建立新國家地理格網(wǎng)服務地理國情監(jiān)測初探

狄琳

(國家測繪地理信息局地圖技術(shù)審查中心，北京100830)

建立新國家地理格網(wǎng)服務地理國情監(jiān)測初探

狄琳

(國家測繪地理信息局地圖技術(shù)審查中心，北京100830)

簡要介紹地理格網(wǎng)的作用和新國家地理格網(wǎng)體系的建設方案，并對其應用于地理國情監(jiān)測方面作初步探討。

地理格網(wǎng);地理國情監(jiān)測;地理信息數(shù)據(jù)

一、引 言

隨著數(shù)字化測繪技術(shù)體系的全面建立和數(shù)字城市建設的大力推進，我國已經(jīng)積累了多尺度、多時相、多種類的地理信息資源，為開展地理國情監(jiān)測奠定了必要的基礎(chǔ)。如何集成這些豐富的地理信息資源，并在此基礎(chǔ)上進行對比分析，提供地表主要地理要素的分布及變遷信息，形成權(quán)威的監(jiān)測成果，是地理國情監(jiān)測需要解決的問題之一。地理格網(wǎng)是一種科學、統(tǒng)一、簡單、便捷的空間定位參照系統(tǒng)，是促進自然和人文科學融合的一種最佳選擇，可以實現(xiàn)自然與人文邊界的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)統(tǒng)一空間基準下的綜合分析。建立我國新國家地理格網(wǎng)，實現(xiàn)各類信息資源集成融合，可以更好地服務于地理國情監(jiān)測。

二、國內(nèi)外地理格網(wǎng)現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外為解決多源、多尺度地理信息的整合與應用分析，紛紛采用地理格網(wǎng)對空間數(shù)據(jù)進行組織和應用，取得了很多成功經(jīng)驗。一些歐美國家將國家地理格網(wǎng)編碼體系作為國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設施的首選格網(wǎng)，以提高地理信息互操作和服務。如美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會(FGDC)于2001年發(fā)布了基于位置服務的《美國國家格網(wǎng)(USNG)》標準，該標準以美國軍方格網(wǎng)參考系統(tǒng)(MGRS)為基礎(chǔ)建立，在美國領(lǐng)土范圍內(nèi)二者等同。而且為了更便于公眾使用，還同時發(fā)布了UTM投影地圖和國家格網(wǎng)之間互相轉(zhuǎn)換的軟件。另外，英國也制定了適合本國特點的國家格網(wǎng)參考系統(tǒng)。加拿大的自然區(qū)域編碼地理產(chǎn)品公司提出了全球統(tǒng)一地址編碼技術(shù)。

我國現(xiàn)行的《地理格網(wǎng)》標準規(guī)定的編碼規(guī)則，因和投影分帶有關(guān)，編碼不唯一而且編碼較長，不利于空間定位服務和唯一空間地址編碼的建立。目前除國家基本比例尺地圖和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)品外，公開使用的格網(wǎng)主要是以區(qū)域、城市和街區(qū)為單位的區(qū)域格網(wǎng)。如國內(nèi)的導航電子地圖開發(fā)企業(yè)在產(chǎn)品中使用了自己的地理格網(wǎng)編碼，北京、武漢等城市開展了格網(wǎng)化精細管理，并開發(fā)出局部格網(wǎng)編碼體系等，但這些不同格網(wǎng)之間兼容性差、轉(zhuǎn)換困難。

三、建立我國新國家地理格網(wǎng)體系

近年來，國家測繪地理信息局測繪標準化研究所參考國外格網(wǎng)標準，吸收其優(yōu)點和成功經(jīng)驗，同時充分考慮我國的實際和要求，提出了一套新的國家地理格網(wǎng)編碼方案。該方案不僅可以與我國現(xiàn)行地理格網(wǎng)相互轉(zhuǎn)換，而且可以把連續(xù)的地理信息離散化，有效降低了數(shù)據(jù)敏感度，利于空間定位與尋址服務。該方案基于我國基本比例尺地形圖中1∶1 000 000地圖分幅與編號，以邊長為100 km的正方形格網(wǎng)作為基本單元，形成國家地理格網(wǎng)體系。格網(wǎng)體系充分考慮了不同使用需要，第二級以下不同等級格網(wǎng)按10倍關(guān)系劃分，同時為滿足實用性在每一級格網(wǎng)上增加了按兩倍關(guān)系劃分的補充格網(wǎng)，以彌補相鄰等級格網(wǎng)大小范圍相差過大的不足。格網(wǎng)邊長系列包括100 km、50 km、10 km、5 km、1 km、500 m、100 m、50 m、10 m、5 m、1 m等，如果需要還可以進一步劃分。

格網(wǎng)編碼則在系列性的基礎(chǔ)上充分考慮了易讀性、規(guī)律性和唯一性。首先，為使編碼易于讀取，盡量使編碼更短、更簡化。其次，編碼規(guī)則考慮了規(guī)律性，人們可以很方便地利用編碼規(guī)則對我國范圍內(nèi)不同區(qū)域和不同大小的格網(wǎng)進行編碼。此外，在國家地理格網(wǎng)劃分體系下所有格網(wǎng)編碼是唯一的。

四、地理信息數(shù)據(jù)格網(wǎng)化

參照新國家地理格網(wǎng)的劃分方法，可以對多源地理信息數(shù)據(jù)進行格網(wǎng)化，以劃歸到統(tǒng)一的空間基準下。對按照標準分幅的地理信息數(shù)據(jù)或地圖格網(wǎng)化時，把4個圖廓角點坐標轉(zhuǎn)換為格網(wǎng)坐標，并保持整幅數(shù)據(jù)或圖上所有要素之間的拓撲關(guān)系。對于空間實體的格網(wǎng)化，可以分點、線、面3類要素分別進行轉(zhuǎn)換，根據(jù)已有數(shù)據(jù)的研究精度進行格網(wǎng)系統(tǒng)選擇，以一定大小的格網(wǎng)對其進行格網(wǎng)化，生成基于格網(wǎng)的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)或要素實體格網(wǎng)化轉(zhuǎn)換方法如表1所示。

表1

在GIS技術(shù)的支持下，經(jīng)過格網(wǎng)化處理的數(shù)據(jù)及其派生出的結(jié)果，可以利用編碼技術(shù)識別格網(wǎng)，從而實現(xiàn)定位;可以形成以格網(wǎng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)序列，實現(xiàn)空間信息的無縫拼接，以便于動態(tài)規(guī)律分析;可以形成格網(wǎng)間數(shù)據(jù)梯度，以不同單元為基礎(chǔ)進行空間分布規(guī)律研究，同時也便于和遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合。

五、服務于地理國情監(jiān)測工作

地理國情監(jiān)測是新時期黨中央、國務院賦予測繪地理信息工作的重要職責，是經(jīng)濟社會發(fā)展對測繪提出的新要求，也是測繪地理信息事業(yè)科學發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。所謂地理國情監(jiān)測，就是通過遙感、地理信息系統(tǒng)和衛(wèi)星導航等高新技術(shù)手段，綜合各時期測繪成果檔案，對國土疆域面積、地理區(qū)域劃分、地形地貌特征、道路交通網(wǎng)絡、江河湖海分布、土地利用與覆蓋、城市布局與城鎮(zhèn)化、生產(chǎn)力空間布局等自然和人文地理要素信息進行動態(tài)獲取、綜合分析、實時發(fā)布和監(jiān)控評估，從地理空間的角度客觀、綜合展示國情國力。

基于新國家地理格網(wǎng)開展地理國情監(jiān)測:①要以新國家地理格網(wǎng)為空間基底，把各時期的多尺度、多種類的地理信息資源劃歸到國家地理格網(wǎng)單元中，實現(xiàn)各類信息資源的格網(wǎng)化整合，形成地理國情監(jiān)測的數(shù)據(jù)本底庫;②以新國家地理格網(wǎng)為監(jiān)測單元，對事關(guān)國民經(jīng)濟發(fā)展的重要自然和人文地理要素變化情況進行持續(xù)監(jiān)測，建立分析、統(tǒng)計、評價模型，形成地理國情監(jiān)測成果，在資源環(huán)境調(diào)查、主題功能區(qū)布局監(jiān)測、搶險救災和應急保障、數(shù)字化城市管理、基于位置服務等諸多領(lǐng)域，為各級政府和政府各部門提供客觀、綜合的決策依據(jù);③ 為相關(guān)部門提供一種新的空間劃分方法，便于相關(guān)部門把專業(yè)信息準確地與地理信息相結(jié)合，促進多源數(shù)據(jù)的相關(guān)比較和分析，促進各類專題統(tǒng)計信息的精確化和科學性，克服以行政區(qū)劃、郵政區(qū)劃、人口普查統(tǒng)計單元和土地單元等不同的社會劃分帶來的空間分析工作量大、不易發(fā)展數(shù)學模型等缺點。

六、結(jié)束語

地理格網(wǎng)為地理綜合分析提供了理想平臺，為多尺度、多種類地理空間數(shù)據(jù)融合提供了有效方法。同時，遙感影像為建立現(xiàn)代地理格網(wǎng)提供了科學數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和全新的高分辨率數(shù)據(jù)源，地理格網(wǎng)已經(jīng)成為重要的前沿研究方向和發(fā)展趨勢?；谛聡业乩砀窬W(wǎng)開展地理國情監(jiān)測是適應技術(shù)發(fā)展和促進資源共享的一種必然選擇，是測繪地理信息高效精確服務社會、服務民生、服務大局的客觀要求。

［1］ 國家測繪局測繪標準化研究所.國內(nèi)外地理格網(wǎng)研究報告和國家地理格網(wǎng)編碼技術(shù)報告［R］.北京:［s.n.］，2010.

［2］ 馮淳.地理格網(wǎng)參考系統(tǒng)的建立與應用［D］.西安:長安大學，2006.

［3］ 馬曉霞.地理格網(wǎng)參照下的空間數(shù)據(jù)集成方法研究［D］.西安:長安大學，2006.

［4］ 周成虎.對地理格網(wǎng)系統(tǒng)的幾點認識［C］∥全國地圖學與GIS學術(shù)會議論文集.北京:［s.n.］，2004.

On the Establishment of New National Geographic Grid for National Geographic Conditions Monitoring

DI Lin

0494-0911(2011)12-0001-02

P20

B

2011-10-21

公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費資助項目

狄 琳(1969—)，女，吉林臨江人，碩士，高級工程師，主要從事電子地圖技術(shù)審查工作。