地理国情监测内容及方法研究

周树旺

摘要：地理国情监测是“测绘十二五规划”的重要内容，现今正处于摸索尝试阶段，本文试图根据我国地理内容特点研究地理国情监测的内容和方法，做到科学监测。论文首先提出了地理国情监测内容框架，将地理国情监测分为基础地理国情监测和专题地理国情监测，进而分别论述了不同的地理国情监测对象所采取的方法，相信能为地理国情监测研究内容提供参考。

关键词：地理国情监测；自然地理国情监测；人文地理国情监测；框架

地理国情，是指一个国家自然地理和人文地理国情信息的总和，是基本国情之一。具体来讲是指包括国家地形分布、疆土面积、地貌环境、人文建设、气候变化等诸多方面于地球载体上的立体表现状况。对社会、政治、经济文化等国家发展的各个方面有着卓著而长足的影响。结合我国地大物博人口众多的实际国情情况，如何全面实现动态监测地理国情以及如何高效利用地理国情信息成为时代赋予测绘工作者的新使命。

1.地理国情监测特点

在我们赖以生存的自然环境、人文环境中，多样性是一个显著的特点，主要包括：数据获取手段多样化、业务内容多样化以及服务形式的多样化。由于地理国情监测的基础性和公益性，无论从监测的区域布局到服务对象都存在着极大的差异性。整体来讲，地理国情监测是一个全社会的事业，将联合社会多个部门分工协作。每个部门承担不同的任务，扮演不同的角色。局部来说，部门的工作方式和地理国情信息服务的模型的差异也很大，主要体现在服务对象上。由于不同部门对地理国情监测的信息需求不同、信息密级不同和信息服务方式不同也将导致差异性。再次地理国情监测体系是一个有机的整体，随着地理国情监测事业的开展，地理国情将会以部门及行业加盟的方式参与其中，形成地理信息产品化的产业链，同时极大丰富的地理信息资源，将提高地理国情监测服务能力，充分体现了信息挖掘带来的经济效益。最后，随着监测技术和监测规范的不断成熟和完备，地理国情监测将形成自动化的监测体系，包括监测数据的获取、监测数据的处理以及监测数据更新，体现出地理国情监测数据处理的智能性。

综上所述，地理国情监测是一项以微观地理信息为单位，评估国家宏观地理自然人文信息的重大工程。构建良好的动态监测地理国情体系，将会推动国家的政治、经济、文化以及军事事业更好更快的向前发展。

2.地理国情监测内容及方法

根据地理学内容，可将地理国情监测划分两个方面，基础地理国情监测和专题地理国情监测，基础地理国情即针对基础地球表面覆盖现象，研究最真实的客观存在，反映地表信息，建立空间位置关系以及监测的时序关系，形成地理国情监测的基础。专题地理国情监测即针对地表专题应用以及重大工程项目应用等方面，进行专题信息监测，其中包括主体功能区监测、自然灾害、重大工程等方面监测内容。基础地理国情监测又包含自然地理国情监测和人文地理国情监测，自然地理国情监测内容强调自然地理环境的特征、结构及其地域分布规律，人文地理国情监测侧重分析研究地球表面人类各种社会经济活动，实现国情信息在地理空间上的可视化与空间化。本文将地理国情监测研究内容设计为如图1所示框架。下面将分别讨论自然地理国情监测、人文地理国情监测和专题地理国情监测的内容和方法，在专题地理国情监测中将以主题功能区监测作为范例进行探讨。

3.自然地理国情要素监测

3.1 监测内容

自然地理国情是最基本的地理国情，是地理国情中必不可少的重要组成部分。监测自然地理国情就是要对自然地理方面的国情进行动态地测绘、统计和分析研究。随着经济社会的快速发展，我國自然地理国情发生着深刻的变化，需要通过自然地理国情监测的开展，为政府、企业和社会各方面提供真实可靠和准确权威的自然地理国情信息。自然地理国情监测要素主要是指水系、植被、荒漠等自然地理要素，不仅监测自然要素的空间特征，还包括针对行业部门需要，了解自然要素的应用属性内容，全面深入掌握某一自然要素的本质特征，针对具体监测要素内容制定监测周期，例如水系，不仅需了解河流的长度以及面积流向等空间地理信息，还需要掌握河流水质的好坏，河水的污染程度等水环境信息。

3.2 监测方法

针对上述监测内容，制定地理国情要素监测方案，将自然地理要素通过统计理论与方法以及多尺度的数据垂直整合技术进行数据处理，探索自然地理要素变化规律，研究自然地理国情要素的产品形式，开展自然地理要素国情监测应用示范，为我国的经济建设、规划与发展提供必要的依据。具体方法如下：

根据已有 1：100 万、1：25 万、1：5 万等不同尺度下的基础地理信息数据及多源遥感数据，通过分析自然地理国情要素在不同比例尺和不同数据源中的表现形式，制定最优数据整合方法，以及统一的数据接口，处理好不同比例尺数据名称、范围之间的衔接关系，研究不同尺度下的自然地理国情要素监测的统计方法及空间分布情况，包括植被、水系、荒漠等自然地理要素空间分布及国情统计，研制我国多尺度的植被、水系、荒漠等自然地理要素数据产品。

为了建立针对自然地理国情要素变化发现的技术体系，进行多尺度自然地理国情要素变化规律分析研究。总结以及分析自然地理国情要素在不同比例尺下的表现形式，选取适用于变化发现的多尺度数据进行变化规律分析。制定分类自然地理国情要素的监测周期，建立周期性监测，形成多时态连续自然地理国情要素监测数据。利用横向多个不同时间间隔的时态序列监测数据，进行自然地理要素的变化发现，提取自然地理要素变化率及变化量，通过统计分析及比较分析，总结不同尺度的自然地理国情要素变化时间周期及趋势，为自然地理国情要素变化监测提供依据。

分析现有自然地理監测产品种类和产品形式，针对地理国情变化的动态特点，研究自然地理要素变化动态表达方法，研制自然地理要素国情监测的新产品样式，使之能表达实现自然地理要素变化信息。针对新型介质材料，研究立体的自然地理要素产品表达方法，更为直观地表达自然地理要素分布情况，丰富地理国情监测产品体系。（见图2）

4.人文地理国情要素监测

4.1监测内容

人文地理国情是指与人类活动直接相关的地理国情，主要包括社会、经济、城市、人口等领域，人文地理国情监测指标包括区域面积、人口数量、地均 GDP 等。人文地理国情监测是地理国情监测体系的有机组成部分，人文地理国情监测关系着其他地理国情的监测，同时也需要其他地理国情监测结果的支持。人文地理国情深刻影响着自然资源、生态环境等其他领域的国情，因此人文地理国情监测对于地理国情监测至关重要。近年来，我国经济快速发展，社会日益进步，城市不断扩张，人口流动频繁，现有的人文地理国情监测存在多部门分散进行、时效性差、成果利用率低等一系列问题，已不能满足人文地理国情监测的需要，加强人文地理国情监测的紧迫性日益凸显。

4.2监测方法

对于空间化方法的研究，可以采用网格单元面积权重内插法（GCAWI）。运用 GCAWI 法进行人文地理国情信息的空间化不仅可以很好地避免传统方法的同一区域均匀分布、不同区域突变分布的缺点，较好地缓和传统的区域统计指标空间化表达方法中的突变线，且经克里金（Kriging）插值后的分布图能很好地契合人文地理国情信息空间分布的特点。在网格单元面积权重内插法方法的实施中，根据社会统计数据的特点可以将其分为和值变量型统计数据和均值变量型统计数据两种类型，在区域拆分与合并时具有不同的特点，需针对性地研究确定网格单元大小的原则和采用图像平滑技术改进空间化效果的方法。

通过人文地理要素天地一体化动态监测技术，可以实现自动化/半自动化的信息处理流程，提高监测结果精度，降低监测成本，实现对人文地理要素的动态监测。依靠资源三号等自主的国产遥感卫星，可以快速获取监测所需影像。研究商业卫星成像预测技术，可以确定快速获取所需影像的卫星选择方案。通过建立覆盖全国的遥感影像控制点信息库，可以实现卫星遥感数据的快速高精度自动纠正和配准，从而极大提高卫星影像处理效率。通过基于本体论和模糊数学的分类和检测方法，可以显著提高分类和检测的正确度。通过对多种信息源的有效整合，可以拓展人文地理要素监测的应用领域。

5.主体功能区监测

5.1监测内容

主体功能根据国家制定主体功能区规划内容，即简称规划，分为优先开发区、重点开发区、限制开发区、禁止开发区四种类型。

优化开发区：城市蔓延扩张与城市空间结构包括监测不同时期的建成区面积、分布，统计分析城市增长面积、动态变化率及空间结构变化，掌握城市扩张的空间和时间特征及发展趋势。

重点开发区：城镇化进度包括监测不同时期城市、乡镇、农村的面积和空间分布，统计分析变化面积、动态变化率以及空间格局变化。

限制开发区：农产品主产区的主要监测分析内容包括农产品主产区包括监测主要的农作物类型（水稻、玉米、小麦、棉花）、面积、空间分布及变化。

禁止开发区：通过监测旅游设施、基础设施、人工景观、农区、林区的变化监测旅游开发活动、基础设施建设、人工景观建设、侵占水域、湿地、草地等农业开发活动、砍伐以及其他对保护区环境产生重大负面影响的人类活动。为保护区的规划与保护提供科学依据。

5.2监测方法

收集整理已有的基础测绘成果，其他遥感影像和行业部门专题数据，分类提取地形地貌、水系等自然环境要素信息，行政区划、居民点、交通等人文环境要素信息作为本底数据。利用时空数据库技术将各类数据入库，统计分析本底库和监测库数据，全面、准确、及时地掌握各监测指标现状、动态变化和发展趋势。

6.结论

本文对地理国情监测相关的数据标准内容进行了研究，搭建了地理国情监测的主要内容框架，地理国情监测分类内容，参照相关标准以及多源专题图数据，根据地理国情监测的自然特性和人文特性将地理国情监测以自然和人文为分界标准，并根据各自的特点制定了具体的监测方法。

参考文献：

[1]地理国情监测促进测绘地理信息转型升级[J].《地理信息世界》.2013.05：11-14

[2]国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知.国发[2013]9 号.