三級地理國情監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)研究

張榮英

摘 要：地理國情是從空間角度對構(gòu)成國家社會經(jīng)濟、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)濟綜合要素以及這些要素的特征、空間變化及其相互關(guān)系。本研究以地理國情監(jiān)測體系為研究對象，首先分析了地理國情的基本含義及層級，進而對地理國情監(jiān)測的體系進行了基本架構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，筆者分析了地理國情監(jiān)測的主要內(nèi)容和技術(shù)方法，全文是筆者工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：地理國情監(jiān)測 體系架構(gòu) 基本含義 層級

中圖分類號：P208 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0022-02

國家測繪地理信息局在國家基礎(chǔ)測繪“十二五”規(guī)劃中明確提出了“構(gòu)建數(shù)字中國，監(jiān)測地理國情，發(fā)展壯大產(chǎn)業(yè)，建設(shè)測繪強國”的發(fā)展方略。開展地理國情監(jiān)測，是社會經(jīng)濟發(fā)展對測繪工作的新需求，是測繪地理信息行業(yè)更好更快發(fā)展的歷史機遇。但地理國情監(jiān)測是一項龐大的系統(tǒng)工程，面對我國遼闊的國土面積和飛速發(fā)展的社會經(jīng)濟狀況，如何建立起一個科學(xué)完整的監(jiān)測體系，實現(xiàn)對地理國情的及時有效地監(jiān)測，達到為保障國家社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供輔助決策依據(jù)的目的，則是一個需要認(rèn)真研究和探索的課題。

1 地理國情的基本含義及層級

1.1 地理國情的含義

地理國情是從空間角度對構(gòu)成國家社會經(jīng)濟、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)濟綜合要素以及這些要素的特征、空間變化及其相互關(guān)系。也可以簡單地理解為： 地理國情就是影響國情的地理要素，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、經(jīng)濟狀況。地理國情是國情的重要組成部分，是一個國家可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

1.2 地理國情信息的層級

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

一級地理國情信息：全國范圍內(nèi)的宏觀地理國情信息，包括影響多個?。▍^(qū)、市）的大型河流湖泊、全國范圍內(nèi)的大型基礎(chǔ)設(shè)施。二級地理國情信息：也可以簡單地稱之為“地理省情”，是指在?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）范圍內(nèi)，對本地區(qū)經(jīng)濟、社會以及人們生活產(chǎn)生重要影響的地理國情信息。三級地理國情信息：也可以簡單地稱之為“地理市情”，主要指市（地）范圍內(nèi)影響經(jīng)濟與社會發(fā)展及人民生活的地理信息要素。

地理國情監(jiān)測是對國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進行動態(tài)和連續(xù)的監(jiān)測，并對成因進行分析、對變化趨勢進行預(yù)測的手段和方法的組合。

2 地理國情監(jiān)測體系的基本架構(gòu)技術(shù)研究

為了全面實時地開展地理國情監(jiān)測，及時有效地實現(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)測體系，主要包括：法律與標(biāo)準(zhǔn)體系、三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)、信息整合交換與共享、統(tǒng)計分析與預(yù)測預(yù)報、信息發(fā)布等。基本架構(gòu)如圖1所示。

2.1 法律與標(biāo)準(zhǔn)體系

法律與標(biāo)準(zhǔn)體系是指為實現(xiàn)地理國情監(jiān)測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)體系是地理國情監(jiān)測體系長期有效運行的基本保障。

2.2 三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系

三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系是指為實施地理國情監(jiān)測過程的信息采集、處理、統(tǒng)計、匯總、分析預(yù)報、發(fā)布等一系列具體工作而建立的國家、省、市三個層面的機構(gòu)、人員以及為完成上述工作所需的相應(yīng)資源?？梢苑謩e稱之為地理國情監(jiān)測體系中的國家監(jiān)測中心、省級監(jiān)測中心和市級監(jiān)測中心。

（1）國家地理國情監(jiān)測中心，負(fù)責(zé)對一級地理國情信息進行監(jiān)測，并同時接收來自各?。▍^(qū)、市）的經(jīng)過整理匯總的地理省情信息，進而形成全國范圍內(nèi)的或重點區(qū)域內(nèi)的地理國情預(yù)報；為國家級層面制定相關(guān)政策法規(guī)提供科學(xué)依據(jù)。（2）省級地理國情監(jiān)測中心，負(fù)責(zé)對二級地理國情信息即本省范圍內(nèi)的“地理省情”信息進行監(jiān)測和預(yù)報，同時還要接收來自各市（地）的地理市情信息。經(jīng)過整理后，一方面向國家監(jiān)測中心進行數(shù)據(jù)交換，另一方面通過省級監(jiān)測信息與省內(nèi)各地市監(jiān)測信息的融合，形成本省的地理省情預(yù)報并發(fā)布，為本地區(qū)的經(jīng)濟發(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。這是地理國情監(jiān)測的工作主體，是地理國情信息可靠性、準(zhǔn)確性和有效性的基礎(chǔ)。（3）市級地理國情監(jiān)測中心，負(fù)責(zé)對三級地理國情即本市范圍內(nèi)的“地理市情”信息進行監(jiān)測，按照相關(guān)要求形成監(jiān)測預(yù)報并發(fā)布，同時向省級地理國情監(jiān)測中心進行數(shù)據(jù)交換，作為地理省情信息的組成部分。

地理市情監(jiān)測是整個地理國情監(jiān)測體系中最基礎(chǔ)的部分，也是信息精細(xì)化程度最高的。地理國情三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了地理國情監(jiān)測體系的基本框架，各級信息通過通信網(wǎng)絡(luò)形成有機整體，為國家和地方的經(jīng)濟社會發(fā)展提供科學(xué)可靠的決策支持。各級監(jiān)測信息的互聯(lián)互通可以借助數(shù)字城市建設(shè)中相應(yīng)的節(jié)點來實現(xiàn)。

2.3 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監(jiān)測機構(gòu)在開展地理國情監(jiān)測過程中，對數(shù)據(jù)信息進行整合交換級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、重點等方面有所不同，如國家監(jiān)測中心與省級監(jiān)測中心、省級監(jiān)測中心與市級監(jiān)測中心，都存在一定差異。

2.4 統(tǒng)計分析與預(yù)報體系

統(tǒng)計分析與預(yù)報體系是指為完成地理國情監(jiān)測中對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計分析及信息預(yù)報所建立的一套技術(shù)方法和要求，包括統(tǒng)計分析采用的數(shù)學(xué)模型、預(yù)測模型等。

2.5 信息發(fā)布體系

信息發(fā)布體系是指將監(jiān)測結(jié)果及分析預(yù)報向政府及社會公眾發(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。

3 地理國情監(jiān)測的主要內(nèi)容和技術(shù)方法

3.1 一級國情監(jiān)測的內(nèi)容和技術(shù)方法

一級國情信息是國家地理國情監(jiān)測中心關(guān)注的重點，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；大型基礎(chǔ)設(shè)施如高速公路、高速鐵路、長輸油（氣）工程、大型引水工程的建設(shè)與運營等等。這些信息是由國家地理國情監(jiān)測中心負(fù)責(zé)采集的，一般可采用以下兩種方法進行信息獲?。?/p>

（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)測要素和重點監(jiān)測區(qū)域，利用不同時期的影像進行比對，發(fā)現(xiàn)變化信息，進而分析變化趨勢；高分辨率衛(wèi)星影像資料除目前被廣泛利用的如 SPOT-5、QuickBird、WorldView、IKONOS 等之外，我國已發(fā)射升空的資源3號衛(wèi)星，也將成為重要的數(shù)據(jù)來源。（2）利用來自各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的共享信息，通過融合處理，作為第一種信息源的補充。經(jīng)過與其他相關(guān)信息（經(jīng)濟、社會及其他學(xué)科信息） 的融合整合，在相應(yīng)數(shù)學(xué)模型的支持下，形成地理國情監(jiān)測預(yù)報。

3.2 二級國情監(jiān)測的內(nèi)容和技術(shù)方法

二級地理國情信息即地理省情信息是省級國情監(jiān)測中心關(guān)注的重點，是由各省級政府主管部門組織實施的，主要是對各省范圍內(nèi)的地理要素進行監(jiān)測，包括：省區(qū)范圍內(nèi)的鐵路、公路、港口、機場等的建設(shè)運營情況，河流、水庫、渠塘等的形態(tài)、主要城市（設(shè)區(qū)市）的建設(shè)擴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及經(jīng)濟發(fā)展提供決策支持，同時作為信息共享的主要信息來源，與國家地理國情監(jiān)測中心進行互聯(lián)互通，成為地理國情監(jiān)測的重要組成部分。

通常地理省情信息可采用三種方式獲?。海?）與一級國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）對于局部變化較大的重點地區(qū)，采用航空遙感方法獲取地面影像，通過與原有資料的比對，發(fā)現(xiàn)變化信息。（3）利用來自各市（地）的共享信息，通過融合處理，作為前面兩種信息源的補充，通過信息融合技術(shù)，形成全省范圍的省情監(jiān)測信息，為地理省情監(jiān)測預(yù)報提供依據(jù)。

3.3 三級國情信息監(jiān)測的內(nèi)容和技術(shù)方法

三級地理國情信息即地理市情信息是市級國情監(jiān)測中心的關(guān)注重點，是由各市級行政主管部門負(fù)責(zé)組織實施的。主要是對本市范圍內(nèi)的地理信息進行監(jiān)測，包括行政轄區(qū)內(nèi)的公路、鐵路建設(shè)（包括鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路和村級道路）、各縣（市）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地外圍建設(shè)及擴展情況，建成區(qū)內(nèi)主要道路、街道的建設(shè)與變化情況，農(nóng)村居民點建設(shè)及變化情況，基本農(nóng)田保護區(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行信息獲?。?/p>

（1）采用高分衛(wèi)星影像資料與原有資料進行比對。（2）重點地區(qū)采用航空攝影測量技術(shù)進行航攝，制作正射影像圖（ DOM），與原有資料比對。（3）采用野外數(shù)據(jù)采集的方法，對局部地區(qū)直接采集變化信息。經(jīng)過信息整合，形成本地區(qū)的地理市情監(jiān)測信息，作為地理市情監(jiān)測預(yù)報的依據(jù)。地理國情監(jiān)測是一個龐大的系統(tǒng)工程，除了對客觀存在的地理要素進行監(jiān)測外，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、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經(jīng)濟信息的聯(lián)動機制，才能使地理國情監(jiān)測體系更加完善，監(jiān)測信息才能夠為更多的部門和領(lǐng)域提供決策支持和服務(wù)，從而使地理國情監(jiān)測工作越來越多地引起人們的關(guān)注，地理國情監(jiān)測也才會走上良性循環(huán)的發(fā)展軌道。

4 結(jié)語

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

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