地理国情监测技术体系建设和应用探索

2017-08-23 09:22:27    来源:测绘地理信息蓝皮书2016

摘要:本文简要介绍了地理国情监测的国内外发展现状,分析指出了地理国情监测所面临的问题和对策。

  三 、基础地理国情监测实例分析

  通过以2002期、2008期、2012期1:25万基础地理信息数据为基础,以流域为统计单元,经数据提取、统计计算与分析、专题图制作等,对全国尺度的水体信息进行了监测和分析,并得出以下结论。

  从水系在各流域区划上的空间分格局来看,西北诸河区水体面积最大,为83481.16平方千米,占水体总面积比重34.94%,松花江区次之面积为45368.45平方千米,占水体总面积比重18.99%。其他流域分区面积从大到小依次为长江区、黄河区、淮河区、珠江区、西南诸河区、东南诸河区、海河区、辽河区。

  如表1所示,流域中水体2002年至2012年间河流面积呈减少的趋势,湖泊面积在增加,水库面积主要是增加,湿地面积大部分是在减少。2002年湿地共转移为2012年耕地2.8万平方千米,转移园地17.24平方千米,转移林地2.5万平方千米,转移草地3.9万平方千米。其中内蒙古和黑龙江湿地转移变化较大,内蒙古转植被2.2万平方千米,占23.42%,黑龙江转移3.9万平方千米,占42.88%。

  表1 2002-2012年间十大流域水系分布变化量

  2002-2012年间十大流域水系分布变化量

  从2002-2012年间水系要素的监测分析的主要变化可以发现,十年来随着经济社会发展速度的增加,用水量的急剧增加导致了河流面积的减少,但同时国家积极推行的退田还湖和湿地保护政策也取得了显著的成绩,湖泊面积都有了显著增长,但由土地开发利用需求的不断激增,造成湿地转移变化急剧增加,湿地面积大幅减少,将会极大地影响生态文明建设的进程。

  总体上来说,2012年水系总面积相比2002年减少了39524.16平方公里,保护水资源的形势越来越严峻,需要国家通过对产业的结构性调整,合理规划水资源利用,进一步加大对水资源的保护力度,避免水资源不断减少的情况进一步加剧。

  四 、抚顺矿山环境地理国情监测示范

  抚顺是一个因矿而兴的城市,百余年的矿山开采,在为国家创造巨大财富的同时,也带来了严重的矿山环境问题,为配合市政府的矿山地质灾害综合治理工作,选择矿山环境监测作为内容,以为政府决策提供地理市情数据支持。试点以抚顺矿区为对象,开展 2003、2007、2010、2013年4期矿山环境监测,提供包括地表覆盖、采煤沉陷区地表形变、地质灾害、矿山废弃地等矿区环境信息服务,全面、准确的监测分析矿区现状、动态变化和发展趋势(图2)。

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  抚顺煤田采煤沉陷区,位于市区的中东部,横跨新抚、东洲两个行政区,面积约18平方千米。是由抚顺煤田龙凤矿、老虎台矿两个井工开采矿山地下采煤所致,沉陷造成地表建筑物破坏、农田废弃,是抚顺煤田最严重的矿山地质灾害类型之一。试点工作首先以2010年和2013年获取的DOM为数据源,通过室内解译和外业调查,对采煤沉陷区地表状况变化进行了定量分析,调查和分析的内容包括11类:居民地、耕地、有林地、自然水面、道路、裸地、沉积水面、堆积矿渣、选矿场、临时用地、矿坑。

  西露天矿位于抚顺煤田西部(图3),主矿种为煤炭和油母页岩,体积15.49亿立方米,为亚洲第一大露天采矿。伴随着西露天矿开采的由盛及衰,一系列的矿山地质灾害相继发生,给露天矿以及周边安全带来一系列重大问题。试点根据监测和分析结果,对北帮地质灾害进行了分区:(1)破坏变形区,面积1.85平方千米;(2)危险变形区,面积1.24平方千米;(3)潜在变形区,面积0.90平方千米。

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  通过对露天矿坑进行外业调查和监测分析发现,在西露天矿南部千台山南坡发生了地裂缝灾害,并已造成地表建筑物破坏;地裂缝西起西露天矿坑口炼油厂,东至抚顺同益机械厂,长约3100米,断陷带最大宽度13米,最大落差1.7米;东立社区锅炉房围墙、佳化化工厂厂房遭地裂缝破坏严重。抚顺西露天矿南部滑坡灾害,已经引起国土资源部、辽宁省人民政府的高度重视,已经采取了相应的灾害监测手段和防灾减灾措施。

  五、问题与对策

  第一次全国地理信息普查已经全面收官,取得了丰硕的成果,地理国情监测科技支撑项目在技术体系和指标体系等方面取得了突破性进展,试点工作也在多个省市开展,为各级政府在制定政策方面提供了相应的支持。但是,目前地理国情监测在体制机制、关键技术等方面仍然存在一些问题,需要逐步加以解决。

  (一)地理国情监测成果共享体制机制需要完善

  地理国情监测成果是进行各地区、行业数据统计分析的基础,应该进行共享,同样,各级政府、各部门的相关统计数据也应与测绘地理信息部门之间进行共享,丰富并检核地理国情监测数据,提升权威性,更好地提供决策支持。所以,当前应就各级政府、各部门的监测和统计数据共享政策进行相应研究,妥善处理好保密与应用之间的关系,并加强与各政府、各部门之间的协调,形成完善的共享机制。

  (二)各行业对基础数据的分类等需要取得共识

  地理国情监测的基础是多源、多时相、多类型的国情数据,由于各行业之间对同种数据的分类、指标等各有不同,造成了地理国情监测中无法很好的融合各部门的已有监测成果和统计数据。解决这一问题需要针对行业间具有共享价值的数据分类体系等进行研究,取得共识,形成标准,提升数据的共享使用效率,增强地理国情监测成果的普适性。

  (三)国内地球观测数据需要进一步统筹

  资源三号卫星和“高分”专项等的实施,使得国产卫星遥感数据资源越来越丰富,但也带来了统一处理、检校等方面的技术难题,影像数据的使用和融合。需要在此方面开展攻关,解决多源遥感影像的统一处理和不同卫星的统一检校问题。

  (四)地理国情大数据方面的研究有待加强

  大数据为我们带来了极其丰富的信息和资源,以及解决问题的全新方法,如何充分利用各类大数据来支持地理国情监测动态更新、挖掘及分析等,关系到地理国情监测成果的全面性、权威性和可靠性,尤其对于统计分析方面来说更是至关重要。要加强数据科学的研究投入,围绕大数据挖掘与分析开展一系列研究,建设大数据领域的国家实验室。加强我国地球观测数据的统筹监管和开发利用,加快包括海洋在内的全球地理信息资源建设,积极构建地理国情大数据时空云平台,支持各领域的精准决策和国家治理。

  (五)变化信息的自动监测和提取仍有不足

  当前数据获取方面已初步形成了陆海天空地一体化的观测技术手段,产生了大量地理信息数据,如何对其进行高效处理,快速从海量数据中提取出有效的变化信息,实现监测的自动化将是提升地理国情监测效率和质量的关键。


        来源:《测绘地理信息蓝皮书2016》

  作者:李朋德,雷 兵, 高小明,杨 铮

  作者简介

  李朋德,博士,高级工程师,十五届中国农工民主党中央常委,十二届全国政协常委,联合国全球地理信息管理亚太区委员会主席,国家测绘地理信息局副局长;

  雷兵,国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心,研究员;

  高小明,国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心,副研究员;

  杨铮,国家测绘地理信息局科技与国际合作司。


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