地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系的基本架構(gòu)

呂長(zhǎng)廣

(山東正元地理信息工程有限公司，山東濟(jì)南 250101)

1 引言

國(guó)家測(cè)繪地理信息局在國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪“十二五”規(guī)劃中明確提出了“構(gòu)建數(shù)字中國(guó)，監(jiān)測(cè)地理國(guó)情，發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)，建設(shè)測(cè)繪強(qiáng)國(guó)”的發(fā)展方略。開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)測(cè)繪工作的新需求，是測(cè)繪地理信息行業(yè)更好更快發(fā)展的歷史機(jī)遇。但地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，面對(duì)我國(guó)遼闊的國(guó)土面積和飛速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，如何建立起一個(gè)科學(xué)完整的監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理國(guó)情的及時(shí)有效地監(jiān)測(cè)，達(dá)到為保障國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供輔助決策依據(jù)的目的，則是一個(gè)需要認(rèn)真研究和探索的課題。

2 地理國(guó)情的基本含義及層級(jí)

2.1 地理國(guó)情的含義

地理國(guó)情是從空間角度對(duì)構(gòu)成國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然資源和人類居住環(huán)境的各種地理要素的基本情況的反映，其主要內(nèi)容包括地球表面及其上下一定范圍內(nèi)的各種自然經(jīng)濟(jì)綜合要素以及這些要素的特征、空間變化及其相互關(guān)系［1］。也可以簡(jiǎn)單地理解為:地理國(guó)情就是影響國(guó)情的地理要素，包括道路交通、河流水域、城市建設(shè)、土地利用、資源分布、大氣環(huán)境以及附著在這些要素之上的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)狀況。地理國(guó)情是國(guó)情的重要組成部分，是一個(gè)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2.2 地理國(guó)情信息的層級(jí)

我國(guó)的基本地理國(guó)情是幅員遼闊、差異明顯、特點(diǎn)突出、變化迅猛。為了便于開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)、便于進(jìn)行地理國(guó)情信息的分析研究，保證監(jiān)測(cè)工作的實(shí)時(shí)快捷，應(yīng)根據(jù)地理要素的影響范圍和程度，將地理國(guó)情信息進(jìn)行層級(jí)劃分，根據(jù)信息層級(jí)，確定監(jiān)測(cè)責(zé)任主體，分級(jí)開展國(guó)情監(jiān)測(cè)工作。為此，根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，可將地理國(guó)情信息劃分為三個(gè)層級(jí)，分別用一、二、三級(jí)表示。

一級(jí)地理國(guó)情信息:全國(guó)范圍內(nèi)的宏觀地理國(guó)情信息，包括影響多個(gè)省(區(qū)、市)的大型河流湖泊、全國(guó)范圍內(nèi)的大型基礎(chǔ)設(shè)施，如高速鐵路、高速公路、長(zhǎng)輸油(氣)工程、大型水利工程、森林覆蓋面積、水土流失與沙漠化區(qū)域、耕地分布狀況、礦產(chǎn)資源分布以及與此相關(guān)聯(lián)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素等。

二級(jí)地理國(guó)情信息:也可以簡(jiǎn)單地稱之為“地理省情”，是指在省(自治區(qū)、直轄市)范圍內(nèi)，對(duì)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及人們生活產(chǎn)生重要影響的地理國(guó)情信息，包括省(區(qū)、市)范圍內(nèi)的鐵路公路、港口、機(jī)場(chǎng)等主要交通設(shè)施、河流湖泊水庫(kù)的形態(tài)、主要城市(設(shè)區(qū)市)擴(kuò)展建設(shè)情況、重點(diǎn)區(qū)域的耕地保護(hù)狀態(tài)、森林和礦產(chǎn)資源的分布及開發(fā)利用狀況等，同時(shí)也涉及與此相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況。

三級(jí)地理國(guó)情信息:也可以簡(jiǎn)單地稱之為“地理市情”，主要指市(地)范圍內(nèi)影響經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展及人民生活的地理信息要素，包括縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)田水利設(shè)施、城鎮(zhèn)建成區(qū)建設(shè)、農(nóng)村居民點(diǎn)變化、基本農(nóng)田保護(hù)以及與此相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況。

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是對(duì)國(guó)情基本要素的空間分布特征、空間組合關(guān)系、空間分布及組合變化趨勢(shì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)和連續(xù)的監(jiān)測(cè)，并對(duì)成因進(jìn)行分析、對(duì)變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的手段和方法的組合。

3 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系的基本架構(gòu)

為了全面實(shí)時(shí)地開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)信息共享，方便快捷地提供信息服務(wù)，必須建立一套科學(xué)完整的監(jiān)測(cè)體系，主要包括:法律與標(biāo)準(zhǔn)體系、三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、信息整合交換與共享、統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、信息發(fā)布等?；炯軜?gòu)如圖1所示。

圖1 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系架構(gòu)圖

3.1 法律與標(biāo)準(zhǔn)體系

法律與標(biāo)準(zhǔn)體系是指為實(shí)現(xiàn)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)而建立的一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，包括信息劃分標(biāo)準(zhǔn)、信息采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及政策法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)等。法律與標(biāo)準(zhǔn)體系是地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系長(zhǎng)期有效運(yùn)行的基本保障。

3.2 三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系

三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系是指為實(shí)施地理國(guó)情監(jiān)測(cè)過(guò)程的信息采集、處理、統(tǒng)計(jì)、匯總、分析預(yù)報(bào)、發(fā)布等一系列具體工作而建立的國(guó)家、省、市三個(gè)層面的機(jī)構(gòu)、人員以及為完成上述工作所需的相應(yīng)資源?？梢苑謩e稱之為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系中的國(guó)家監(jiān)測(cè)中心、省級(jí)監(jiān)測(cè)中心和市級(jí)監(jiān)測(cè)中心。

周愷聞聽大驚，妻子這些天照顧的人竟是小蝶！他頓覺臉上發(fā)燒，一路燒到腳跟。面對(duì)妻子和情人，他無(wú)地自容，羞愧得落荒而逃。

(1)國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心，負(fù)責(zé)對(duì)一級(jí)地理國(guó)情信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并同時(shí)接收來(lái)自各省(區(qū)、市)的經(jīng)過(guò)整理匯總的地理省情信息，進(jìn)而形成全國(guó)范圍內(nèi)的或重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的地理國(guó)情預(yù)報(bào);為國(guó)家級(jí)層面制定相關(guān)政策法規(guī)提供科學(xué)依據(jù)。

(2)省級(jí)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心，負(fù)責(zé)對(duì)二級(jí)地理國(guó)情信息即本省范圍內(nèi)的“地理省情”信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，同時(shí)還要接收來(lái)自各市(地)的地理市情信息。經(jīng)過(guò)整理后，一方面向國(guó)家監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，另一方面通過(guò)省級(jí)監(jiān)測(cè)信息與省內(nèi)各地市監(jiān)測(cè)信息的融合，形成本省的地理省情預(yù)報(bào)并發(fā)布，為本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和制定區(qū)域性的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供決策支持。這是地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的工作主體，是地理國(guó)情信息可靠性、準(zhǔn)確性和有效性的基礎(chǔ)。

(3)市級(jí)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心，負(fù)責(zé)對(duì)三級(jí)地理國(guó)情即本市范圍內(nèi)的“地理市情”信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，按照相關(guān)要求形成監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)并發(fā)布，同時(shí)向省級(jí)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，作為地理省情信息的組成部分。地理市情監(jiān)測(cè)是整個(gè)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系中最基礎(chǔ)的部分，也是信息精細(xì)化程度最高的。

地理國(guó)情三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系的基本框架，各級(jí)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)形成有機(jī)整體，為國(guó)家和地方的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供科學(xué)可靠的決策支持。各級(jí)監(jiān)測(cè)信息的互聯(lián)互通可以借助數(shù)字城市建設(shè)中相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.3 信息整合、交換與共享體系

信息整合、交換與共享體系是各級(jí)監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)在開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合交換級(jí)共享所需的軟件系統(tǒng)及硬件設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)施。不同層面的信息整合交換與共享在內(nèi)容、范圍、重點(diǎn)等方面有所不同，如國(guó)家監(jiān)測(cè)中心與省級(jí)監(jiān)測(cè)中心、省級(jí)監(jiān)測(cè)中心與市級(jí)監(jiān)測(cè)中心，都存在一定差異。

3.4 統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)報(bào)體系

統(tǒng)計(jì)分析與預(yù)報(bào)體系是指為完成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及信息預(yù)報(bào)所建立的一套技術(shù)方法和要求，包括統(tǒng)計(jì)分析采用的數(shù)學(xué)模型、預(yù)測(cè)模型等。

3.5 信息發(fā)布體系

信息發(fā)布體系是指將監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析預(yù)報(bào)向政府及社會(huì)公眾發(fā)布的一整套相關(guān)規(guī)定和要求，包括信息發(fā)布的渠道、頻率、內(nèi)容等等。

4 地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容和技術(shù)方法

4.1 一級(jí)國(guó)情監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和技術(shù)方法

一級(jí)國(guó)情信息是國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心關(guān)注的重點(diǎn)，內(nèi)容包括大江、大河、大型湖泊的狀態(tài);土地、森林、沙漠等的變化趨勢(shì);大型基礎(chǔ)設(shè)施如高速公路、高速鐵路、長(zhǎng)輸油(氣)工程、大型引水工程的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)等等。這些信息是由國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)采集的，一般可采用以下兩種方法進(jìn)行信息獲取:

(1)以高分辨率衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源，按照一定的周期，獲取衛(wèi)星影像資料，確定主要監(jiān)測(cè)要素和重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域，利用不同時(shí)期的影像進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)變化信息，進(jìn)而分析變化趨勢(shì);高分辨率衛(wèi)星影像資料除目前被廣泛利用的如SPOT－5、QuickBird、World-View、IKONOS等之外，我國(guó)已發(fā)射升空的資源3號(hào)衛(wèi)星，也將成為重要的數(shù)據(jù)來(lái)源。

(2)利用來(lái)自各省(自治區(qū)、直轄市)的共享信息，通過(guò)融合處理，作為第一種信息源的補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)與其他相關(guān)信息(經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及其他學(xué)科信息)的融合整合，在相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的支持下，形成地理國(guó)情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。

4.2 二級(jí)國(guó)情監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和技術(shù)方法

二級(jí)地理國(guó)情信息即地理省情信息是省級(jí)國(guó)情監(jiān)測(cè)中心關(guān)注的重點(diǎn)，是由各省級(jí)政府主管部門組織實(shí)施的，主要是對(duì)各省范圍內(nèi)的地理要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括:省區(qū)范圍內(nèi)的鐵路、公路、港口、機(jī)場(chǎng)等的建設(shè)運(yùn)營(yíng)情況，河流、水庫(kù)、渠塘等的形態(tài)、主要城市(設(shè)區(qū)市)的建設(shè)擴(kuò)展情況以及土地森林等的變化情況。這些信息一方面為本省的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策支持，同時(shí)作為信息共享的主要信息來(lái)源，與國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行互聯(lián)互通，成為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的重要組成部分。

通常地理省情信息可采用三種方式獲取:

(1)與一級(jí)國(guó)情信息的第一種獲取方法相同，即采用高分辨率衛(wèi)星遙感資料作為主要信息源。

(2)對(duì)于局部變化較大的重點(diǎn)地區(qū)，采用航空遙感方法獲取地面影像，通過(guò)與原有資料的比對(duì)，發(fā)現(xiàn)變化信息。

(3)利用來(lái)自各市(地)的共享信息，通過(guò)融合處理，作為前面兩種信息源的補(bǔ)充，通過(guò)信息融合技術(shù)，形成全省范圍的省情監(jiān)測(cè)信息，為地理省情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

4.3 三級(jí)國(guó)情信息監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和技術(shù)方法

三級(jí)地理國(guó)情信息即地理市情信息是市級(jí)國(guó)情監(jiān)測(cè)中心的關(guān)注重點(diǎn)，是由各市級(jí)行政主管部門負(fù)責(zé)組織實(shí)施的。主要是對(duì)本市范圍內(nèi)的地理信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括行政轄區(qū)內(nèi)的公路、鐵路建設(shè)(包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路和村級(jí)道路)、各縣(市)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地外圍建設(shè)及擴(kuò)展情況，建成區(qū)內(nèi)主要道路、街道的建設(shè)與變化情況，農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)及變化情況，基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)變化情況，農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)及變化情況等等。主要采用以下幾種方法進(jìn)行信息獲取:

(1)采用高分衛(wèi)星影像資料與原有資料進(jìn)行比對(duì)。

(2)重點(diǎn)地區(qū)采用航空攝影測(cè)量技術(shù)進(jìn)行航攝，制作正射影像圖(DOM)，與原有資料比對(duì)。

(3)采用野外數(shù)據(jù)采集的方法，對(duì)局部地區(qū)直接采集變化信息。經(jīng)過(guò)信息整合，形成本地區(qū)的地理市情監(jiān)測(cè)信息，作為地理市情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)。

地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，除了對(duì)客觀存在的地理要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還需要政府層面的各相關(guān)部門給予支持和配合，提供相關(guān)信息和資料，包括人口、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、氣象等等。只有形成良好的基礎(chǔ)地理信息與附著在其上的社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，才能使地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系更加完善，監(jiān)測(cè)信息才能夠?yàn)楦嗟牟块T和領(lǐng)域提供決策支持和服務(wù)，從而使地理國(guó)情監(jiān)測(cè)工作越來(lái)越多地引起人們的關(guān)注，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)也才會(huì)走上良性循環(huán)的發(fā)展軌道。

5 結(jié)語(yǔ)

地理國(guó)情是一個(gè)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是歷史賦予測(cè)繪地理信息行業(yè)的新使命;建立科學(xué)完善的地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系是開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)并達(dá)到監(jiān)測(cè)目的的前提和保證。開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)是國(guó)家十二五戰(zhàn)略目標(biāo)，在全國(guó)剛剛起步，開展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)體系研究，建立起科學(xué)的監(jiān)測(cè)體系，對(duì)該項(xiàng)工作的順利開展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

［1］馬萬(wàn)鐘，杜清運(yùn).地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的體系框架研究［J］.國(guó)土資源科技管理，2011(6).

［2］呂志平，李健，杜鵬等.數(shù)字城市建設(shè)規(guī)劃與方案［M］.北京:測(cè)繪出版社，2008.

［3］承繼成，李琦，林琿等.數(shù)字城市理論方法與應(yīng)用［M］.北京:科學(xué)出版社，2003.

［4］承繼成，林琿，周成虎等.數(shù)字地球?qū)д摚跰］.北京:科學(xué)出版社，2002.