地理國(guó)情普查成果應(yīng)用實(shí)踐與探索

洪 亮，余曉敏，史曉明

(1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)國(guó)家地理信息系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430074； 2. 湖北省基礎(chǔ)地理信息中心(湖北省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)研究院)，湖北 武漢 430074； 3. 武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079； 4. 湖北省航測(cè)遙感院，湖北 武漢 430074)

地理國(guó)情普查成果應(yīng)用實(shí)踐與探索

洪 亮1，2，余曉敏2，史曉明3，4

(1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)國(guó)家地理信息系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430074； 2. 湖北省基礎(chǔ)地理信息中心(湖北省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)研究院)，湖北 武漢 430074；
3. 武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430079； 4. 湖北省航測(cè)遙感院，湖北 武漢 430074)

分析了地理國(guó)情普查和監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵、意義及其成果、產(chǎn)品，并針對(duì)當(dāng)前的熱點(diǎn)問題，對(duì)地理國(guó)情普查成果的應(yīng)用進(jìn)行了探索，為確立測(cè)繪地理信息部門新的發(fā)展方向奠定了良好的研究基礎(chǔ)。

地理國(guó)情普查；灰霾；森林固碳；工業(yè)布局；主體功能區(qū)規(guī)劃

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的日益加快，各種環(huán)境污染問題也日益突出，尤其是近幾年出現(xiàn)的灰霾天氣已經(jīng)成為一種常見的環(huán)境污染現(xiàn)象。地球大氣本身具有一定的自潔能力，一旦大氣的環(huán)境容量超出了其承載極限，就會(huì)出現(xiàn)大氣污染，危害人類健康。近幾年持續(xù)爆發(fā)的灰霾天氣顯然是由于大氣的環(huán)境容量早已瀕臨其所能承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口規(guī)模。由此可見，全面掌握我國(guó)的地理國(guó)情現(xiàn)狀、客觀評(píng)價(jià)資源環(huán)境的承載能力、科學(xué)調(diào)整區(qū)域的工業(yè)布局和經(jīng)濟(jì)規(guī)模已成為當(dāng)務(wù)之急。為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要，國(guó)務(wù)院于2013年開展了第一次全國(guó)地理國(guó)情普查工作，從地理的角度分析、研究和描述地球表層自然、生物和人文現(xiàn)象的空間變化及它們之間的相互關(guān)系、特征等，對(duì)構(gòu)成國(guó)家物質(zhì)基礎(chǔ)的各種條件因素做出真實(shí)性、整體性、綜合性的統(tǒng)計(jì)信息，為國(guó)家和地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展、科學(xué)規(guī)劃及人與自然的和諧共存提供決策依據(jù)。本文對(duì)地理國(guó)情普查成果及產(chǎn)品在熱點(diǎn)問題中的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)踐和探索。

1 地理國(guó)情普查與監(jiān)測(cè)

地理國(guó)情主要是指地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關(guān)系，是基本國(guó)情的重要組成部分。地理國(guó)情普查是一項(xiàng)重大的國(guó)情國(guó)力調(diào)查，是全面獲取地理國(guó)情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態(tài)及人類活動(dòng)基本情況的基礎(chǔ)性工作，同時(shí)地理國(guó)情普查也是開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的前提和基礎(chǔ)[1]。地理國(guó)情監(jiān)測(cè)能夠形成多樣化地理國(guó)情信息產(chǎn)品，從而充分揭示經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和自然資源環(huán)境的空間分布規(guī)律，實(shí)現(xiàn)地理國(guó)情信息對(duì)政府、企業(yè)和公眾的服務(wù)，為國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃制定、空間規(guī)劃管理、區(qū)域政策制定、災(zāi)害預(yù)警、科學(xué)研究和為社會(huì)公眾服務(wù)等提供有力保障。

地理國(guó)情普查與監(jiān)測(cè)是基礎(chǔ)測(cè)繪的延伸和拓展，是測(cè)繪地理信息部門的一項(xiàng)全新的工作，是傳統(tǒng)測(cè)繪地理信息事業(yè)的深刻變革[2]。地理國(guó)情普查通過與專業(yè)信息的融合，使得具有跨行業(yè)、跨部門、跨學(xué)科特性的普查成果能夠深入到各行業(yè)、各部門、各學(xué)科的發(fā)展建設(shè)中，與國(guó)家、區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和民生建設(shè)緊密結(jié)合，可以為政府、部門、社會(huì)大眾提供個(gè)性化的按需服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)向動(dòng)態(tài)、從被動(dòng)向主動(dòng)、從后臺(tái)到前臺(tái)、從測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)向國(guó)情信息服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

2 地理國(guó)情普查成果與產(chǎn)品

地理國(guó)情普查成果主要包括影像數(shù)據(jù)、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、地理國(guó)情要素?cái)?shù)據(jù)、精細(xì)化DEM及地形數(shù)據(jù)、遙感解譯樣本數(shù)據(jù)、基本統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)及有參考價(jià)值的專題數(shù)據(jù)等[3]。在地理國(guó)情普查成果的基礎(chǔ)上，通過與專業(yè)知識(shí)的融合，可以生成多樣化地理國(guó)情信息產(chǎn)品。例如，通過地表覆蓋分類數(shù)據(jù)中的林地面積、基本統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)中的林地覆蓋率，采用林業(yè)部門的專用模型可以計(jì)算出各區(qū)域的森林碳儲(chǔ)量和年固碳量。森林碳儲(chǔ)量指森林植被體內(nèi)儲(chǔ)存的碳元素的總質(zhì)量。年碳固定量指單位年內(nèi)森林植物通過光合作用固定在植物體內(nèi)的碳元素的質(zhì)量。通過統(tǒng)計(jì)森林的碳儲(chǔ)量、年碳固定量等指標(biāo)，能夠科學(xué)評(píng)價(jià)各區(qū)域的森林固碳能力。森林固碳能力分析可提高人們對(duì)森林生態(tài)效益功能和價(jià)值的認(rèn)知水平，并幫助各層次的決策者認(rèn)識(shí)到城市綠色基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值，可為各地區(qū)應(yīng)對(duì)大氣污染、氣候變化、森林經(jīng)營(yíng)、綠化中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃和森林碳匯市場(chǎng)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，從而建設(shè)健康的城市生態(tài)環(huán)境。

3 地理國(guó)情普查成果應(yīng)用示例

地球大氣本身具有一定的自潔能力，主要是通過大氣的稀釋、擴(kuò)散、氧化等物理化學(xué)作用，使進(jìn)入大氣的污染物質(zhì)逐漸消失。然而大氣的自潔能力與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、污染物排放總量及城市布局等諸多因素相關(guān)。當(dāng)大氣的環(huán)境承載能力達(dá)到其臨界值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)大氣污染現(xiàn)象。因此，應(yīng)對(duì)灰霾天氣應(yīng)從根本上控制和減少產(chǎn)生這些灰霾的本源——碳。森林碳匯具有治霾減排的作用，排入大氣的一氧化碳經(jīng)氧化變?yōu)槎趸己?，森林植物可以通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物，并以有機(jī)碳的形式固定在植物體內(nèi)，從而減少大氣中碳元素的濃度。然而在特定區(qū)域因其森林面積有限，因此其固碳能力也是有限的，因此該區(qū)域的污染物排放總量也應(yīng)盡量控制在相應(yīng)范圍內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)的碳排放量主要來源于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)碳排放量占總體排放量的75%，因此工業(yè)減排是控制和減少產(chǎn)生這些灰霾的本源——碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4]。實(shí)現(xiàn)工業(yè)減排最便捷的兩種方式是增加碳匯和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)降低碳排放。

以湖北省曾都區(qū)為例，利用其地理國(guó)情普查成果中的林地面積、林地覆蓋率，采用美國(guó)林業(yè)署開發(fā)的CITYGREEN模型[5]，可以得到曾都區(qū)及其各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳儲(chǔ)量和年碳固定量，從而定量分析曾都區(qū)及其各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的森林固碳能力。

在CITYGREEN模型中植被的碳儲(chǔ)量和年碳固定量主要由植被覆蓋率及植被固碳系數(shù)決定(見表1)。類型1表示幼齡樹，可對(duì)應(yīng)林地類別中的稀疏灌叢、人工幼林、疏林。類型2表示中齡樹，可對(duì)應(yīng)林地類別中喬木林、灌木林、喬灌混合林、竹林。類型3表示所有齡級(jí)的樹木均衡分布，稱為混合型，可對(duì)應(yīng)林地類別中的綠化林地。類型4表示各個(gè)林齡的樹木平均分布，稱為平均型。植被的碳儲(chǔ)量與年碳固定量的計(jì)算公式為

Ct=A×F×Nt

(1)

Cr=A×F×Nr

(2)

式中：Ct和Cr分別代表碳儲(chǔ)量(單位為噸)和年碳固定量(單位為噸/年)；A為區(qū)域面積(單位為英畝)；F為區(qū)域的植被覆蓋率；Nt和Nr分別為林木的碳儲(chǔ)存系數(shù)和碳固定系數(shù)。

表1 不同林齡植被的碳儲(chǔ)存系數(shù)及碳固定系數(shù)

基于CITYGREEN模型計(jì)算得到曾都區(qū)及其各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的碳儲(chǔ)量和年碳固定量見表2。

根據(jù)國(guó)家退耕還林政策，還可以基于地理國(guó)情普查成果中的耕地面積和坡度數(shù)據(jù)得到曾都區(qū)及其各鄉(xiāng)鎮(zhèn)符合退耕還林條件的土地面積，從而估算出曾都區(qū)及其各鄉(xiāng)鎮(zhèn)退耕還林后的固碳潛力(見表3)。

表2 曾都區(qū)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林植被固碳能力統(tǒng)計(jì)表

表3 曾都區(qū)主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)退耕還林后的固碳潛力統(tǒng)計(jì)表

利用普查成果中的專題數(shù)據(jù)還能夠得到曾都區(qū)的工業(yè)布局和工業(yè)產(chǎn)值情況(見表4)，將該數(shù)據(jù)與森林固碳數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析可為政府決策提供一定的依據(jù)。

表4 曾都區(qū)××年工業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

續(xù)表

通過地理國(guó)情普查能夠科學(xué)掌握曾都區(qū)目前的固碳能力(表2)、未來的固碳潛力(表3)、當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(表4)。在目前固碳潛力和未來固碳潛力有限的情況下，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、限制高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。例如紡織業(yè)和造紙業(yè)，這兩個(gè)行業(yè)不僅消耗能源增加碳排放，并且以森林植被為原材料，降低了生物循環(huán)固碳能力，因此其未來的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)依靠大型輕工企業(yè)的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)節(jié)約原材料，實(shí)行清潔生產(chǎn)降低碳排放。

4 地理國(guó)情普查成果指導(dǎo)政府決策

國(guó)務(wù)院于2010年正式發(fā)布了《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》，同時(shí)要求各省(區(qū)、市)人民政府編制了地區(qū)性規(guī)劃?；诘乩韲?guó)情的普查成果能夠?qū)χ黧w功能區(qū)規(guī)劃的實(shí)施進(jìn)行監(jiān)測(cè)與評(píng)估。它是確保一些引導(dǎo)性和約束性指標(biāo)真正完成，規(guī)劃真正發(fā)揮引導(dǎo)經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展的有力保障。以主體功能區(qū)區(qū)劃的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)資源環(huán)境承載力為例，資源環(huán)境承載能力主要指在自然生態(tài)環(huán)境不受危害并維系良好生態(tài)系統(tǒng)的前提下，特定區(qū)域的資源稟賦和環(huán)境容量所能承載的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和人口規(guī)模[6]。主要包括：水、土地等資源的豐裕程度，水和大氣等的環(huán)境容量，水土流失和沙漠化等的生態(tài)敏感性，生物多樣性和水源涵養(yǎng)等的生態(tài)重要性，地質(zhì)、地震、氣候、風(fēng)暴潮等自然災(zāi)害頻發(fā)程度等。而近年來持續(xù)爆發(fā)的灰霾天氣和飲用水污染現(xiàn)象，正是由于大氣和水的環(huán)境容量超出了其承載極限，生態(tài)系統(tǒng)平衡遭到了破壞，需要對(duì)區(qū)域的工業(yè)布局和經(jīng)濟(jì)規(guī)模進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。因此可通過地理國(guó)情普查成果掌握區(qū)域資源環(huán)境現(xiàn)狀與工業(yè)布局間的相互關(guān)系，并進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整和布局。

以湖北省曾都區(qū)為例，曾都區(qū)因區(qū)位條件優(yōu)越、發(fā)展基礎(chǔ)較好、資源環(huán)境承受能力較強(qiáng)、具備較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和人口聚集條件，因此成為湖北省省級(jí)重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域。該區(qū)域的功能定位是：區(qū)域性先進(jìn)制造業(yè)基地、農(nóng)副產(chǎn)品加工基地和物流集散基地，為全省經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)發(fā)揮重要支撐作用[7]。曾都區(qū)的發(fā)展方向是重點(diǎn)發(fā)展特種專用汽車生產(chǎn)、特色農(nóng)產(chǎn)品專業(yè)加工、紡織服裝、文化旅游等，形成為大武漢配套的高新技術(shù)轉(zhuǎn)化基地。政府部門可根據(jù)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的成果密切關(guān)注該區(qū)域資源環(huán)境承受能力的變化情況，對(duì)該區(qū)域的功能定位和發(fā)展方向作出及時(shí)的調(diào)整，保證該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展[8]。

5 結(jié)束語

通過對(duì)地理國(guó)情普查和監(jiān)測(cè)的含義、內(nèi)容及其成果、產(chǎn)品的分析，確定地理國(guó)情普查與監(jiān)測(cè)將成為政府、部門、社會(huì)大眾的服務(wù)者，實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)向動(dòng)態(tài)、從被動(dòng)向主動(dòng)、從后臺(tái)到前臺(tái)、從測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)向國(guó)情信息服務(wù)的轉(zhuǎn)變。結(jié)合當(dāng)前社會(huì)大眾關(guān)注的熱點(diǎn)問題，本文對(duì)地理國(guó)情普查成果的應(yīng)用進(jìn)行了探索，研究了地理國(guó)情普查和監(jiān)測(cè)成果在區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的角色和發(fā)揮的作用，這為確立測(cè)繪地理信息部門新的發(fā)展方向奠定了良好的研究基礎(chǔ)。

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PracticeandExplorationofGeographicNationalCensusResultsApplication

HONG Liang1,2，YU Xiaomin2，SHI Xiaoming3,4

(1. National Engineering Research Center for Geographic Information System, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074,China; 2. Hubei Institute of Beidou Satellite Navigation Application Technology, Hubei Geomatics Information Center, Wuhan 430074,China; 3. School of Remote Sensing and Information Engineering, Wuhan University, Wuhan 430079,China; 4. Hubei Institute of Photogrammetry and Remote Sensing, Wuhan 430074,China)

The connotation, significance, results and products of geographical national census and monitoring were analyzed in this paper. And in view of the current hot spots, the application of Geographical National Census results was explored. It lays a good foundation for the establishment of the new development direction of geographic information sector.

geographical national census; haze; forest carbon sequestration; industrial distribution; plan for development priority zones

P28

A

0494-0911(2017)01-0119-03

洪亮，余曉敏，史曉明.地理國(guó)情普查成果應(yīng)用實(shí)踐與探索[J].測(cè)繪通報(bào)，2017(1)：119-121.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0026.

2015-11-17;

2016-10-09

數(shù)字制圖與國(guó)土信息應(yīng)用工程國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金(GCWD201410)；地理國(guó)情監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金(2015NGCM10)

洪 亮(1974—)，男，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樾畔⒒瘻y(cè)繪。E-mail: 147775318@qq.com

余曉敏