《武汉市地理信息蓝皮书》在地理市情监测工作中的实践与思考

刘昊，刘莹

(武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022)

1 引言

2010年12月，国务院副总理李克强作出了要求国家测绘局和全国测绘工作者加强地理国情监测工作的重要指示。地理国情是重要的基本国情，是国土疆域面积、地理区域划分、地形特征、道路交通网络、江河湖海分布、土地利用与土地覆盖、城市布局和城镇化扩张、生产力空间布局等自然和人文地理要素的宏观性、整体性、综合性体现。监测地理国情就是要对地理方面的国情进行动态地测绘、统计和分析研究，并及时发布地理国情监测报告［1］。

国际上已有很多国家开展了地理环境动态监测的统计分析工作。其中，较为著名的有美国地质测量局(USGS)于2002年启动的地理信息分析和动态监测计划(Geographic Analysis and Monitoring Program，GAM)，目标是用量化方法描述美国和全球地表变化状态和趋势;分析过去、现在和将来对环境影响较大的地表变化情况，对地表动态变化开展危险性和脆弱性评估;开发可靠实用的地理空间公交与方法支持科学决策。现在USGS已成为美国乃至世界地理监测分析和信息发布的权威机构。

2 开展武汉市地理市情监测工作的意义

地理市情是市域面积、地形、道路交通、土地利用、城市布局与发展等自然和人文地理的宏观性、整体性、综合性的体现。地理市情监测的内容非常丰富，包括重要地理信息和自然人文地理演化信息等。重要地理信息是指直观地反映在地图、遥感影像等载体上的地理要素分布信息，包括地形、道路交通、土地利用等;地理演化信息是在动态测绘基础上，获取一定时间序列的地理信息，通过统计和对比分析揭示监测对象的变化演进规律，并对未来发展演化方向进行分析预测［2］。

武汉目前正处于建设国家中心城市的关键时期，经济社会发展迅速，城市变化日新月异。充分利用测绘先进技术、数据资源和人才优势，积极开展地理市情监测，对重要地理信息进行常态化监测、统计、分析，甚至发展预测，为政府、企业和社会各方面提供真实可靠和准确权威的地理市情专题信息，对武汉建设国家中心城市、优化城市规划建设非常必要。

3 地理信息蓝皮书在地理市情监测工作中的实践

3.1 《武汉市地理信息蓝皮书》基本情况

《武汉市地理信息蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》)是武汉市乃至全国的首部城市地理信息蓝皮书。该《蓝皮书》以“从地理信息的视角来反映武汉城市现状及其变迁”为宗旨，充分利用武汉市基础地理信息数据、市政基础设施数据和航空影像数据，运用现代GIS技术，从城市建设区、房屋建筑、综合交通、自然资源环境等多个方面，将过去散布在各类地图图件、存储在各个数据库里的信息加以挖掘、提炼、统计分析，客观地反映武汉城市建设与发展的变化，为政府决策、城市管理和社会各界提供信息参考和决策支持［3］。

《蓝皮书》于2007年首次发布，至今已连续6年编研发布。书中的地理信息数据以武汉市基础测绘工作为依托，涵盖了系列比例尺地形图数据库、全市域航空摄影影像、数字正射影像、数字高程模型、武汉市基础地理信息数据库、市政基础设施数据库等等。通过连续几年的《蓝皮书》编研工作，获取了以年度为单位时间序列的城市地理信息，并通过统计和对比分析揭示监测对象的变化演进规律，形成了统计报告(即《蓝皮书》)。可以说，《蓝皮书》是从2007年到今，武汉市地理市情监测工作的雏形，是地理市情监测的前期试验性工作，并为之积累了较为成熟的基础性数据资料。

3.2 《蓝皮书》数据资源

目前为止，《蓝皮书》所采用的基础数据包括武汉市1986年～2011年多时相、多尺度航摄资料，系列比例尺数字基本图，基础设施数据库以及地名资料等等。数据格式包括 DWG、DGN、DLG、SHP、Excel、Word 等等。

其中，从2007年到目前的城区1∶2 000地形图、正射影像图数据、航摄影像数据、远城区1∶2 000航摄影像数据等基础资料每年更新1次;武汉市国民经济和社会发展统计公报、武汉市环境状况公报及各市政委、办、局专业统计资料等每年收集，其中相关的地理信息数据整理入库，每年更新1次。

数据一览表 表1

3.3 监测、统计数据类别

形成的《蓝皮书》监测、统计数据分自然地理要素和人文地理要素两大类。自然地理要素包括市域境界、水系、山体、地理极值等;人文地理要素包括建设区、建筑物、道路交通、桥涵、公园绿地、地下管线等。

图1 《蓝皮书》监测、统计地理要素类别

3.4 《蓝皮书》监测、统计采用的主要方法

(1)利用武汉市基础测绘数据成果进行挖掘

武汉市基础地理数据库包括基础地理数据集、影像数据集、框架数据集、专题数据集、社会经济数据集以及元数据库几部分。其中，基础地理数据集由系列比例尺数据库组成，包括数字线划图(DLG)数据、数字正射影像图(DOM)数据、数字高程模型(DEM)数据、数字栅格地图(DRG)数据、数字表面模型(DSM)数据。数据组成图如图2所示。

通过多年的建设和积累，武汉市基础地理数据库已覆盖到全市域范围，其中中心城区各项基础地理信息数据基本实现年度全面更新;数据内容，从地上拓展到地下、从二维空间发展到三维空间、从地形图扩展到航空影像、从历史数据延续到现状数据，记录了近十年武汉的发展演变历程。

具有连续性强、翔实准确等特点的基础地理数据库是开展《蓝皮书》统计分析工作的重要信息来源，而基础地理数据库中对空间位置、属性信息的高精度、高要求也是对《蓝皮书》成果的准确性和权威性的重要支撑。以基础地理数据库中已有的信息资源为基础，可以直接进行一些重要地理信息的挖掘、集成融合和统计分析工作，比如城区高层建筑数量和分布密度、高架/立交/市政道路/高速公路的数量和长度、水域/山体总数量和面积以及江河流径等。同时，数据库中长期积累的地理信息历史数据，也是《蓝皮书》监测和分析城市地理演变的数据基础。

图2 武汉市基础地理数据库内容

(2)根据需求增加基础数据采集、建库标准

自“十一五”以来，武汉市基础测绘已形成了定期航空摄影、快速信息采集、常规测绘资料整合等多种途径的综合性更新方法，对重大工程项目、市政建设项目主动跟踪，保持对自然地貌变化的长期关注(如河塘湖泊等的形态变化、山体资源保护、用地性质转变、地质沉降等短时间内不显著的变化)，与城市规划、建设、管理等相关部门之间建立了有效的信息交流渠道，实现基础测绘成果“市域范围周期更新、热点区域动态更新、重大工程实时更新”，确保了各种比例尺数字地形图的现势性。

地理信息蓝皮书的编研目标，是形成一本对整个武汉市城市地理信息和资源进行挖掘、融合、统计、分析的工具书，传统的测绘勘察内容不能完全满足蓝皮书的数据需要。因此，在新的应用需求下，必然要根据实际情况及时的对基础测绘常规数据采集内容、建库标准进行调整，增加基础信息采集内容、制定相应建库标准，充分体现蓝皮书数据在获取和服务上的专业化优势。

(3)充分利用GIS技术和统计信息空间可视化技术

GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。它处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题［4，5］。

统计信息空间可视化技术，指将传统的统计信息基于地图图形表达，表现出不同时空状况下对象的数量特征、变化规律等，并通过对对象的分布状况分析，为图形思考、数据挖掘、规律发现等提供便利。统计信息空间可视化，既是一种统计信息的空间表达方式，又是一种空间分析的方法。

《蓝皮书》的空间统计分析正是应用了地理信息特有的信息集成、空间分析处理能力，把地理信息技术与地理信息进行了集成，充分利用各种现代GIS技术和统计数据空间可视化技术，综合各时期已有测绘成果档案，对各类监测要素进行动态和定量化、空间化的监测，并统计分析其变化量、变化频率、分布特征等，得到反映各类监测要素的空间分布及其发展变化规律的统计数据和统计图形。

4 关于《蓝皮书》和地理市情监测工作进一步结合的思考

4.1 不同标准导致的监测数据不一致

《蓝皮书》采用的地理实体描述和量测大多采用GIS测绘规范中的现有设定，往往同有关专业部门对相关地理实体的描述和量测方法不一致，导致监测统计结果的差异。比如水域面积，《蓝皮书》计算水域面积依靠的是从每年航空摄影数据中获取的水域水涯线，而水涯线与航空摄影当时的季节有很大关系，而水利部门则是以常水位或是最高水位来表示水涯线。如此一来，两个口径统计结构难免存在差异。

下一步《蓝皮书》工作向地理市情监测工作转化，必须解决不同标准导致的监测统计结果不一致的问题。这需要会商相关行业、部门，确定出一套完整的、统一的地理实体描述和监测标准，从而得到公众认可、接受、唯一的监测成果。

4.2 不断完善基础数据采集标准和内容

空间定位准确、内容丰富、现势性强的基础地理信息数据是地理市情监测工作的基础，地理市情工作的开展对基础地理信息数据的获取和更新提出了更高要求，因此必须进一步加强基础地理信息的获取、更新和内容完善工作。

今后《蓝皮书》编研工作要以地理市情监测的需求为向导，进一步拓展基础数据的采集要素类型，丰富信息内容，规范采集标准，加强更新力度和频率，以满足地理市情监测工作的需求。

4.3 深化分析，开展趋势预测模型研究

地理市情监测除了监测历史和现状地理市情的发展、演变工作外，还有分析、预测的内容。即根据不同的需要，以统计数据为基础，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。分析信息是地理市情与地理信息区别的主要因素［6］。

在过去几年的《蓝皮书》工作中，我们着重的是过去什么样、现在什么样，反映的是发展和演变的过程。下一步，我们需要加强分析研究，开展演变趋势模型分析，按照当前的发展演变模式来预测未来将是什么样。

5 结语

多年以来，《蓝皮书》提供的多项城市地理信息监测、统计成果和专题信息已为武汉市、区各级政府及相关部门所使用，成为日常工作的工具书。通过《蓝皮书》监测数据和统计成果的支持，政府部门解决了一些长期以来存在争议、悬而未决的重要地理要素划分和地理市情信息，比如武汉市地理四至数据、江南三区插花地调整等，提高了规划决策的科学性，节省了工作时间，在政府部门中和社会上引起了较好的反响。

但是不可否认的是《武汉市地理信息蓝皮书》距离《武汉市地理市情监测统计报告》还有段距离，地理要素统计体系和统计方法还有待继续研究和完善，对于地理市情的预测分析还未进行深化研究。这些都需要我们在未来的工作中不断创新、大胆探索、小心实践，也需要相关领导部门的大力支持，为地理市情监测系统的建立提供重要的技术、经济、政策支撑。

［1］周德军，徐磊.关于地理国情监测的基本思考［EB/OL］.

［2］赵峰.上海开展地理市情监测工作的思考［J］.上海国土资源，2011，32(3):74 ～76.

［3］刘莹，王祥，李琼.基础地理信息数据与GIS在《武汉市地理信息蓝皮书》中的应用［J］.城市勘测，2011(1):25～28.

［4］李梅，林富明.黑龙江省自然地理综合资源统计分析系统的应用研究［J］.测绘与空间地理信息，2010，33(2):96～98.

［5］马万钟，杜清运.地理国情监测的体系框架研究［J］.国土资源科技管理，2011，28(6):104 ～111.