地理國情普查成果應用實踐與探索

洪 亮，余曉敏，史曉明

(1. 中國地質大學(武漢)國家地理信息系統工程技術研究中心，湖北 武漢 430074； 2. 湖北省基礎地理信息中心(湖北省北斗衛星導航應用技術研究院)，湖北 武漢 430074； 3. 武漢大學遙感信息工程學院，湖北 武漢 430079； 4. 湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074)

地理國情普查成果應用實踐與探索

洪 亮1，2，余曉敏2，史曉明3，4

(1. 中國地質大學(武漢)國家地理信息系統工程技術研究中心，湖北 武漢 430074； 2. 湖北省基礎地理信息中心(湖北省北斗衛星導航應用技術研究院)，湖北 武漢 430074；
3. 武漢大學遙感信息工程學院，湖北 武漢 430079； 4. 湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074)

分析了地理國情普查和監測的內涵、意義及其成果、產品，并針對當前的熱點問題，對地理國情普查成果的應用進行了探索，為確立測繪地理信息部門新的發展方向奠定了良好的研究基礎。

地理國情普查；灰霾；森林固碳；工業布局；主體功能區規劃

隨著我國經濟社會的不斷發展，經濟規模的迅速擴大和城市化進程的日益加快，各種環境污染問題也日益突出，尤其是近幾年出現的灰霾天氣已經成為一種常見的環境污染現象。地球大氣本身具有一定的自潔能力，一旦大氣的環境容量超出了其承載極限，就會出現大氣污染，危害人類健康。近幾年持續爆發的灰霾天氣顯然是由于大氣的環境容量早已瀕臨其所能承載的經濟規模和人口規模。由此可見，全面掌握我國的地理國情現狀、客觀評價資源環境的承載能力、科學調整區域的工業布局和經濟規模已成為當務之急。為了滿足經濟社會發展和生態文明建設的需要，國務院于2013年開展了第一次全國地理國情普查工作，從地理的角度分析、研究和描述地球表層自然、生物和人文現象的空間變化及它們之間的相互關系、特征等，對構成國家物質基礎的各種條件因素做出真實性、整體性、綜合性的統計信息，為國家和地區的可持續發展、科學規劃及人與自然的和諧共存提供決策依據。本文對地理國情普查成果及產品在熱點問題中的應用進行了實踐和探索。

1 地理國情普查與監測

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，是基本國情的重要組成部分。地理國情普查是一項重大的國情國力調查，是全面獲取地理國情信息的重要手段，是掌握地表自然、生態及人類活動基本情況的基礎性工作，同時地理國情普查也是開展地理國情監測的前提和基礎[1]。地理國情監測能夠形成多樣化地理國情信息產品，從而充分揭示經濟社會發展和自然資源環境的空間分布規律，實現地理國情信息對政府、企業和公眾的服務，為國家戰略規劃制定、空間規劃管理、區域政策制定、災害預警、科學研究和為社會公眾服務等提供有力保障。

地理國情普查與監測是基礎測繪的延伸和拓展，是測繪地理信息部門的一項全新的工作，是傳統測繪地理信息事業的深刻變革[2]。地理國情普查通過與專業信息的融合，使得具有跨行業、跨部門、跨學科特性的普查成果能夠深入到各行業、各部門、各學科的發展建設中，與國家、區域的社會經濟和民生建設緊密結合，可以為政府、部門、社會大眾提供個性化的按需服務，從而實現從靜態向動態、從被動向主動、從后臺到前臺、從測繪數據生產向國情信息服務的轉變。

2 地理國情普查成果與產品

地理國情普查成果主要包括影像數據、地表覆蓋分類數據、地理國情要素數據、精細化DEM及地形數據、遙感解譯樣本數據、基本統計分析數據及有參考價值的專題數據等[3]。在地理國情普查成果的基礎上，通過與專業知識的融合，可以生成多樣化地理國情信息產品。例如，通過地表覆蓋分類數據中的林地面積、基本統計分析數據中的林地覆蓋率，采用林業部門的專用模型可以計算出各區域的森林碳儲量和年固碳量。森林碳儲量指森林植被體內儲存的碳元素的總質量。年碳固定量指單位年內森林植物通過光合作用固定在植物體內的碳元素的質量。通過統計森林的碳儲量、年碳固定量等指標，能夠科學評價各區域的森林固碳能力。森林固碳能力分析可提高人們對森林生態效益功能和價值的認知水平，并幫助各層次的決策者認識到城市綠色基礎設施的價值，可為各地區應對大氣污染、氣候變化、森林經營、綠化中長期發展規劃和森林碳匯市場的發展提供科學依據，從而建設健康的城市生態環境。

3 地理國情普查成果應用示例

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、擴散、氧化等物理化學作用，使進入大氣的污染物質逐漸消失。然而大氣的自潔能力與當地的氣象條件、污染物排放總量及城市布局等諸多因素相關。當大氣的環境承載能力達到其臨界值時，就會出現大氣污染現象。因此，應對灰霾天氣應從根本上控制和減少產生這些灰霾的本源——碳。森林碳匯具有治霾減排的作用，排入大氣的一氧化碳經氧化變為二氧化碳后，森林植物可以通過光合作用將大氣中的二氧化碳轉化為碳水化合物，并以有機碳的形式固定在植物體內，從而減少大氣中碳元素的濃度。然而在特定區域因其森林面積有限，因此其固碳能力也是有限的，因此該區域的污染物排放總量也應盡量控制在相應范圍內。目前國內的碳排放量主要來源于工業生產，工業碳排放量占總體排放量的75%，因此工業減排是控制和減少產生這些灰霾的本源——碳的關鍵環節[4]。實現工業減排最便捷的兩種方式是增加碳匯和調整產業結構降低碳排放。

以湖北省曾都區為例，利用其地理國情普查成果中的林地面積、林地覆蓋率，采用美國林業署開發的CITYGREEN模型[5]，可以得到曾都區及其各鄉鎮的碳儲量和年碳固定量，從而定量分析曾都區及其各鄉鎮的森林固碳能力。

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

Ct=A×F×Nt

(1)

Cr=A×F×Nr

(2)

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

表1 不同林齡植被的碳儲存系數及碳固定系數

基于CITYGREEN模型計算得到曾都區及其各鄉鎮的碳儲量和年碳固定量見表2。

根據國家退耕還林政策，還可以基于地理國情普查成果中的耕地面積和坡度數據得到曾都區及其各鄉鎮符合退耕還林條件的土地面積，從而估算出曾都區及其各鄉鎮退耕還林后的固碳潛力(見表3)。

表2 曾都區主要鄉鎮森林植被固碳能力統計表

表3 曾都區主要鄉鎮退耕還林后的固碳潛力統計表

利用普查成果中的專題數據還能夠得到曾都區的工業布局和工業產值情況(見表4)，將該數據與森林固碳數據進行對比分析可為政府決策提供一定的依據。

表4 曾都區××年工業企業主要經濟指標

續表

通過地理國情普查能夠科學掌握曾都區目前的固碳能力(表2)、未來的固碳潛力(表3)、當前的產業結構(表4)。在目前固碳潛力和未來固碳潛力有限的情況下，調整能源結構、限制高耗能產業的發展已經成為一種必然趨勢。例如紡織業和造紙業，這兩個行業不僅消耗能源增加碳排放，并且以森林植被為原材料，降低了生物循環固碳能力，因此其未來的發展方向應當依靠大型輕工企業的技術研發優勢節約原材料，實行清潔生產降低碳排放。

4 地理國情普查成果指導政府決策

國務院于2010年正式發布了《全國主體功能區規劃》，同時要求各省(區、市)人民政府編制了地區性規劃。基于地理國情的普查成果能夠對主體功能區規劃的實施進行監測與評估。它是確保一些引導性和約束性指標真正完成，規劃真正發揮引導經濟社會又好又快發展的有力保障。以主體功能區區劃的重要評價指標資源環境承載力為例，資源環境承載能力主要指在自然生態環境不受危害并維系良好生態系統的前提下，特定區域的資源稟賦和環境容量所能承載的經濟規模和人口規模[6]。主要包括：水、土地等資源的豐裕程度，水和大氣等的環境容量，水土流失和沙漠化等的生態敏感性，生物多樣性和水源涵養等的生態重要性，地質、地震、氣候、風暴潮等自然災害頻發程度等。而近年來持續爆發的灰霾天氣和飲用水污染現象，正是由于大氣和水的環境容量超出了其承載極限，生態系統平衡遭到了破壞，需要對區域的工業布局和經濟規模進行相應的調整。因此可通過地理國情普查成果掌握區域資源環境現狀與工業布局間的相互關系，并進行科學的調整和布局。

以湖北省曾都區為例，曾都區因區位條件優越、發展基礎較好、資源環境承受能力較強、具備較好的經濟基礎和人口聚集條件，因此成為湖北省省級重點開發區域。該區域的功能定位是：區域性先進制造業基地、農副產品加工基地和物流集散基地，為全省經濟持續增長發揮重要支撐作用[7]。曾都區的發展方向是重點發展特種專用汽車生產、特色農產品專業加工、紡織服裝、文化旅游等，形成為大武漢配套的高新技術轉化基地。政府部門可根據地理國情監測的成果密切關注該區域資源環境承受能力的變化情況，對該區域的功能定位和發展方向作出及時的調整，保證該區域的可持續發展[8]。

5 結束語

通過對地理國情普查和監測的含義、內容及其成果、產品的分析，確定地理國情普查與監測將成為政府、部門、社會大眾的服務者，實現從靜態向動態、從被動向主動、從后臺到前臺、從測繪數據生產向國情信息服務的轉變。結合當前社會大眾關注的熱點問題，本文對地理國情普查成果的應用進行了探索，研究了地理國情普查和監測成果在區域經濟和社會可持續發展中的角色和發揮的作用，這為確立測繪地理信息部門新的發展方向奠定了良好的研究基礎。

[1] 陳俊勇.簡論地理國情監測[J].地理信息世界,2013,20(3):4-6.

[2] 李維森.地理國情監測與測繪地理信息事業的轉型[J].地理信息世界,2013(5):11-14.

[3] 國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室.GDPJ 07—2014，地理國情普查成果資料匯交與歸檔基本要求[S].北京：[s.n.],2014.

[4] 曹孜,彭懷生,魯芳.工業碳排放狀況及減排途徑分析[J].生態經濟,2011(9):40-45.

[5] American Forests. CITYgreen 5.0 User Manual[M]. Washington D.C.: American Forests, 2002.

[6] 王傳勝,朱姍姍,樊杰,等.主體功能區規劃監管與評估的指標及其數據需求[J].地理科學進展,2012,31(12):1678-1684.

[7] 萬纖,余瑞林,余曉敏,等.基于地理國情普查的主體功能區規劃實施監測與評估研究[J].長江流域資源與環境,2015,24(3):358-363.

[8] 阮于洲. 對地理國情監測工作的若干思考[J].測繪通報，2014(3):131-134.

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.地理國情普查成果應用實踐與探索[J].測繪通報，2017(1)：119-121.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0026.

2015-11-17;

2016-10-09

數字制圖與國土信息應用工程國家測繪地理信息局重點實驗室開放研究基金(GCWD201410)；地理國情監測國家測繪地理信息局重點實驗室開放基金(2015NGCM10)

洪 亮(1974—)，男，博士，教授級高級工程師，研究方向為信息化測繪。E-mail: 147775318@qq.com

余曉敏