地理国情监测的体系框架研究
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第28卷,第6期2011年12月15日 国土资源科技管理Scientific and Technological Management of Land and Resources Vol.28,No.6Dec.15,2011
doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2011.06.020
收稿日期:2011-06-01;改回日期:2011-07-22作者简介:马万钟(1986—),男,博士研究生,从事土地信息系统、土地利用与可持续发展研究。地理国情监测的体系框架研究
马万钟,杜清运
(武汉大学资源与环境科学学院,武汉 430072)
摘 要:通过对地理国情与地理国情监测的基本问题与关键问题进行系统分析和归纳,采用综合分析
法、对比分析法和归纳法,初步提出地理国情监测的体系框架。结果表明:地理国情是国情体系的有机组成部分,它既来源于地理信息,同时也是对地理信息的扩展。其监测的对象包括自然环境要素、产业经济要素和社会人文要素等3个方面,监测的方法主要包括测绘方法、统计分析方法、评价预测方法和信息科学方法等。通过对地理国情信息进行采集与分析,最终形成相应的数据成果与管理制度成果。
在地理国情监测过程中,应分类、分区、分层开展监测工作;突出监测的重点问题;建立统一的数据规范;
完善地理国情监测的法律法规体系;强化监测成果的应用。关键词:地理国情;地理国情监测;监测对象;监测方法中图分类号:TP311.13 文献标识码:A 文章编号:1009-4210(2011)06-104-08
国情信息是国家编制国民经济发展规划,确定
社会经济发展的战略部署和重大方针政策的基
础[1]。而地理国情作为国情体系的有机组成部分,
是提高国家宏观调控科学性、进行科学管理决策的
需要。目前,我国尚未形成一个综合、完整的地理国
情监测体系,因此,系统地研究分析地理国情及其监
测的体系框架势在必行。
1 基本问题
1.1 地理国情的含义
国情是指一国之内的社会、经济、政治、文化、历
史、地理等方面的基本情况和特点,概括地说就是国
家范围内的物质基础及其上层建筑基本情况的反映,包括社会国情、文化国情、产业国情、经济国情、
地理国情等许多方面[2-4]。
地理国情是从空间角度对构成一国的自然资源
和人类居住环境的各种地理要素的基本情况的反
映,其内容主要包括地球表层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。地理国情是从地理的角度对
国情进行宏观、综合、整体、动态的分析和描述,是国
情体系的有机组成部分,它不仅包含自然环境等方
面的物质基础国情,而且也包含了与地理相关的产
业经济和社会文化等方面的内容。
1.2 地理国情与地理信息的关系
地理国情与地理信息的关系主要表现为以下两·401·个方面。
(1)地理信息是地理国情的基础。首先,地理信
息与地理国情都是从空间角度出发,对与地理相关
的要素情况和特征进行记录和描述;其次,地理信息
与地理国情所包含的基本内容相一致,二者都是对
地球表层及其上下一定范围内的自然经济综合体的
空间变化情况及其相互关系的反映;再次,地理信息
与地理国情有一致的表达方式[5,6],地理国情是一
定区域内各种地理信息的综合集成,地理信息能够
为地理国情的描述与分析提供载体。
(2)地理国情是地理信息的扩展。地理国情不
仅是对地理信息的广度扩展,同时也是对地理信息
的深度挖掘。首先,地理信息所表达的信息往往是
单一的、离散的[7],例如:位置、高程、面积、深度、长
度等。并且,一些地形地貌等自然要素的地理信息
在短时间内的变化并不明显,是静态的。而地理国
情具有现势性、动态性、覆盖面广、综合性强等特征,
它反映的是一定时期内地理信息的空间变化和发展
等情况,是地理信息从三维到四维的扩展。例如,土
地利用与土地覆盖、城镇化扩张等方面的信息。其
次,地理信息一般反映的是可度量的地理实体特征,
它仅仅是对实体表征属性的描述,属于物质基础信
息。而地理国情则是在地理信息的基础上对与地理
相关的产业经济、社会人文等信息的空间反映,它不
仅是对物质基础信息的描述,更是对其上层建筑信
息的反映,是对地理信息从外在到内在的深度挖掘。
1.3 地理国情信息的分类
地理国情信息是“递进式信息”(图1),它通过
对一定时空范围内各种自然地理要素的描述和分析
来表达与其相关的社会、文化现象,是一种由下至上
的信息。并且,地理国情信息不仅仅是对客观世界
的描述,更重要的是它反映了各种自然环境要素之
间的联系以及基于这些要素所产生的社会人文现象
的空间关系及其变化规律,是一种由表及里的信息。
因此,根据地理国情信息的这种“递进式”特征,可以
将其分为以下三类
。图1 “递进式”地理国情信息
(1)感知信息。指最初获取的,未经过分析处理
或者仅对相关要素进行了简单编辑的原始地理信
息,它具有基础性、本底性的特点,是对地理现象静
态空间特征的基本描述。
(2)统计信息。指在感知信息的基础上,运用数
理统计的方法对原始数据进行处理和分析所得到的
信息。统计信息反映了地理现象的数学特征及其分
布规律,它根据特定的目标对感知信息的共性和特
征做进一步综合,为地理国情信息的后续分析提供
了数学基础。统计信息是连接地理现象的基础与其
内在规律的过程信息。
(3)分析信息。指根据不同的需要,以感知信息
和统计信息为基础,采用各种分析方法,对地理要素
及其相关的社会、经济、文化现象进行综合的、动态
的描述、评价、预测而得到的信息。分析信息是地理
国情与地理信息区别的主要因素。首先,分析信息
不但揭示了地理现象本身的动态变化规律,而且对
与地理相关的社会、经济、人文等现象的时空变化规
律进行描述和表达。它是将物质基础的表征描述上
升为社会上层建筑的时空关系表达,进而展现国家、
社会发展的内在机理和规律,是地理国情信息的核
心。其次,分析信息是综合性和专业性的结合。
分析信息涉及到不同类别、不同层次的信息,因
而需要应用专业的分析方法来分析和挖掘,同
时,分析信息还应是对各种要素的宏观的、整体
的表达,从而能够适应不同行业、不同部门的应
用需要。·501·第6期 马万钟,等:地理国情监测的体系框架研究2 体系框架
2.1 地理国情监测的含义
根据对地理国情的分析,本文从地理国情作为
自然和社会经济综合体的角度出发,认为地理国情
监测是通过建立相应的工作组织制度和体系,利用
测绘、统计、分析和信息科学方法等技术手段对国家
或区域的地面表层及其上下一定范围内地理现象的
现状和动态变化情况进行描述、分析、评价、预测和
控制的过程,从而实现国家或区域范围内,自然地
理、经济地理和人文地理要素在空间和时间上的完
整、连续的数字化和可视化表达,主要包括以下几个
方面的特征。
(1)系统性。地理国情监测是一项系统工程,其
监测对象是一系列要素的有机组合。将采集到的各
类要素信息作为系统输入内容,通过一系列统计分
析和处理,最后形成各种成果输出,为社会各阶层提
供决策基础。
(2)过程性。地理国情监测是对要素信息的采
集、描述、分析、评价、预测和控制的过程。地理国情
监测的过程性不但表现在其具有一个完整的工作流
程,而且它还是一个持续的、长效的监测过程。
(3)综合性。地理国情监测是信息的“信息输
入—信息处理—信息输出”的过程,每个监测环节都
有不同的信息处理方法。同时,地理国情信息覆盖
面广、涵盖要素多,涉及到许多不同专业和部门。因
此,只有针对不同的应用需要,将各种专业方法进行
相互结合、综合运用,才能实现高效率、高精度监测。
2.2 地理国情监测的对象
地理国情监测的对象可归纳为自然环境要素、
产业经济要素、社会人文要素三大类(图2)。
(1)自然环境要素。指地表及其上下一定空间
范围内的自然资源和生态环境及其特征[8],是地理
国情监测中的基础内容,主要包括:土地要素的面
积、位置、形状、地形地貌、土壤、土地覆盖、建筑物及
构筑物、水系、植被、矿产、生态环境等等
。图2 地理国情监测对象
(2)社会人文要素。主要指一定范围内的社会
构成和人文要素,主要包括城市化进程、人口空间分
布、人文景观空间分布和民族关系等等[14,16]。地理
国情监测除了要获取地理自然要素信息之外,还必
须掌握社会人文的相关信息,抓住社会发展和人类
活动的规律,从而实现对一定范围内地理现象的现
状和时空演变过程进行准确的表达和预测分析。
(3)产业经济要素。是自然要素和社会人文要
素相联系的媒介,同时也是两者结合的具体产物。
产业经济要素包括产业结构、生产力布局、产业发展
状态和特色产业等等[13,15]。
按照产业经济要素与自然要素和社会人文要素
之间的关系,可以进一步将产业经济要素划分为两个
方面,即产业经济结构和产业基础结构。其中产业经
济结构是产业经济要素与社会人文要素的耦合体,产
业基础结构是产业经济要素与自然要素的耦合体。
2.3 地理国情监测的方法
根据工作流程可将地理国情监测归纳为4种方
法,即测绘方法、统计分析方法、评价和预测方法及
信息科学方法(图3)。·601·国土资源科技管理 第28卷
图3 地理国情监测体系框架
(1)测绘方法。主要用于获取地理国情监测的
基础数据,通过遥感影像、激光雷达、物联网技术与
实地抽样调查相结合的方式,发挥各自优势,求得总
体功能上满足各项需要[8,9]。在此过程中,应强调
数据的获取必须客观、精确、高效;同时要建立长效
机制,对地理数据的动态变化进行实时监控。由于
地理国情监测数据不仅包括了对地理自然要素的测
绘,同时也包括对社会人文要素和产业经济要素的
测定,各个部门都有自己数据测算标准,因此制定一
个统一的测绘标准,将是地理国情数据整合过程中
的关键。
(2)统计分析方法。从数据的空间和时间关系
出发,对测绘得到的基础数据进行数理统计和分析。
由于各项数据具有不同的属性且考虑到在数据获取
过程中可能产生的误差,因此在进行统计分析之
前要对数据进行预处理,排除因测量误差或其它
原因产生的统计无效数据。在此之后,可以采用
适宜的数学方法对数据进行统计分析,在处理空
间数据和时间序列数据时,应充分考虑到它们的时空特性。
(3)评价预测方法。在已有的统计数据的基础
上,构建科学的评价指标体系,应用合理的评价方
法,对各种专业地理要素进行预测,并建立相关的预
警机制。应用统计分析方法可以对地理要素的现状
进行整体描述,在此之后应采用各种评价分析方法
从空间和时间的角度,对监测数据进行专业评价与
预测,掌握自然要素、社会人文要素和产业经济要素
的发展规律,并建立起对可能出现的各种问题的预
警机制,控制消极因素的影响。
(4)信息科学方法。地理信息科学为地理国情
监测提供了技术支持,它不但提高了整个工作过程
的效率,也提高了成果的精度水平。应用空间数据
库技术,对海量的基础数据和成果数据进行存储,保
证数据在空间和时间上的有效性;应用网格GIS技
术,实现地理国情监测数据的统一管理;应用动态更
新技术,对地理国情进行实时监测及动态更新;应用
可视化技术,对概念化的数据进行直观的表达;应用
数据共享技术,为政府、企业和社会各方面提供真实·701·第6期 马万钟,等:地理国情监测的体系框架研究