地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法研究

周樹(shù)旺

摘要：地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是“測(cè)繪十二五規(guī)劃”的重要內(nèi)容，現(xiàn)今正處于摸索嘗試階段，本文試圖根據(jù)我國(guó)地理內(nèi)容特點(diǎn)研究地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和方法，做到科學(xué)監(jiān)測(cè)。論文首先提出了地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容框架，將地理國(guó)情監(jiān)測(cè)分為基礎(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和專題地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，進(jìn)而分別論述了不同的地理國(guó)情監(jiān)測(cè)對(duì)象所采取的方法，相信能為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)研究?jī)?nèi)容提供參考。

關(guān)鍵詞：地理國(guó)情監(jiān)測(cè)；自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)；人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)；框架

地理國(guó)情，是指一個(gè)國(guó)家自然地理和人文地理國(guó)情信息的總和，是基本國(guó)情之一。具體來(lái)講是指包括國(guó)家地形分布、疆土面積、地貌環(huán)境、人文建設(shè)、氣候變化等諸多方面于地球載體上的立體表現(xiàn)狀況。對(duì)社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)文化等國(guó)家發(fā)展的各個(gè)方面有著卓著而長(zhǎng)足的影響。結(jié)合我國(guó)地大物博人口眾多的實(shí)際國(guó)情情況，如何全面實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地理國(guó)情以及如何高效利用地理國(guó)情信息成為時(shí)代賦予測(cè)繪工作者的新使命。

1.地理國(guó)情監(jiān)測(cè)特點(diǎn)

在我們賴以生存的自然環(huán)境、人文環(huán)境中，多樣性是一個(gè)顯著的特點(diǎn)，主要包括：數(shù)據(jù)獲取手段多樣化、業(yè)務(wù)內(nèi)容多樣化以及服務(wù)形式的多樣化。由于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)性和公益性，無(wú)論從監(jiān)測(cè)的區(qū)域布局到服務(wù)對(duì)象都存在著極大的差異性。整體來(lái)講，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是一個(gè)全社會(huì)的事業(yè)，將聯(lián)合社會(huì)多個(gè)部門分工協(xié)作。每個(gè)部門承擔(dān)不同的任務(wù)，扮演不同的角色。局部來(lái)說(shuō)，部門的工作方式和地理國(guó)情信息服務(wù)的模型的差異也很大，主要體現(xiàn)在服務(wù)對(duì)象上。由于不同部門對(duì)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的信息需求不同、信息密級(jí)不同和信息服務(wù)方式不同也將導(dǎo)致差異性。再次地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系是一個(gè)有機(jī)的整體，隨著地理國(guó)情監(jiān)測(cè)事業(yè)的開(kāi)展，地理國(guó)情將會(huì)以部門及行業(yè)加盟的方式參與其中，形成地理信息產(chǎn)品化的產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)極大豐富的地理信息資源，將提高地理國(guó)情監(jiān)測(cè)服務(wù)能力，充分體現(xiàn)了信息挖掘帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。最后，隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)和監(jiān)測(cè)規(guī)范的不斷成熟和完備，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)將形成自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)體系，包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更新，體現(xiàn)出地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理的智能性。

綜上所述，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)以微觀地理信息為單位，評(píng)估國(guó)家宏觀地理自然人文信息的重大工程。構(gòu)建良好的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地理國(guó)情體系，將會(huì)推動(dòng)國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)、文化以及軍事事業(yè)更好更快的向前發(fā)展。

2.地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容及方法

根據(jù)地理學(xué)內(nèi)容，可將地理國(guó)情監(jiān)測(cè)劃分兩個(gè)方面，基礎(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和專題地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，基礎(chǔ)地理國(guó)情即針對(duì)基礎(chǔ)地球表面覆蓋現(xiàn)象，研究最真實(shí)的客觀存在，反映地表信息，建立空間位置關(guān)系以及監(jiān)測(cè)的時(shí)序關(guān)系，形成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。專題地理國(guó)情監(jiān)測(cè)即針對(duì)地表專題應(yīng)用以及重大工程項(xiàng)目應(yīng)用等方面，進(jìn)行專題信息監(jiān)測(cè)，其中包括主體功能區(qū)監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害、重大工程等方面監(jiān)測(cè)內(nèi)容?；A(chǔ)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)又包含自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)自然地理環(huán)境的特征、結(jié)構(gòu)及其地域分布規(guī)律，人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)側(cè)重分析研究地球表面人類各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)情信息在地理空間上的可視化與空間化。本文將地理國(guó)情監(jiān)測(cè)研究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)為如圖1所示框架。下面將分別討論自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和專題地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和方法，在專題地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中將以主題功能區(qū)監(jiān)測(cè)作為范例進(jìn)行探討。

3.自然地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)

3.1 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

自然地理國(guó)情是最基本的地理國(guó)情，是地理國(guó)情中必不可少的重要組成部分。監(jiān)測(cè)自然地理國(guó)情就是要對(duì)自然地理方面的國(guó)情進(jìn)行動(dòng)態(tài)地測(cè)繪、統(tǒng)計(jì)和分析研究。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)自然地理國(guó)情發(fā)生著深刻的變化，需要通過(guò)自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的開(kāi)展，為政府、企業(yè)和社會(huì)各方面提供真實(shí)可靠和準(zhǔn)確權(quán)威的自然地理國(guó)情信息。自然地理國(guó)情監(jiān)測(cè)要素主要是指水系、植被、荒漠等自然地理要素，不僅監(jiān)測(cè)自然要素的空間特征，還包括針對(duì)行業(yè)部門需要，了解自然要素的應(yīng)用屬性內(nèi)容，全面深入掌握某一自然要素的本質(zhì)特征，針對(duì)具體監(jiān)測(cè)要素內(nèi)容制定監(jiān)測(cè)周期，例如水系，不僅需了解河流的長(zhǎng)度以及面積流向等空間地理信息，還需要掌握河流水質(zhì)的好壞，河水的污染程度等水環(huán)境信息。

3.2 監(jiān)測(cè)方法

針對(duì)上述監(jiān)測(cè)內(nèi)容，制定地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)方案，將自然地理要素通過(guò)統(tǒng)計(jì)理論與方法以及多尺度的數(shù)據(jù)垂直整合技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，探索自然地理要素變化規(guī)律，研究自然地理國(guó)情要素的產(chǎn)品形式，開(kāi)展自然地理要素國(guó)情監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、規(guī)劃與發(fā)展提供必要的依據(jù)。具體方法如下：

根據(jù)已有 1：100 萬(wàn)、1：25 萬(wàn)、1：5 萬(wàn)等不同尺度下的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及多源遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)分析自然地理國(guó)情要素在不同比例尺和不同數(shù)據(jù)源中的表現(xiàn)形式，制定最優(yōu)數(shù)據(jù)整合方法，以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，處理好不同比例尺數(shù)據(jù)名稱、范圍之間的銜接關(guān)系，研究不同尺度下的自然地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)的統(tǒng)計(jì)方法及空間分布情況，包括植被、水系、荒漠等自然地理要素空間分布及國(guó)情統(tǒng)計(jì)，研制我國(guó)多尺度的植被、水系、荒漠等自然地理要素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)品。

為了建立針對(duì)自然地理國(guó)情要素變化發(fā)現(xiàn)的技術(shù)體系，進(jìn)行多尺度自然地理國(guó)情要素變化規(guī)律分析研究?？偨Y(jié)以及分析自然地理國(guó)情要素在不同比例尺下的表現(xiàn)形式，選取適用于變化發(fā)現(xiàn)的多尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行變化規(guī)律分析。制定分類自然地理國(guó)情要素的監(jiān)測(cè)周期，建立周期性監(jiān)測(cè)，形成多時(shí)態(tài)連續(xù)自然地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。利用橫向多個(gè)不同時(shí)間間隔的時(shí)態(tài)序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行自然地理要素的變化發(fā)現(xiàn)，提取自然地理要素變化率及變化量，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析及比較分析，總結(jié)不同尺度的自然地理國(guó)情要素變化時(shí)間周期及趨勢(shì)，為自然地理國(guó)情要素變化監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。

分析現(xiàn)有自然地理監(jiān)測(cè)產(chǎn)品種類和產(chǎn)品形式，針對(duì)地理國(guó)情變化的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，研究自然地理要素變化動(dòng)態(tài)表達(dá)方法，研制自然地理要素國(guó)情監(jiān)測(cè)的新產(chǎn)品樣式，使之能表達(dá)實(shí)現(xiàn)自然地理要素變化信息。針對(duì)新型介質(zhì)材料，研究立體的自然地理要素產(chǎn)品表達(dá)方法，更為直觀地表達(dá)自然地理要素分布情況，豐富地理國(guó)情監(jiān)測(cè)產(chǎn)品體系。（見(jiàn)圖2）

4.人文地理國(guó)情要素監(jiān)測(cè)

4.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容

人文地理國(guó)情是指與人類活動(dòng)直接相關(guān)的地理國(guó)情，主要包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、城市、人口等領(lǐng)域，人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括區(qū)域面積、人口數(shù)量、地均 GDP 等。人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系的有機(jī)組成部分，人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)關(guān)系著其他地理國(guó)情的監(jiān)測(cè)，同時(shí)也需要其他地理國(guó)情監(jiān)測(cè)結(jié)果的支持。人文地理國(guó)情深刻影響著自然資源、生態(tài)環(huán)境等其他領(lǐng)域的國(guó)情，因此人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)對(duì)于地理國(guó)情監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，社會(huì)日益進(jìn)步，城市不斷擴(kuò)張，人口流動(dòng)頻繁，現(xiàn)有的人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)存在多部門分散進(jìn)行、時(shí)效性差、成果利用率低等一系列問(wèn)題，已不能滿足人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的需要，加強(qiáng)人文地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的緊迫性日益凸顯。

4.2監(jiān)測(cè)方法

對(duì)于空間化方法的研究，可以采用網(wǎng)格單元面積權(quán)重內(nèi)插法（GCAWI）。運(yùn)用 GCAWI 法進(jìn)行人文地理國(guó)情信息的空間化不僅可以很好地避免傳統(tǒng)方法的同一區(qū)域均勻分布、不同區(qū)域突變分布的缺點(diǎn)，較好地緩和傳統(tǒng)的區(qū)域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)空間化表達(dá)方法中的突變線，且經(jīng)克里金（Kriging）插值后的分布圖能很好地契合人文地理國(guó)情信息空間分布的特點(diǎn)。在網(wǎng)格單元面積權(quán)重內(nèi)插法方法的實(shí)施中，根據(jù)社會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)可以將其分為和值變量型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和均值變量型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)兩種類型，在區(qū)域拆分與合并時(shí)具有不同的特點(diǎn)，需針對(duì)性地研究確定網(wǎng)格單元大小的原則和采用圖像平滑技術(shù)改進(jìn)空間化效果的方法。

通過(guò)人文地理要素天地一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化/半自動(dòng)化的信息處理流程，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果精度，降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)人文地理要素的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。依靠資源三號(hào)等自主的國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星，可以快速獲取監(jiān)測(cè)所需影像。研究商業(yè)衛(wèi)星成像預(yù)測(cè)技術(shù)，可以確定快速獲取所需影像的衛(wèi)星選擇方案。通過(guò)建立覆蓋全國(guó)的遙感影像控制點(diǎn)信息庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的快速高精度自動(dòng)糾正和配準(zhǔn)，從而極大提高衛(wèi)星影像處理效率。通過(guò)基于本體論和模糊數(shù)學(xué)的分類和檢測(cè)方法，可以顯著提高分類和檢測(cè)的正確度。通過(guò)對(duì)多種信息源的有效整合，可以拓展人文地理要素監(jiān)測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域。

5.主體功能區(qū)監(jiān)測(cè)

5.1監(jiān)測(cè)內(nèi)容

主體功能根據(jù)國(guó)家制定主體功能區(qū)規(guī)劃內(nèi)容，即簡(jiǎn)稱規(guī)劃，分為優(yōu)先開(kāi)發(fā)區(qū)、重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)、限制開(kāi)發(fā)區(qū)、禁止開(kāi)發(fā)區(qū)四種類型。

優(yōu)化開(kāi)發(fā)區(qū)：城市蔓延擴(kuò)張與城市空間結(jié)構(gòu)包括監(jiān)測(cè)不同時(shí)期的建成區(qū)面積、分布，統(tǒng)計(jì)分析城市增長(zhǎng)面積、動(dòng)態(tài)變化率及空間結(jié)構(gòu)變化，掌握城市擴(kuò)張的空間和時(shí)間特征及發(fā)展趨勢(shì)。

重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)：城鎮(zhèn)化進(jìn)度包括監(jiān)測(cè)不同時(shí)期城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村的面積和空間分布，統(tǒng)計(jì)分析變化面積、動(dòng)態(tài)變化率以及空間格局變化。

限制開(kāi)發(fā)區(qū)：農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)的主要監(jiān)測(cè)分析內(nèi)容包括農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)包括監(jiān)測(cè)主要的農(nóng)作物類型（水稻、玉米、小麥、棉花）、面積、空間分布及變化。

禁止開(kāi)發(fā)區(qū)：通過(guò)監(jiān)測(cè)旅游設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、人工景觀、農(nóng)區(qū)、林區(qū)的變化監(jiān)測(cè)旅游開(kāi)發(fā)活動(dòng)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人工景觀建設(shè)、侵占水域、濕地、草地等農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)、砍伐以及其他對(duì)保護(hù)區(qū)環(huán)境產(chǎn)生重大負(fù)面影響的人類活動(dòng)。為保護(hù)區(qū)的規(guī)劃與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

5.2監(jiān)測(cè)方法

收集整理已有的基礎(chǔ)測(cè)繪成果，其他遙感影像和行業(yè)部門專題數(shù)據(jù)，分類提取地形地貌、水系等自然環(huán)境要素信息，行政區(qū)劃、居民點(diǎn)、交通等人文環(huán)境要素信息作為本底數(shù)據(jù)。利用時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將各類數(shù)據(jù)入庫(kù)，統(tǒng)計(jì)分析本底庫(kù)和監(jiān)測(cè)庫(kù)數(shù)據(jù)，全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握各監(jiān)測(cè)指標(biāo)現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)變化和發(fā)展趨勢(shì)。

6.結(jié)論

本文對(duì)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了研究，搭建了地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容框架，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)分類內(nèi)容，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及多源專題圖數(shù)據(jù)，根據(jù)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的自然特性和人文特性將地理國(guó)情監(jiān)測(cè)以自然和人文為分界標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)各自的特點(diǎn)制定了具體的監(jiān)測(cè)方法。

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