地理国情监测体系架构技术研究

地理国情监测体系架构技术研究摘要:本文基于笔者从事地理国情监测的相关研究,以地理国情监测体系为研究对象,论文首先分析了地理国情的基本含义及层级,进而对地理国情监测的体系进行了基本架构,在此基础上,笔者分析了地理国情监测的主要内容和技术方法,全文是笔者工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词:地理国情监测体系架构基本含义层级国家测绘地理信息局在国家基础测绘“十二五”规划中明确提出了“构建数字中国,监测地理国情,发展壮大产业,建设测绘强国”的发展方略。

开展地理国情监测,是社会经济发展对测绘工作的新需求,是测绘地理信息行业更好更快发展的历史机遇。

但地理国情监测是一项庞大的系统工程,面对我国辽阔的国土面积和飞速发展的社会经济状况,如何建立起一个科学完整的监测体系,实现对地理国情的及时有效地监测,达到为保障国家社会经济的可持续发展提供辅助决策依据的目的,则是一个需要认真研究和探索的课题。

1 地理国情的基本含义及层级1.1 地理国情的含义地理国情是从空间角度对构成国家社会经济、自然资源和人类居住环境的各种地理要素的基本情况的反映,其主要内容包括地球表面及其上下一定范围内的各种自然经济综合要素以及这些要素的特征、空间变化及其相互关系。

也可以简单地理解为:地理国情就是影响国情的地理要素,包括道路交通、河流水域、城市建设、土地利用、资源分布、大气环境以及附着在这些要素之上的社会、经济状况。

地理国情是国情的重要组成部分,是一个国家可持续发展的基础。

1.2 地理国情信息的层级我国的基本地理国情是幅员辽阔、差异明显、特点突出、变化迅猛。

为了便于开展地理国情监测、便于进行地理国情信息的分析研究,保证监测工作的实时快捷,应根据地理要素的影响范围和程度,将地理国情信息进行层级划分,根据信息层级,确定监测责任主体,分级开展国情监测工作。

为此,根据我国的实际情况,可将地理国情信息划分为三个层级,分别用一、二、三级表示。

一级地理国情信息:全国范围内的宏观地理国情信息,包括影响多个省(区、市) 的大型河流湖泊、全国范围内的大型基础设施,如高速铁路、高速公路、长输油(气) 工程、大型水利工程、森林覆盖面积、水土流失与沙漠化区域、耕地分布状况、矿产资源分布以及与此相关联的社会经济因素等。

二级地理国情信息:也可以简单地称之为“地理省情”,是指在省(自治区、直辖市) 范围内,对本地区经济、社会以及人们生活产生重要影响的地理国情信息,包括省( 区、市)范围内的铁路公路、港口、机场等主要交通设施、河流湖泊水库的形态、主要城市(设区市)扩展建设情况、重点区域的耕地保护状态、森林和矿产资源的分布及开发利用状况等,同时也涉及与此相关的社会经济情况。

三级地理国情信息:也可以简单地称之为“地理市情”,主要指市(地)范围内影响经济与社会发展及人民生活的地理信息要素,包括县乡镇交通网络、农田水利设施、城镇建成区建设、农村居民点变化、基本农田保护以及与此相关的社会经济状况。

地理国情监测是对国情基本要素的空间分布特征、空间组合关系、空间分布及组合变化趋势进行动态和连续的监测,并对成因进行分析、对变化趋势进行预测的手段和方法的组合。

2 地理国情监测体系的基本架构技术研究为了全面实时地开展地理国情监测,及时有效地实现信息共享,方便快捷地提供信息服务,必须建立一套科学完整的监测体系,主要包括:法律与标准体系、三级监测网络、信息整合交换与共享、统计分析与预测预报、信息发布等。

基本架构如图1 所示。

2.1 法律与标准体系法律与标准体系是指为实现地理国情监测而建立的一系列技术标准和法律法规,包括信息划分标准、信息采集标准、数据交换标准、数据库建设标准以及政策法规标准等。

法律与标准体系是地理国情监测体系长期有效运行的基本保障。

2.2 三级监测网络体系三级监测网络体系是指为实施地理国情监测过程的信息采集、处理、统计、汇总、分析预报、发布等一系列具体工作而建立的国家、省、市三个层面的机构、人员以及为完成上述工作所需的相应资源。

可以分别称之为地理国情监测体系中的国家监测中心、省级监测中心和市级监测中心。

(1)国家地理国情监测中心,负责对一级地理国情信息进行监测,并同时接收来自各省(区、市)的经过整理汇总的地理省情信息,进而形成全国范围内的或重点区域内的地理国情预报;为国家级层面制定相关政策法规提供科学依据。

(2)省级地理国情监测中心,负责对二级地理国情信息即本省范围内的“地理省情”信息进行监测和预报,同时还要接收来自各市(地)的地理市情信息。

经过整理后,一方面向国家监测中心进行数据交换;另一方面通过省级监测信息与省内各地市监测信息的融合,形成本省的地理省情预报并发布,为本地区的经济发展和制定区域性的可持续发展战略提供决策支持。

这是地理国情监测的工作主体,是地理国情信息可靠性、准确性和有效性的基础。

(3)市级地理国情监测中心,负责对三级地理国情即本市范围内的“地理市情”信息进行监测,按照相关要求形成监测预报并发布,同时向省级地理国情监测中心进行数据交换,作为地理省情信息的组成部分。

地理市情监测是整个地理国情监测体系中最基础的部分,也是信息精细化程度最高的。

2.3 信息整合、交换与共享体系信息整合、交换与共享体系是各级监测机构在开展地理国情监测过程中,对数据信息进行整合交换级共享所需的软件系统及硬件设备,包括网络通讯设施。

不同层面的信息整合交换与共享在内容、范围、重点等方面有所不同,如国家监测中心与省级监测中心、省级监测中心与市级监测中心,都存在一定差异。

2.4 统计分析与预报体系统计分析与预报体系是指为完成地理国情监测中对数据信息进行统计分析及信息预报所建立的一套技术方法和要求,包括统计分析采用的数学模型、预测模型等。

2.5 信息发布体系信息发布体系是指将监测结果及分析预报向政府及社会公众发布的一整套相关规定和要求,包括信息发布的渠道、频率、内容等等。

3 地理国情监测的主要内容和技术方法3.1 一级国情监测的内容和技术方法一级国情信息是国家地理国情监测中心关注的重点,内容包括大江、大河、大型湖泊的状态;土地、森林、沙漠等的变化趋势;大型基础设施如高速公路、高速铁路、长输油(气)工程、大型引水工程的建设与运营等等。

这些信息是由国家地理国情监测中心负责采集的,一般可采用以下两种方法进行信息获取:(1)以高分辨率卫星遥感资料作为主要信息源,按照一定的周期,获取卫星影像资料,确定主要监测要素和重点监测区域,利用不同时期的影像进行比对,发现变化信息,进而分析变化趋势;高分辨率卫星影像资料除目前被广泛利用的如SPOT－5、QuickBird、WorldView、IKONOS等之外,我国已发射升空的资源3号卫星,也将成为重要的数据来源。

(2)利用来自各省(自治区、直辖市)的共享信息,通过融合处理,作为第一种信息源的补充。

经过与其他相关信息(经济、社会及其他学科信息)的融合整合,在相应数学模型的支持下,形成地理国情监测预报。

3.2 二级国情监测的内容和技术方法二级地理国情信息即地理省情信息是省级国情监测中心关注的重点,是由各省级政府主管部门组织实施的,主要是对各省范围内的地理要素进行监测,包括:省区范围内的铁路、公路、港口、机场等的建设运营情况,河流、水库、渠塘等的形态、主要城市(设区市)的建设扩展情况以及土地森林等的变化情况。

这些信息一方面为本省的社会及经济发展提供决策支持,同时作为信息共享的主要信息来源,与国家地理国情监测中心进行互联互通,成为地理国情监测的重要组成部分。

通常地理省情信息可采用三种方式获取:(1)与一级国情信息的第一种获取方法相同,即采用高分辨率卫星遥感资料作为主要信息源。

(2)对于局部变化较大的重点地区,采用航空遥感方法获取地面影像,通过与原有资料的比对,发现变化信息。

(3)利用来自各市(地)的共享信息,通过融合处理,作为前面两种信息源的补充,通过信息融合技术,形成全省范围的省情监测信息,为地理省情监测预报提供依据。

3.3 三级国情信息监测的内容和技术方法三级地理国情信息即地理市情信息是市级国情监测中心的关注重点,是由各市级行政主管部门负责组织实施的。

主要是对本市范围内的地理信息进行监测,包括行政辖区内的公路、铁路建设(包括乡镇公路和村级道路)、各县(市)、乡镇驻地外围建设及扩展情况,建成区内主要道路、街道的建设与变化情况,农村居民点建设及变化情况,基本农田保护区变化情况,农田水利设施建设及变化情况等等。

主要采用以下几种方法进行信息获取:(1)采用高分卫星影像资料与原有资料进行比对。

(2)重点地区采用航空摄影测量技术进行航摄,制作正射影像图(DOM),与原有资料比对。

(3)采用野外数据采集的方法,对局部地区直接采集变化信息。

经过信息整合,形成本地区的地理市情监测信息,作为地理市情监测预报的依据。

地理国情监测是一个庞大的系统工程,除了对客观存在的地理要素进行监测外,还需要政府层面的各相关部门给予支持和配合,提供相关信息和资料,包括人口、经济、农业、气象等等。

只有形成良好的基础地理信息与附着在其上的社会经济信息的联动机制,才能使地理国情监测体系更加完善,监测信息才能够为更多的部门和领域提供决策支持和服务,从而使地理国情监测工作越来越多地引起人们的关注,地理国情监测也才会走上良性循环的发展轨道。

4 结语地理国情是一个国家可持续发展的基础,地理国情监测是历史赋予测绘地理信息行业的新使命;建立科学完善的地理国情监测体系是开展地理国情监测并达到监测目的的前提和保证。

开展地理国情监测是国家十二五战略目标,在全国刚刚起步,开展地理国情监测体系研究,建立起科学的监测体系,对该项工作的顺利开展具有重要的现实意义和深远的历史意义。

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