地理國情監測體系的基本架構

呂長廣

(山東正元地理信息工程有限公司，山東濟南 250101)

1 引言

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

2 地理國情的基本含義及層級

2.1 地理國情的含義

地理國情是從空間角度對構成國家社會經濟、自然資源和人類居住環境的各種地理要素的基本情況的反映，其主要內容包括地球表面及其上下一定范圍內的各種自然經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、大氣環境以及附著在這些要素之上的社會、經濟狀況。地理國情是國情的重要組成部分，是一個國家可持續發展的基礎。

2.2 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測、便于進行地理國情信息的分析研究，保證監測工作的實時快捷，應根據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，根據信息層級，確定監測責任主體，分級開展國情監測工作。為此，根據我國的實際情況，可將地理國情信息劃分為三個層級，分別用一、二、三級表示。

一級地理國情信息:全國范圍內的宏觀地理國情信息，包括影響多個省(區、市)的大型河流湖泊、全國范圍內的大型基礎設施，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域、耕地分布狀況、礦產資源分布以及與此相關聯的社會經濟因素等。

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、直轄市)范圍內，對本地區經濟、社會以及人們生活產生重要影響的地理國情信息，包括省(區、市)范圍內的鐵路公路、港口、機場等主要交通設施、河流湖泊水庫的形態、主要城市(設區市)擴展建設情況、重點區域的耕地保護狀態、森林和礦產資源的分布及開發利用狀況等，同時也涉及與此相關的社會經濟情況。

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)范圍內影響經濟與社會發展及人民生活的地理信息要素，包括縣鄉鎮交通網絡、農田水利設施、城鎮建成區建設、農村居民點變化、基本農田保護以及與此相關的社會經濟狀況。

地理國情監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和連續的監測，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。

3 地理國情監測體系的基本架構

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

圖1 地理國情監測體系架構圖

3.1 法律與標準體系

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

3.2 三級監測網絡體系

三級監測網絡體系是指為實施地理國情監測過程的信息采集、處理、統計、匯總、分析預報、發布等一系列具體工作而建立的國家、省、市三個層面的機構、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測體系中的國家監測中心、省級監測中心和市級監測中心。

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

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

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

地理國情三級監測網絡，構成了地理國情監測體系的基本框架，各級信息通過通信網絡形成有機整體，為國家和地方的經濟社會發展提供科學可靠的決策支持。各級監測信息的互聯互通可以借助數字城市建設中相應的節點來實現。

3.3 信息整合、交換與共享體系

信息整合、交換與共享體系是各級監測機構在開展地理國情監測過程中，對數據信息進行整合交換級共享所需的軟件系統及硬件設備，包括網絡通訊設施。不同層面的信息整合交換與共享在內容、范圍、重點等方面有所不同，如國家監測中心與省級監測中心、省級監測中心與市級監測中心，都存在一定差異。

3.4 統計分析與預報體系

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

3.5 信息發布體系

信息發布體系是指將監測結果及分析預報向政府及社會公眾發布的一整套相關規定和要求，包括信息發布的渠道、頻率、內容等等。

4 地理國情監測的主要內容和技術方法

4.1 一級國情監測的內容和技術方法

一級國情信息是國家地理國情監測中心關注的重點，內容包括大江、大河、大型湖泊的狀態;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)以高分辨率衛星遙感資料作為主要信息源，按照一定的周期，獲取衛星影像資料，確定主要監測要素和重點監測區域，利用不同時期的影像進行比對，發現變化信息，進而分析變化趨勢;高分辨率衛星影像資料除目前被廣泛利用的如SPOT－5、QuickBird、World-View、IKONOS等之外，我國已發射升空的資源3號衛星，也將成為重要的數據來源。

(2)利用來自各省(自治區、直轄市)的共享信息，通過融合處理，作為第一種信息源的補充。經過與其他相關信息(經濟、社會及其他學科信息)的融合整合，在相應數學模型的支持下，形成地理國情監測預報。

4.2 二級國情監測的內容和技術方法

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的地理要素進行監測，包括:省區范圍內的鐵路、公路、港口、機場等的建設運營情況，河流、水庫、渠塘等的形態、主要城市(設區市)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濟發展提供決策支持，同時作為信息共享的主要信息來源，與國家地理國情監測中心進行互聯互通，成為地理國情監測的重要組成部分。

通常地理省情信息可采用三種方式獲取:

(1)與一級國情信息的第一種獲取方法相同，即采用高分辨率衛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，采用航空遙感方法獲取地面影像，通過與原有資料的比對，發現變化信息。

(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測信息，為地理省情監測預報提供依據。

4.3 三級國情信息監測的內容和技術方法

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的地理信息進行監測，包括行政轄區內的公路、鐵路建設(包括鄉鎮公路和村級道路)、各縣(市)、鄉鎮駐地外圍建設及擴展情況，建成區內主要道路、街道的建設與變化情況，農村居民點建設及變化情況，基本農田保護區變化情況，農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)采用高分衛星影像資料與原有資料進行比對。

(2)重點地區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)采用野外數據采集的方法，對局部地區直接采集變化信息。經過信息整合，形成本地區的地理市情監測信息，作為地理市情監測預報的依據。

地理國情監測是一個龐大的系統工程，除了對客觀存在的地理要素進行監測外，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、經濟、農業、氣象等等。只有形成良好的基礎地理信息與附著在其上的社會經濟信息的聯動機制，才能使地理國情監測體系更加完善，監測信息才能夠為更多的部門和領域提供決策支持和服務，從而使地理國情監測工作越來越多地引起人們的關注，地理國情監測也才會走上良性循環的發展軌道。

5 結語

地理國情是一個國家可持續發展的基礎，地理國情監測是歷史賦予測繪地理信息行業的新使命;建立科學完善的地理國情監測體系是開展地理國情監測并達到監測目的的前提和保證。開展地理國情監測是國家十二五戰略目標，在全國剛剛起步，開展地理國情監測體系研究，建立起科學的監測體系，對該項工作的順利開展具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

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

［2］呂志平，李健，杜鵬等.數字城市建設規劃與方案［M］.北京:測繪出版社，2008.

［3］承繼成，李琦，林琿等.數字城市理論方法與應用［M］.北京:科學出版社，2003.

［4］承繼成，林琿，周成虎等.數字地球導論［M］.北京:科學出版社，2002.