省級地理信息監測基本統計方法及關鍵技術研究

郭倩

摘 ?要：地理信息監測數據基本統計是地理信息監測工作的重要內容。根據地理信息監測采集的點、線、面等幾何特征類型和地理實體對象，進行自然地理要素、人文地理要素的數量、密度、位置、高程、范圍等內容的統計。地理信息監測基本統計流程分為數據預處理、統計配置、基本統計計算、變化量統計、轉移矩陣計算、統計結果生成6個部分。本文結合工作實際，重點探討省級地理信息監測數據統計方法及關鍵技術。

關鍵詞：地理信息監測 ?基本統計 ?地理信息變化量 ?統計匯總方法

中圖分類號：P694 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）-0047-03

Research on Basic Statistical Methods and Key Technologies of Provincial Geographic Information Monitoring

GUO Qian

（The First Surveying and Mapping Institute of Anhui Province， Hefei， Anhui Province， 230031 ?China）

Abstract： Basic statistics of geographic information monitoring data is an important part of geographic information monitoring work. According to the geometric feature types such as points， lines， and areas collected by geographic information monitoring and geographic entity objects， the statistics of the number， density， location， elevation， and scope of natural geographic elements and human geographic elements are carried out. The basic statistical process of geographic information monitoring is divided into six parts： data preprocessing， statistical configuration， basic statistical calculation， change amount statistics， transition matrix calculation， and statistical result generation. Based on the actual work， this article focuses on the statistical methods and key technologies of provincial geographic information monitoring data.

Key words： geographic information monitoring; basic statistics; changes in geographic information; statistical summary methods

地理信息監測數據基本統計分析以地理信息監測數據為基礎，以科學的指標體系和統計方法進行統計分析，確保客觀真實地反映自然地表和地理要素的現狀，客觀、準確地表現自然和人文地理要素的空間分布狀態和空間關系，向社會公眾、政府部門提供科學、客觀、綜合、權威、統一的基本地理信息;為政府科學決策與日常管理提供公共基礎數據;同時為各種專業監測或調查工作提供豐富的基礎資料。

1 ?統計技術方法

1.1 統計單元提取

為確保省級監測成果數據基本統計分析能夠客觀、準確地表現自然和人工地理要素的空間分布和空間關系，根據統計的內容，從數據庫中提取統計單元，分別從相應的數據層中提取行政區劃與管理單元、地形單元和地貌單元等需要的統計單元。

1.2 統計配置

統計配置主要是完成統計對象與監測數據、統計對象與統計指標、統計對象與統計單元的配置，形成反映統計內容的具體統計任務列表，為下一步的統計計算做好準備，軟件系統已預先完成配置。地形地貌、植被覆蓋、水域、荒漠與裸露地、交通網絡、居民地與設施和地理單元統計對象與監測數據庫相應的數據層匹配[1]見表 1。

1.3 基本統計計算

在統計配置的基礎上，進行統計對象統計指標的計算過程與管理。通過系統的統計計算功能，根據統計指標數，選中需要統計的指標，自動進行統計計算。

1.4 變化量統計

針對本年度的監測基本統計成果與上年度的基本統計成果，分別基于行政區劃與管理單元、自然地理單元進行分類、分級求差以實現變化量統計，最終形成縣級、地市級、省級的反映地理信息變化的分類統計成果[2]。

首先建立各級行政區劃與管理單元、自然地理單元的代碼匹配關系，進而統計不同年度的地理信息現狀差異。

（1）地表覆蓋數據。首先根據要素分類代碼建立一、二、三級分類的匹配關系。若上年度某覆蓋地類存在，而本年度對應地類不存在，則標識為消失地類，數值為負;若上年度某覆蓋地類不存在，而本年度對應地類存在，則標識為新增地類，數值為正;若兩年度均存在，則直接利用本年度數值減去上年度數值，形成地類增量。增量為正，代表增加;增量為負，代表減少。

（2）地理信息要素數據。應根據要素代碼、屬性項代碼進行匹配。若上年度某要素類不存在，而本年度對應要素類存在，則標識為新增要素類，數值上標識為正值;反之，標識為消失要素類，數值上標識為負值;若兩年度均存在，則直接利用本年度數值減去上年度數值，形成要素類增量[3]。

對于新增的行政區劃與管理單元，直接將本年度的各類統計成果視為新增處理，數值全部標識為正[4]。對于消失的行政區劃與管理單元，直接將上年度的各類統計成果視為消失處理，數值全部標識為負。最終形成反映地表覆蓋與地理信息要素變化的統計報表。

1.5 轉移矩陣計算

基于本年度與上年度地理信息監測數據，以本年度縣級行政區劃單元為基準，從空間范圍建立行政區劃代碼匹配關系[5]。在此基礎上，開展地表覆蓋轉移矩陣計算與匯總。

1.5.1 轉移矩陣計算

利用本年度縣級區劃界線作范圍控制，分別拼接與裁切兩年度地表覆蓋數據，形成同范圍可比較數據層。通過圖層疊加操作，得到涵蓋兩期地表覆蓋分類信息的新層。對該層圖斑面積進行計算與匯總，得到縣級行政單元的地表覆蓋分類轉移矩陣數據集與報表。

1.5.2 轉移矩陣匯總

開展不同級行政區劃單元（包括地市、省、四大地區、全國）和不同類地表覆蓋（包括三級類、二級類、一級類）的矩陣匯總，形成縣級以上地表覆蓋分類轉移矩陣數據集與報表。

平差過程僅針對監測基本統計中單一年度版本數據的計算結果實施，以確保不同單元、不同地類邏輯結果的一致性。轉移矩陣計算涉及不同年度的兩期原始數據，計算結果不做平差處理，存在著與基本統計數據集、報表變化量不等的情況。對上年度地表覆蓋數據中存在錯誤的情況，可根據具體情況先行更正，再進行轉移矩陣計算[6]。

1.6 統計結果生成

在統計計算的基礎上，按照技術規定的格式生成數據集和報表，統計成果包括基本統計分析數據集、基本統計分析報表和基本統計數據匯編，均由統計軟件自動生成。

2 ?關鍵技術研究

2.1 統計匯總方法

省級地理信息基本統計詳細匯總方案分為行政區劃單元匯總、地形單元匯總與規則地理網絡單元匯總。

2.2 基本統計平差

2.2.1 平差原則

（1）覆蓋范圍完全重合的兩類統計單元，其匯總值須開展平差處理。（2）優先展開同類統計單元匯總值平差，然后實施不同統計單元匯總值微調平差。（3）優先開展行政區與管理單元平差，再將其結果作為其他類型統計單元平差的依據。

2.2.2 行政區面積平差方案

（1）計算縣級行政區面積，作為后續平差處理的控制值。（2）以縣為基本統計單元，分別計算、匯總各類地理信息要素面積，并參考縣匯總值，分別對各類地理信息要素面積匯總值開展平差處理。

2.2.3 高程帶/坡度帶面積平差流程

（1）計算高程帶、坡度帶統計單元面積，作為后續平差處理的權重值。（2）以縣面積為控制值，以各高程帶、坡度帶面積為權重，開展高程帶、坡度帶面積平差處理。（3）分別計算、匯總高程帶、坡度帶內各類地理信息要素面積，并基于平差原則計算所得控制值，對統計單元區內各類地理信息要素面積匯總值開展平差處理。（4）參考其他統計單元平差結果，分別將步驟得到的平差結果進行調平處理，直到各種統計單元的匯總結果在邏輯上保持一致。

2.3 統計成果提取

在基本統計計算完成的基礎上，需對基本統計成果進行提煉與整合，以用于基本統計報告的編寫，具體方法分為直接提取和程序提取。

2.3.1 直接提取法

直接提取法即對基本統計報表獲取地表覆蓋、自然地理要素和社會經濟區域各項統計數據，包括各級要素面積、表面積、長度、個數、占比和構成比以及各高程帶和坡度帶分布的面積與表面積。

2.3.2 程序提取法

使用自主開發的桌面應用程序對基本統計數據集和基本統計報表提取地表覆蓋各鄉鎮四至坐標、東西南北長度，以制作各鄉鎮四至點分布矢量圖以及東西南北長度。

3 ?結語

省級地理信息監測數據基本統計分析以地理信息監測數據為基礎，以科學的指標體系和統計方法進行統計分析，確保客觀真實地反映自然地表和地理要素的現狀，客觀、準確地表現自然和人文地理要素的空間分布狀態和空間關系[6]，向社會公眾、政府部門提供科學、客觀、綜合、權威、統一的基本地理信息信息。本文結合筆者的生產實踐，總結了影響地理信息監測數據統計成果及質量的關鍵因素，并提出了相應的解決方案，為后續有效開展地理信息監測數據統計及質量控制工作提供了參考與借鑒。

參考文獻

[1] GQJC03-2017，基礎性地理國情監測內容與指標[S].北京：國家基礎地理信息中心，2017.

[2] GQJC01-2019，國基礎性地理國情監測數據技術規定[S].北京：國家測繪地理信息局，2019.

[3] 馬世發，鄒威，歐陽雪敏.三生協調的地理國情綜合統計分析框架設計[J].測繪科學，2017，42（10）：80-87.

[4] 李雪，鄧捷，吳春菊，等.分形維數[J].科技創新與應用，2019（11）：115-116，119.

[5] 自然資源部.2020年全國地理國情監測實施方案[Z].北京：自然資源部，2020.

[6] 馬毅.東北嚴寒地區綠色村鎮數據庫系統設計與應用研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2018.