淺談地理國情監測與基礎測繪

畢凱，桂德竹

(1.國家基礎地理信息中心，北京 100830；2.國家測繪地理信息局 測繪發展研究中心，北京 100830)

1 引 言

隨著我國經濟社會的發展和測繪地理信息技術手段的提升，黨中央國務院適時提出了監測地理國情的重要任務。2010年12月至2012年12月的兩年時間里，李克強總理四次對“開展、加強地理國情監測”工作提出明確要求[1]；國家測繪地理信息局將地理國情監測列為與“數字城市”、“天地圖”并列的“三大平臺”之一，徐德明局長多次強調地理國情監測是測繪地理信息行業轉型發展的重要支撐，具有極高的地位和意義；2012年底開始，國家測繪地理信息局選擇有關省級測繪單位分批開展地理國情普查試點生產[1]；當前，地理國情普查工作已在全國31個省(區、市)全面展開。在實施地理國情普查/監測的前期，部分生產單位在意義內涵、組織方式、功能作用、工作任務、工藝流程、主要成果、應用服務以及技術裝備等方面上易與基礎測繪混淆，甚至無法準確區分。弄清地理國情監測與基礎測繪的聯系，準確區分兩者，是當前做好國情普查/監測工作的重要前提[2]。

2 地理國情監測與基礎測繪的聯系

監測地理國情，是新時期經濟社會發展對測繪地理信息工作的新需求、新要求，是測繪地理信息部門主動服務科學發展的重要職責和戰略任務，是我國國情研究中新的重要組成部分。歷史地看我國經濟社會發展，地理國情監測既是加強國情研究，改善宏觀調控，服務科學發展和轉變經濟發展方式的客觀要求，也是測繪地理信息部門順應需求和技術進步的轉型發展戰略重點。多年來，基礎測繪的快速發展，為地理國情監測提供了良好的數據資源、技術裝備、發展環境，奠定了堅實基礎[3]。

3 地理國情監測與基礎測繪的區別

地理國情監測和基礎測繪雖然同屬測繪工作，但地理國情監測具有不同于基礎測繪的諸多特征。①強調“動態測繪”。更加強調時效性，實現隨時、隨地監測，提供成果服務。②強調“按需測繪”。根據經濟社會發展需要，實施監測。③強調“全面測繪”。在內容上突破傳統地形圖七大要素的限定，根據需要進行豐富和拓展；在范圍上要覆蓋全部陸海國土以及世界熱點和重點地區；在形式上不僅僅限于地形圖，還包括監測報表、報告等地理國情信息。④強調“數據分析”。通過信息的集成整合和統計分析，支持輔助決策。兩者之間的差異主要體現在以下方面。

3.1 意義內涵

由于對基礎測繪認識的角度不同，基礎測繪的定義也各有不同。2002年12月1日起施行的《中華人民共和國測繪法》以法律的形式明確了基礎測繪的定義：“基礎測繪是指建立全國統一的測繪基準和測繪系統，進行基礎航空攝影，獲取基礎地理信息的遙感資料，測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數字化產品，建立、更新基礎地理信息系統”。基礎測繪是在我國國土(包括陸地國土和海洋國土)進行的具有基礎性和普遍適用性的測繪活動的總稱。國家對基礎測繪實行分級管理，我國基礎測繪包含國家(級)基礎測繪、省級基礎測繪、市級基礎測繪和縣級基礎測繪[1]。

目前，國家對地理國情監測雖未有法定定義，但國務院2013年2月28日印發的《國務院關于開展第一次全國地理國情普查的通知》(國發〔2013〕9號)對地理國情進行了定義：地理國情主要是指地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關系。地理國情是重要的基本國情，而基本國情是一個國家歷史、自然和現實國情的概括和提煉，對中國基本國情的深入認識是中國特色社會主義發展過程的重要內容。綜合相關資料，基于《國務院關于開展第一次全國地理國情普查的通知》對地理國情的定義，地理國情監測可做如下定義：地理國情監測是對地表自然和人文地理要素的空間分布、特征及其相互關系持續進行的調查、統計、比對、分析和預測活動。

3.2 組織方式

國家基礎測繪的生產組織采用計劃下達的方式，具體任務組織交由各個承擔任務的生產單位負責，按照基礎測繪管理辦法、經費管理辦法、質檢管理辦法、歸檔管理辦法等有關規章制度完成有關項目任務。其中的影像獲取工作，采用政府采購的方式，通過招投標確定航空攝影任務執行單位。因此，國家基礎測繪的生產組織相對簡單，遵循制度和規定即可。

按照監測范圍，地理國情監測內容分為國家、區域兩個層次。按照第一次全國地理國情普查工作“全國統一領導、部門分工協作、地方分級負責、各方共同參與”的組織實施原則，逐步形成網格化的地理國情監測工作模式，充分發揮中央、地方測繪地理信息部門積極性，以省級行政區域界線為界，將我國陸地國土劃分為若干網格。國務院測繪地理信息行政主管部門負責全國地理國情監測工作的總體安排、設計，建立監測的技術和標準體系，做好技術指導、培訓、質量控制、信息匯總和統計分析，幫助中西部貧困地區完成監測工作，充分利用各地監測成果，匯總形成全國地理國情監測報告。各省級測繪地理信息行政主管部門國家統一安排部署，結合當地實際，充分整合區域內的人力、信息、裝備等資源，組織開展本地區內地理國情要素的監測工作，并將監測成果上報國家測繪地理信息部門。

3.3 功能作用

基礎測繪是國民經濟社會發展的基礎性工作，為各個行業和領域提供重要的保障服務，基礎測繪成果廣泛應用于國防軍事、宏觀決策、自然資源開發利用、災害監測、交通運輸、公共安全和公共衛生、基礎設施建設等各個行業和領域。隨著我國經濟社會的高速發展和信息化進程的不斷加快，各行業、各領域對基礎測繪工作的要求越來越高。

地理國情監測工作是從地理空間的視角、從第三方的角度來開展國情研究。其功能定位是“輔助支持、校正糾偏、監管檢驗”，其中，“輔助支持”是現階段的基本功能，“校正糾偏”是中期過渡性功能，“監管檢驗”是最終功能定位和價值取向。

3.4 工作任務

我國現行法律制度對基礎測繪的任務做出了明確規定，《中華人民共和國測繪法》和2009年國務院頒布的《基礎測繪條例》確定了基礎測繪的主要任務是：建立全國統一的測繪基準和測繪系統，進行基礎航空攝影，獲取基礎地理信息的遙感資料，測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數字化產品，建立、更新基礎地理信息系統。從日常工作實踐角度，基礎測繪的任務主要圍繞兩大工作展開。(1)國家基礎地理信息數據庫及國家基本比例尺地圖的維護、更新。國家基礎地理信息數據庫包括大地數據庫和不同尺度的系列數據庫，這一數據庫重點反映了我國國土的基本自然狀況及其變化情況，是我國各有關部門從事經濟研究和政策制定、自然資源和環境監測等工作的本底數據庫。對其維護和更新工作的主要任務包括：①維護其正常運行和服務，保證數據庫的安全和有效；②按照《基礎測繪條例》的要求，對其進行定期更新；③根據需要，不斷豐富數據庫內容。(2)公益性測繪服務。根據經濟建設各部門和社會的需要，提供各類基礎測繪服務，包括開展按需測繪工作。

雖然，我國現行法律制度對地理國情監測的任務尚未給出明確規定，綜合國務院2013年2月28日印發的《國務院關于開展第一次全國地理國情普查的通知》(國發〔2013〕9號)及相關資料，地理國情監測的核心業務主要可劃分為普查、綜合監測、專題監測3部分，其組成如圖1所示。

地理國情普查主要是以覆蓋全國陸地國土的分辨率優于1m的多源航空航天遙感影像數據為主要數據源，收集、整合基礎地理信息數據及多行業專題數據，采取先內后外、先外后內或內外業交互進行的方式，查清地形地貌、植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地等自然地理要素[4]，以及交通網絡、居民地與設施、地理單元等人文地理要素[4]的類別、位置、范圍、面積等，對自然和人文地理要素進行綜合統計分析，建立覆蓋全國的地理國情本底數據庫，形成系統、規范的地理國情普查技術和標準體系，建立科學、高效的地理國情普查工作機制，為后續開展動態監測奠定基礎[5]。地理國情綜合監測主要依據國家發展的總體部署和戰略規劃，對全國范圍事關經濟社會發展大局的某些地理國情要素進行全面調查，系統掌握地理國情變化情況，此類監測成果具有宏觀性、綜合型的特點。其中，災害監測作為一種特殊的綜合性監測，對受災區域進行全范圍、全要素的地理國情要素測繪，分析區域災害危險程度及成災規律，為防災、減災、抗災和恢復重建提供科學依據[3]。地理國情專題監測主要是對關系到經濟社會發展全局的社會熱點和突出問題的特定地理國情要素進行監測，如主體功能區規劃實施、城鎮化程度等，準確掌握典型地理國情信息的變化情況、分布特征、地域差異以及變化趨勢等，此類監測成果針對性強[3]。

圖1 地理國情監測核心業務組成

3.5工藝流程

3.5.1 作業工序

基礎測繪注重標準化、規范化、規模化。一般包括航空航天影像獲取、外業控制、正射糾正、內業采編、外業調繪、數據建庫、編繪成圖等工序。主要分為“數據獲取”、“數據處理”、“數據管理”以及“數據集成與分發服務”4個環節。

地理國情監測注重個性化需求與標準化、規范化生產之間的融合，在加強“數據獲取”、“數據處理”、“數據服務”環節的基礎上，突出“數據分析”環節。①要求地理國情信息獲取更加準確、客觀、規范、全面和實時；②對多種地理國情信息的綜合集成、分析處理更加快速、深入；③要求地理國情信息服務更加靈活、便捷。具體包括地理信息與專題信息整合、重要地理國情信息普查、地理國情信息動態監測、地理國情信息統計與分析和地理國情信息服務環節。

基礎測繪以及地理國情監測工藝流程[6-7]分別如圖2和圖3所示。

3.5.2 質量控制

基礎測繪成果要求明確，質量控制嚴密，一個生產階段的過程成果只有達到要求后才能轉入下一個工序作業，以保障最終國家基礎測繪成果的質量和精度。因此，用于國家基礎測繪生產軟件模塊功能基本固定，且有諸多內控技術手段，生產技術人員不能隨意降低精度或縮減作業流程，提供嚴格滿足精度指標要求的成果。

圖2 基礎測繪生產工藝流程

圖3 地理國情監測工藝流程框架圖

地理國情監測成果注重成果的豐富、多樣，不僅有圖件和數據，更多的是以監測報告的形式呈現。其中，應急測繪由于災害發生的特性與強度差異導致現場航空航天遙感數據獲取不確定性很大。根據特定的應急環境、基于已有測繪地理信息資料，收集、存儲、分析和共享各類地理信息數據，快速生產出不同階段、不同內容、不同精度的應急測繪產品并提供“力所能及”的成果和服務，是一個“從粗到精、從點到面”的靈活生產過程。

3.6 主要成果

基礎測繪成果主要由以下內容：大地測量成果、航空攝影測量成果、地形圖、數字化產品(4D)、新型數字化產品以及基礎地理信息應用系統等。其中，基礎地理信息系統的建設和維護是當前基礎測繪工作的首要任務。基礎地理信息系統是根據相關政策法規和標準構建的以計算機系統、網絡系統等為支撐的，具備建設、運行和更新多層次、多類型基礎地理信息數據庫群的運行系統。基礎地理信息是基礎測繪活動獲取的具有基礎性、普遍適用性、高使用頻率和最大共享需求的地理信息，描述了最基本的自然地理要素或者地表人工設施的形狀、大小、空間位置及其屬性等信息，主要包括大地測量控制、高程、地名、交通、水系、境界、地表覆蓋、地籍、管線等的相關信息。基礎地理信息數據庫是數字中國地理空間框架數據模型化的載體，國家級、省級、市級、縣級基礎地理信息數據庫共同承載了數字中國地理空間框架數據體系的核心內容。各級基礎地理信息數據庫的建設和維護工作主要由各級基礎測繪部門承擔，遵照基礎測繪分級管理要求，國家級基礎測繪負責1∶2.5萬及更小比例尺、省級基礎測繪負責1∶1萬或1∶5000、市縣級基礎測繪負責1∶2000～1∶500基礎地理信息數據庫的建設和更新。

地理國情監測成果主要由以下內容：①報告。對地表自然和人文地理要素的空間特征、相互關系和發展趨勢的調查、統計、分析和預測報告。形式包括公報、皮書、政策建議等。②信息系統。用于地理國情信息管理、成果應用和服務發布的專業信息系統。形式包括地理國情信息數據庫管理系統、地理國情信息發布與服務系統等。③圖件。形成數字化、多維度、全覆蓋、高精度的地理國情信息“一張圖”。形式包括地圖集(冊)、報表、掛圖、數字地圖、影像地圖、三維地圖等。④數據。地形地貌、植被覆蓋等自然地理要素以及與人類活動密切相關的交通網絡、居民地與設施、地理單元等人文地理要素的類別、位置、范圍、面積等空間分布狀況。形式包括地理國情信息綜合統計分析數據集等。

地理國情監測成果主要包括地理國情監測系列數據庫成果、統計分析數據庫成果、基本統計數據匯編成果、信息系統成果、圖件成果、系列工作總結報告成果和相關標準、規范成果等，如圖4所示。

圖4 地理國情普查/監測成果組成圖

相對于基礎測繪而言，地理國情監測成果內容有以下特點。

①綜合性更強。基礎測繪成果主要通過規范化的測繪生產工藝流程，形成的標準化成果，主要包括國家高等級大地控制點(GPS A/B級點、水準點、重力點)、基本比例尺地形圖、基礎地理信息數據庫(DLG、DEM、DOM、地名)等，其精度、內容、數據格式嚴格遵循國家有關標準，是基礎性、普適性測繪產品。地理國情監測不僅要求采集多要素、多時相地理信息數據，而且要綜合經濟、社會、人文等其他信息，對這些信息進行整合、分析、提煉，得出能直接用于政府部門決策的研究報告。不僅反應現有的地理國情信息，還綜合可用的歷史影像數據資料，動態分析自然、人文地理要素變化規律，并預測未來發展趨勢。其中，應急測繪成果主要根據應急事件處置的不同階段需要，利用一切可以利用的測繪技術手段，開展滿足需求的多類、多源應急測繪，綜合經濟、社會、人文等其他信息，進行整合、分析形成的綜合性強的成果，其類型、精度、表現方式以滿足應急使用為原則，在保障時效性的前提下，盡可能提高精度。

②針對性強。地理國情監測成果主要針對政府、社會大眾的不同需求，形成不同種類的監測成果。充分分析和了解政府、大眾和社會關注的熱點，針對性開展監測，得出監測報告。更加滿足經濟社會發展和信息化時代不同群體的需求。其中，應急測繪成果直接服務于應急決策、應急指揮、應急救援等各階段，對突發事件進行空間統計、時空演變、空間聚類、預測等分析，確定事件空間分布及影響，確定反應處理以及各種減災需求和風險，并豐富、動態的可視化表現功能可直觀再現突發事件的發生位置、歷史過程、現場信息、發展趨勢等的圖件、數據、報告和信息系統等。

③多樣、靈活。地理國情監測針對不同要素的變化頻率和實際的監測需求，確定相適應的監測周期，相對而言動態性更高，也更符合“按需測繪”的基本理念。基礎測繪成果主要向用戶提供基礎地理信息數據和基本比例尺地形圖為主。用戶獲取到基礎測繪產品后，可以直接利用，也可以基于基礎測繪成果再加工生產。

3.7 應用服務

基礎測繪服務內容主要是比較固定的控制測量成果、航空遙感成果和系列標準比例尺紙質地形圖等為主，服務方式多是現場服務，服務對象主要限于專業部門。隨著基礎測繪中基礎地理信息資源的日益豐富，計算機信息處理能力越來越強大，社會需求層次越來越多樣，滿足各種需求的地理信息產品層出不窮。網絡通信技術帶來了信息交換的極大便利，通過網絡實現基礎地理信息的查詢、瀏覽、定購甚至獲取已成為服務的不可或缺的手段。基礎地理信息的處理能力的提升和基于網絡的自助式在線地理信息服務方式使得快速響應用戶的個性化需求成為可能，個性化基礎地理信息服務成為越來越突出的特點。

地理國情監測服務要更加全面、更加準確、實效性更高，就要在傳統基本地理信息服務基礎上，通過再加工、再處理，形成新的定制化信息產品，提供綜合地理信息服務及咨詢服務的能力更強；要求基礎測繪人員隊伍更專業，面向宏觀調控的服務意識更強，需要基礎測繪技術裝備更加穩定可靠，數據獲取手段更先進，數據處理分析能力進一步加強。此外，還需要基礎測繪部門做好輔助支持工作，并提供主動的服務模式和業務滲透式服務。根據宏觀調控對基礎測繪服務的這些需求，在現代計算技術、網絡技術和信息技術及其基礎設施的支持下，一種較傳統地理信息窗口式服務方式更高效率、更靈活方便、基于網絡基礎設施的地理信息服務方式——地理信息公共服務平臺服務模式開始出現。這一模式的建設和運行基于新形勢下宏觀調控對基礎測繪服務的新需求，同時又面向社會公眾對地理信息新需求而開放。其建設與運行將使基礎測繪從傳統紙質地圖、數據提供服務提升為在線地理信息服務，從以往的相對靜態、標準化服務逐步發展為實時、綜合、定制服務，不但能夠為宏觀調控提供基礎地理信息及宏觀調控背景地理要素信息服務，也為宏觀調控的一般性業務提供應用服務。

3.8 技術裝備

盡管基礎測繪裝備和建設成果能夠在應急測繪工作中發揮一定作用，但由于二者是兩項完全不同的工作，因此對裝備的要求完全不同。相對于基礎測繪而言，地理國情監測需強化3種裝備能力。

①“機動靈活”，要建立一個廣泛覆蓋空、天、地的智能傳感網，以實現地理國情信息“有求必(感)應”。特別是在應急測繪中，自然災害的發生具有突發性、偶然性和不可預知性，這就要求應急測繪裝備要具有高度的機動靈活性，能夠在災害發生后的第一時間部署到災區現場，并盡可能在災區現場完成從數據獲取到提供使用全過程的應急測繪保障服務工作，而非目前的現場獲取數據、非現場處理分析數據，以及現場提供使用。相對而言，基礎測繪由于不太強調快速，對技術裝備的機動靈活性要求不高，因而在裝備配置上逐漸形成了內外業分離的工作方式，這樣的技術裝備配備能夠適應基礎測繪工作的需要，卻很難滿足應急測繪的管理要求。

②“反應快速”，要實現地理國情數據的實時、快速處理。特別是在應急測繪中，要求應急測繪裝備具備在災害發生后的黃金救援時間內快速獲取、快速處理、快速提供災區地理信息數據。相對而言，基礎測繪對裝備的要求則不太強調快速，只需要按照《中華人民共和國測繪法》、《基礎測繪條例》等法律法規對更新周期的要求，按部就班地建設、更新和提供基礎地理信息資源。近年來，國家基礎測繪的生產效率得到了大幅度地提升，但基礎測繪生產的工序和精度的嚴謹性影響著工作時效。此外，目前基礎測繪更新的主要數據來源是航空攝影，受空域管制、天氣狀況、地理環境、組織實施方式等因素的影響，航空攝影任務的完成周期少則大半年，多則好幾年，因而這種數據獲取方式很難在應急測繪中得到應用。

③“穩定可靠”，要實現地理國情信息的深入分析、廣泛應用，提供多樣、靈活、豐富的地理國情信息服務。特別是在應急測繪中，突發敏感應急事務處理是否恰當、及時、到位、有效，關系到百姓的生命、政府的信譽和國家的形象。保證應急測繪工作的有效平穩開展相比基礎測繪工作有著更高的要求。因此，應急測繪采用可靠性強、易維護、可擴展性的數據獲取、處理技術裝備、高效的網絡傳輸等基礎設施，實行應急測繪信息資源的分布式存儲和異地備份等措施，避免形成對特定設備或環境的依賴，當系統的部分設備或環境發生故障時，出錯的事務根據不同的場景進行及時轉移、備份或暫時的降能處理，以保證相關事務的連續、并行處理，而在應用層次上最大限度地保障系統的可靠性。

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