地理國情監測內容及方法研究

周樹旺

摘要：地理國情監測是“測繪十二五規劃”的重要內容，現今正處于摸索嘗試階段，本文試圖根據我國地理內容特點研究地理國情監測的內容和方法，做到科學監測。論文首先提出了地理國情監測內容框架，將地理國情監測分為基礎地理國情監測和專題地理國情監測，進而分別論述了不同的地理國情監測對象所采取的方法，相信能為地理國情監測研究內容提供參考。

關鍵詞：地理國情監測；自然地理國情監測；人文地理國情監測；框架

地理國情，是指一個國家自然地理和人文地理國情信息的總和，是基本國情之一。具體來講是指包括國家地形分布、疆土面積、地貌環境、人文建設、氣候變化等諸多方面于地球載體上的立體表現狀況。對社會、政治、經濟文化等國家發展的各個方面有著卓著而長足的影響。結合我國地大物博人口眾多的實際國情情況，如何全面實現動態監測地理國情以及如何高效利用地理國情信息成為時代賦予測繪工作者的新使命。

1.地理國情監測特點

在我們賴以生存的自然環境、人文環境中，多樣性是一個顯著的特點，主要包括：數據獲取手段多樣化、業務內容多樣化以及服務形式的多樣化。由于地理國情監測的基礎性和公益性，無論從監測的區域布局到服務對象都存在著極大的差異性。整體來講，地理國情監測是一個全社會的事業，將聯合社會多個部門分工協作。每個部門承擔不同的任務，扮演不同的角色。局部來說，部門的工作方式和地理國情信息服務的模型的差異也很大，主要體現在服務對象上。由于不同部門對地理國情監測的信息需求不同、信息密級不同和信息服務方式不同也將導致差異性。再次地理國情監測體系是一個有機的整體，隨著地理國情監測事業的開展，地理國情將會以部門及行業加盟的方式參與其中，形成地理信息產品化的產業鏈，同時極大豐富的地理信息資源，將提高地理國情監測服務能力，充分體現了信息挖掘帶來的經濟效益。最后，隨著監測技術和監測規范的不斷成熟和完備，地理國情監測將形成自動化的監測體系，包括監測數據的獲取、監測數據的處理以及監測數據更新，體現出地理國情監測數據處理的智能性。

綜上所述，地理國情監測是一項以微觀地理信息為單位，評估國家宏觀地理自然人文信息的重大工程。構建良好的動態監測地理國情體系，將會推動國家的政治、經濟、文化以及軍事事業更好更快的向前發展。

2.地理國情監測內容及方法

根據地理學內容，可將地理國情監測劃分兩個方面，基礎地理國情監測和專題地理國情監測，基礎地理國情即針對基礎地球表面覆蓋現象，研究最真實的客觀存在，反映地表信息，建立空間位置關系以及監測的時序關系，形成地理國情監測的基礎。專題地理國情監測即針對地表專題應用以及重大工程項目應用等方面，進行專題信息監測，其中包括主體功能區監測、自然災害、重大工程等方面監測內容。基礎地理國情監測又包含自然地理國情監測和人文地理國情監測，自然地理國情監測內容強調自然地理環境的特征、結構及其地域分布規律，人文地理國情監測側重分析研究地球表面人類各種社會經濟活動，實現國情信息在地理空間上的可視化與空間化。本文將地理國情監測研究內容設計為如圖1所示框架。下面將分別討論自然地理國情監測、人文地理國情監測和專題地理國情監測的內容和方法，在專題地理國情監測中將以主題功能區監測作為范例進行探討。

3.自然地理國情要素監測

3.1 監測內容

自然地理國情是最基本的地理國情，是地理國情中必不可少的重要組成部分。監測自然地理國情就是要對自然地理方面的國情進行動態地測繪、統計和分析研究。隨著經濟社會的快速發展，我國自然地理國情發生著深刻的變化，需要通過自然地理國情監測的開展，為政府、企業和社會各方面提供真實可靠和準確權威的自然地理國情信息。自然地理國情監測要素主要是指水系、植被、荒漠等自然地理要素，不僅監測自然要素的空間特征，還包括針對行業部門需要，了解自然要素的應用屬性內容，全面深入掌握某一自然要素的本質特征，針對具體監測要素內容制定監測周期，例如水系，不僅需了解河流的長度以及面積流向等空間地理信息，還需要掌握河流水質的好壞，河水的污染程度等水環境信息。

3.2 監測方法

針對上述監測內容，制定地理國情要素監測方案，將自然地理要素通過統計理論與方法以及多尺度的數據垂直整合技術進行數據處理，探索自然地理要素變化規律，研究自然地理國情要素的產品形式，開展自然地理要素國情監測應用示范，為我國的經濟建設、規劃與發展提供必要的依據。具體方法如下：

根據已有 1：100 萬、1：25 萬、1：5 萬等不同尺度下的基礎地理信息數據及多源遙感數據，通過分析自然地理國情要素在不同比例尺和不同數據源中的表現形式，制定最優數據整合方法，以及統一的數據接口，處理好不同比例尺數據名稱、范圍之間的銜接關系，研究不同尺度下的自然地理國情要素監測的統計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情統計，研制我國多尺度的植被、水系、荒漠等自然地理要素數據產品。

為了建立針對自然地理國情要素變化發現的技術體系，進行多尺度自然地理國情要素變化規律分析研究。總結以及分析自然地理國情要素在不同比例尺下的表現形式，選取適用于變化發現的多尺度數據進行變化規律分析。制定分類自然地理國情要素的監測周期，建立周期性監測，形成多時態連續自然地理國情要素監測數據。利用橫向多個不同時間間隔的時態序列監測數據，進行自然地理要素的變化發現，提取自然地理要素變化率及變化量，通過統計分析及比較分析，總結不同尺度的自然地理國情要素變化時間周期及趨勢，為自然地理國情要素變化監測提供依據。

分析現有自然地理監測產品種類和產品形式，針對地理國情變化的動態特點，研究自然地理要素變化動態表達方法，研制自然地理要素國情監測的新產品樣式，使之能表達實現自然地理要素變化信息。針對新型介質材料，研究立體的自然地理要素產品表達方法，更為直觀地表達自然地理要素分布情況，豐富地理國情監測產品體系。（見圖2）

4.人文地理國情要素監測

4.1監測內容

人文地理國情是指與人類活動直接相關的地理國情，主要包括社會、經濟、城市、人口等領域，人文地理國情監測指標包括區域面積、人口數量、地均 GDP 等。人文地理國情監測是地理國情監測體系的有機組成部分，人文地理國情監測關系著其他地理國情的監測，同時也需要其他地理國情監測結果的支持。人文地理國情深刻影響著自然資源、生態環境等其他領域的國情，因此人文地理國情監測對于地理國情監測至關重要。近年來，我國經濟快速發展，社會日益進步，城市不斷擴張，人口流動頻繁，現有的人文地理國情監測存在多部門分散進行、時效性差、成果利用率低等一系列問題，已不能滿足人文地理國情監測的需要，加強人文地理國情監測的緊迫性日益凸顯。

4.2監測方法

對于空間化方法的研究，可以采用網格單元面積權重內插法（GCAWI）。運用 GCAWI 法進行人文地理國情信息的空間化不僅可以很好地避免傳統方法的同一區域均勻分布、不同區域突變分布的缺點，較好地緩和傳統的區域統計指標空間化表達方法中的突變線，且經克里金（Kriging）插值后的分布圖能很好地契合人文地理國情信息空間分布的特點。在網格單元面積權重內插法方法的實施中，根據社會統計數據的特點可以將其分為和值變量型統計數據和均值變量型統計數據兩種類型，在區域拆分與合并時具有不同的特點，需針對性地研究確定網格單元大小的原則和采用圖像平滑技術改進空間化效果的方法。

通過人文地理要素天地一體化動態監測技術，可以實現自動化/半自動化的信息處理流程，提高監測結果精度，降低監測成本，實現對人文地理要素的動態監測。依靠資源三號等自主的國產遙感衛星，可以快速獲取監測所需影像。研究商業衛星成像預測技術，可以確定快速獲取所需影像的衛星選擇方案。通過建立覆蓋全國的遙感影像控制點信息庫，可以實現衛星遙感數據的快速高精度自動糾正和配準，從而極大提高衛星影像處理效率。通過基于本體論和模糊數學的分類和檢測方法，可以顯著提高分類和檢測的正確度。通過對多種信息源的有效整合，可以拓展人文地理要素監測的應用領域。

5.主體功能區監測

5.1監測內容

主體功能根據國家制定主體功能區規劃內容，即簡稱規劃，分為優先開發區、重點開發區、限制開發區、禁止開發區四種類型。

優化開發區：城市蔓延擴張與城市空間結構包括監測不同時期的建成區面積、分布，統計分析城市增長面積、動態變化率及空間結構變化，掌握城市擴張的空間和時間特征及發展趨勢。

重點開發區：城鎮化進度包括監測不同時期城市、鄉鎮、農村的面積和空間分布，統計分析變化面積、動態變化率以及空間格局變化。

限制開發區：農產品主產區的主要監測分析內容包括農產品主產區包括監測主要的農作物類型（水稻、玉米、小麥、棉花）、面積、空間分布及變化。

禁止開發區：通過監測旅游設施、基礎設施、人工景觀、農區、林區的變化監測旅游開發活動、基礎設施建設、人工景觀建設、侵占水域、濕地、草地等農業開發活動、砍伐以及其他對保護區環境產生重大負面影響的人類活動。為保護區的規劃與保護提供科學依據。

5.2監測方法

收集整理已有的基礎測繪成果，其他遙感影像和行業部門專題數據，分類提取地形地貌、水系等自然環境要素信息，行政區劃、居民點、交通等人文環境要素信息作為本底數據。利用時空數據庫技術將各類數據入庫，統計分析本底庫和監測庫數據，全面、準確、及時地掌握各監測指標現狀、動態變化和發展趨勢。

6.結論

本文對地理國情監測相關的數據標準內容進行了研究，搭建了地理國情監測的主要內容框架，地理國情監測分類內容，參照相關標準以及多源專題圖數據，根據地理國情監測的自然特性和人文特性將地理國情監測以自然和人文為分界標準，并根據各自的特點制定了具體的監測方法。

參考文獻：

[1]地理國情監測促進測繪地理信息轉型升級[J].《地理信息世界》.2013.05：11-14

[2]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.

楊子力

摘要：地理國情監測是“測繪十二五規劃”的重要內容，現今正處于摸索嘗試階段，本文試圖根據我國地理內容特點研究地理國情監測的內容和方法，做到科學監測。論文首先提出了地理國情監測內容框架，將地理國情監測分為基礎地理國情監測和專題地理國情監測，進而分別論述了不同的地理國情監測對象所采取的方法，相信能為地理國情監測研究內容提供參考。

關鍵詞：地理國情監測；自然地理國情監測；人文地理國情監測；框架

地理國情，是指一個國家自然地理和人文地理國情信息的總和，是基本國情之一。具體來講是指包括國家地形分布、疆土面積、地貌環境、人文建設、氣候變化等諸多方面于地球載體上的立體表現狀況。對社會、政治、經濟文化等國家發展的各個方面有著卓著而長足的影響。結合我國地大物博人口眾多的實際國情情況，如何全面實現動態監測地理國情以及如何高效利用地理國情信息成為時代賦予測繪工作者的新使命。

1.地理國情監測特點

在我們賴以生存的自然環境、人文環境中，多樣性是一個顯著的特點，主要包括：數據獲取手段多樣化、業務內容多樣化以及服務形式的多樣化。由于地理國情監測的基礎性和公益性，無論從監測的區域布局到服務對象都存在著極大的差異性。整體來講，地理國情監測是一個全社會的事業，將聯合社會多個部門分工協作。每個部門承擔不同的任務，扮演不同的角色。局部來說，部門的工作方式和地理國情信息服務的模型的差異也很大，主要體現在服務對象上。由于不同部門對地理國情監測的信息需求不同、信息密級不同和信息服務方式不同也將導致差異性。再次地理國情監測體系是一個有機的整體，隨著地理國情監測事業的開展，地理國情將會以部門及行業加盟的方式參與其中，形成地理信息產品化的產業鏈，同時極大豐富的地理信息資源，將提高地理國情監測服務能力，充分體現了信息挖掘帶來的經濟效益。最后，隨著監測技術和監測規范的不斷成熟和完備，地理國情監測將形成自動化的監測體系，包括監測數據的獲取、監測數據的處理以及監測數據更新，體現出地理國情監測數據處理的智能性。

綜上所述，地理國情監測是一項以微觀地理信息為單位，評估國家宏觀地理自然人文信息的重大工程。構建良好的動態監測地理國情體系，將會推動國家的政治、經濟、文化以及軍事事業更好更快的向前發展。

2.地理國情監測內容及方法

根據地理學內容，可將地理國情監測劃分兩個方面，基礎地理國情監測和專題地理國情監測，基礎地理國情即針對基礎地球表面覆蓋現象，研究最真實的客觀存在，反映地表信息，建立空間位置關系以及監測的時序關系，形成地理國情監測的基礎。專題地理國情監測即針對地表專題應用以及重大工程項目應用等方面，進行專題信息監測，其中包括主體功能區監測、自然災害、重大工程等方面監測內容。基礎地理國情監測又包含自然地理國情監測和人文地理國情監測，自然地理國情監測內容強調自然地理環境的特征、結構及其地域分布規律，人文地理國情監測側重分析研究地球表面人類各種社會經濟活動，實現國情信息在地理空間上的可視化與空間化。本文將地理國情監測研究內容設計為如圖1所示框架。下面將分別討論自然地理國情監測、人文地理國情監測和專題地理國情監測的內容和方法，在專題地理國情監測中將以主題功能區監測作為范例進行探討。

3.自然地理國情要素監測

3.1 監測內容

自然地理國情是最基本的地理國情，是地理國情中必不可少的重要組成部分。監測自然地理國情就是要對自然地理方面的國情進行動態地測繪、統計和分析研究。隨著經濟社會的快速發展，我國自然地理國情發生著深刻的變化，需要通過自然地理國情監測的開展，為政府、企業和社會各方面提供真實可靠和準確權威的自然地理國情信息。自然地理國情監測要素主要是指水系、植被、荒漠等自然地理要素，不僅監測自然要素的空間特征，還包括針對行業部門需要，了解自然要素的應用屬性內容，全面深入掌握某一自然要素的本質特征，針對具體監測要素內容制定監測周期，例如水系，不僅需了解河流的長度以及面積流向等空間地理信息，還需要掌握河流水質的好壞，河水的污染程度等水環境信息。

3.2 監測方法

針對上述監測內容，制定地理國情要素監測方案，將自然地理要素通過統計理論與方法以及多尺度的數據垂直整合技術進行數據處理，探索自然地理要素變化規律，研究自然地理國情要素的產品形式，開展自然地理要素國情監測應用示范，為我國的經濟建設、規劃與發展提供必要的依據。具體方法如下：

根據已有 1：100 萬、1：25 萬、1：5 萬等不同尺度下的基礎地理信息數據及多源遙感數據，通過分析自然地理國情要素在不同比例尺和不同數據源中的表現形式，制定最優數據整合方法，以及統一的數據接口，處理好不同比例尺數據名稱、范圍之間的銜接關系，研究不同尺度下的自然地理國情要素監測的統計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情統計，研制我國多尺度的植被、水系、荒漠等自然地理要素數據產品。

為了建立針對自然地理國情要素變化發現的技術體系，進行多尺度自然地理國情要素變化規律分析研究。總結以及分析自然地理國情要素在不同比例尺下的表現形式，選取適用于變化發現的多尺度數據進行變化規律分析。制定分類自然地理國情要素的監測周期，建立周期性監測，形成多時態連續自然地理國情要素監測數據。利用橫向多個不同時間間隔的時態序列監測數據，進行自然地理要素的變化發現，提取自然地理要素變化率及變化量，通過統計分析及比較分析，總結不同尺度的自然地理國情要素變化時間周期及趨勢，為自然地理國情要素變化監測提供依據。

我國的自然地理國情監測缺乏對數據源研究分析，存在對不同尺度的自然地理國情要素監測應采用何種的數據配置等問題，本課題分析天地空動態監測的多源數據，分析研究自然地理要素特征在不同數據源的表現形式，基于不同尺度、不同來源的多源數據制作自然地理國情要素數據產品，并對形成的數據產品的自然地理要素分布面積、比率等進行對比分析，分析多源數據對自然地理國情要素變化監測的適用性，制定不同尺度的自然地理要素國情動態監測與數據利用最優化方案，為指導自然地理要素國情動態監測數據生產。

分析現有自然地理監測產品種類和產品形式，針對地理國情變化的動態特點，研究自然地理要素變化動態表達方法，研制自然地理要素國情監測的新產品樣式，使之能表達實現自然地理要素變化信息。針對新型介質材料，研究立體的自然地理要素產品表達方法，更為直觀地表達自然地理要素分布情況，豐富地理國情監測產品體系。

4.人文地理國情要素監測

4.1監測內容

人文地理國情是指與人類活動直接相關的地理國情，主要包括社會、經濟、城市、人口等領域，人文地理國情監測指標包括區域面積、人口數量、地均 GDP 等。人文地理國情監測是地理國情監測體系的有機組成部分，人文地理國情監測關系著其他地理國情的監測，同時也需要其他地理國情監測結果的支持。人文地理國情深刻影響著自然資源、生態環境等其他領域的國情，因此人文地理國情監測對于地理國情監測至關重要。近年來，我國經濟快速發展，社會日益進步，城市不斷擴張，人口流動頻繁，現有的人文地理國情監測存在多部門分散進行、時效性差、成果利用率低等一系列問題，已不能滿足人文地理國情監測的需要，加強人文地理國情監測的緊迫性日益凸顯。

4.2監測方法

對于空間化方法的研究，可以采用網格單元面積權重內插法（GCAWI）。運用 GCAWI 法進行人文地理國情信息的空間化不僅可以很好地避免傳統方法的同一區域均勻分布、不同區域突變分布的缺點，較好地緩和傳統的區域統計指標空間化表達方法中的突變線，且經克里金（Kriging）插值后的分布圖能很好地契合人文地理國情信息空間分布的特點。在網格單元面積權重內插法方法的實施中，根據社會統計數據的特點可以將其分為和值變量型統計數據和均值變量型統計數據兩種類型，在區域拆分與合并時具有不同的特點，需針對性地研究確定網格單元大小的原則和采用圖像平滑技術改進空間化效果的方法。

5.主體功能區監測

5.1監測內容

主體功能根據國家制定主體功能區規劃內容，即簡稱規劃，分為優先開發區、重點開發區、限制開發區、禁止開發區四種類型。

5.2監測方法

收集整理已有的基礎測繪成果，其他遙感影像和行業部門專題數據，分類提取地形地貌、水系等自然環境要素信息，行政區劃、居民點、交通等人文環境要素信息作為本底數據。利用時空數據庫技術將各類數據入庫，統計分析本底庫和監測庫數據，全面、準確、及時地掌握各監測指標現狀、動態變化和發展趨勢。

6.結論

本文對地理國情監測相關的數據標準內容進行了研究，搭建了地理國情監測的主要內容框架，地理國情監測分類內容，參照相關標準以及多源專題圖數據，根據地理國情監測的自然特性和人文特性將地理國情監測以自然和人文為分界標準，并根據各自的特點制定了具體的監測方法。

參考文獻：

[1]地理國情監測促進測繪地理信息轉型升級[J].《地理信息世界》.2013.05：11-14

[2]第一次全國地理國情普查.國家基礎地理信息中心網站.2013-7-29.http：//ngcc.sbsm.gov.cn/article/kjcj/zdxmcg/201307/20130700002626.shtml.

[3]徐德明.2011.監測地理國情 服務科學發展.《人民日報》.2011-3-29.

[4]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.