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基于GIS和地统计学的地理国情监测成果制图应用研究

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：田秦娜

[导读] 摘要：现如今，我国社会经济迅猛发展，地理国情监测工作也受到了广泛的重视，相关部门要想提高地理国情监测工作的效率，就一定要对地理国情进行深入了解。地理国情具体指的是对某个国家地理情况进行概括，并从各个方面搜集信息，并针对这些信息进行归纳和整理。

        青海省自然资源综合调查监测院青海西宁 810000
        摘要：现如今，我国社会经济迅猛发展，地理国情监测工作也受到了广泛的重视，相关部门要想提高地理国情监测工作的效率，就一定要对地理国情进行深入了解。地理国情具体指的是对某个国家地理情况进行概括，并从各个方面搜集信息，并针对这些信息进行归纳和整理。地理国情监测工作能够为社会经济发展建设提供帮助。此外，我国新时代发展飞速，人们对地理国情的测绘工作也提出了更高的要求，因此，地理国情测绘工作人员必须要不断提高自身工作能力，并提高自己的科技水平，将一些创新型的科学技术引入到测绘工作中，这样才能够使地理国情监测工作发挥出最大的作用，促进国家经济建设的发展。
        关键词：GIS和地统计学；地理国情监测；成果制图
        引言
        在测绘生产中，小比例尺地形图调绘、地理国情监测等项目需要作业员进行外业巡查，即利用外业工作底图实地进行核对、检查；相片控制测量、放线测量等项目则需要作业员在尽可能短的时间内完成所有点状要素的测绘工作。近年来，测绘工作参与到越来越多的自然资源调查中，以第三次全国国土调查为例，作业员需要以实地现状认定地类的原则，对作业底图中的图斑实地核实确认图斑地类，并标注信息，调绘图斑边界。
        1地理国情监测概述
        地理国情监测的概念比较复杂，一般从广义上来讲主要是指对于所有的地理国情信息进行监测和分析的工作，而从狭义上面则是指监测当中与经济发展中有密切联系的地面信息以及人文信息，通常会全面地利用现代化的测绘技术，将地球上的地表形态，冰川、土系、水系、城镇建设、沙漠等地形的各种基本情况进行详细的记录，并且根据这些监控的情况，制定成地理国情的档案，从这些档案中能够对于地理国情情况的变化进行具体的分析。
        2变化监测图制作方案
        2.1主要技术指标
        1）数学基础。坐标系统采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）；高程系统使用1985国家高程基准。
        2）地图投影。采用双标准纬线正轴等积圆锥投影。省域图标准纬线为北纬42°和北纬45°，中央经线为东经126°；各市（州）域图的两条标准纬线和中央经线根据各自范围所跨区域确定；各县（市、区）域图采用的标准纬线和中央经线与其所属的市（州）保持一致。
        3）比例尺。根据版心大小及比例尺分级差确定，比例尺大于1∶100000的区域，比例尺分级差为0.5万；比例尺在1∶100000到1∶500000之间的区域，比例尺分级差为1万；比例尺小于1∶500000的区域，比例尺分级差为5万。
        4）成图规格。大八开本《图集》的成品尺寸为284mm×420mm，展开页四开版版心尺寸为375mm×538mm。
        2.2基本制作原则
        既要使整体设计风格和图面效果尽量与普查成果图保持一致，又要让新加入的变化监测成果在专题要素设计、制图表达方式选取以及色系色调统一等方面，按照已有的技术规定综合考量，以成图效果实用、美观和专业为出发点，科学、准确地反映地理国情监测阶段性的变化情况。在对地理国情监测地表覆盖与重要地理国情要素的变化信息进行专题制图时，综合选用结构严谨、执行效率高的变量分析模型，借助地统计学中普遍适用的克里金插值，运用ArcGIS软件的地统计分析模块进行数据处理并制作专题附图。参数的选取和制定方面，在保证对应成图比例尺数据精度的前提下，优先使用易于变量分级和图面对比效果明显的参数，使变化监测分析既有可靠的科学依据，又便于变量专题要素的数据分析与制图表达。

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        2.3编制工艺流程
        在基础性地理国情监测统计报表中，地表覆盖分类统计占了较大篇幅，在反映区域发展和社会经济变化方面具有重要作用，并且矢量化的图斑在空间叠加分析方面具有先天优势，这也为进一步挖掘地理国情监测数据价值提供了重要接口。地表覆盖变化强度作为变化监测专题图的核心内容，与具有国家统一图式规定和内容安排的各类主图要素不同，其主要作用是反映地表实际地物类别的变化，因此，在制图过程中要着重体现变化量的整体分布情况，由于分配给附图的比例尺较大，因此不配置符号化的交通要素。为了使变化强度底图清晰易读，仅绘制高等级河流及其水系注记，保留重要的行政界线及地名注记。
        3空间插值与制图成果
        3.1地表覆盖变化量提取
        使用克里金法进行空间插值，前提条件是要对2015年和2017年两个时期的地表覆盖数据进行变量对比提取，具体方法是通过构建空间叠加分析模型，提取出地表覆盖中的纯变化图斑，只针对实际变化区域进行分析。由于地表覆盖数据在2016年经过了地理国情信息分类码（CC码）调整，因此，在进行空间叠加之前需对2015年地表覆盖数据进行编码修正，保证以CC码为对比标识的核心参数出自同一编码体系。随后在ArcGIS软件中利用模型构建器建立地表覆盖变化量提取模型，运用各种空间分析工具构建工作流，配置各步骤关键参数，对矢量变化数据进行流程化提取，以地级市为数据拼合及组织单元对两期地表覆盖数据进行批量处理。
        3.2克里金法栅格插值
        按照地理国情普查基本统计分析技术规定的要求，规则的地理网格单元分为10km×10km、1km×1km、100m×100m等3种，考虑到成图比例和图面负载度，本次数据分析过程中选择使用1km×1km的基础地理格网，并用其对离散分布的地表覆盖变量进行网格化分割，统计单位公里网格内地表覆盖变化的面积总和，将面积统计信息转点后用克里金法进行栅格插值，配置插值参数时选择普通克里金法，半方差变异模型选择球面函数，输出的栅格结果经过投影变换后最终形成变化强度专题图件。
        3.3变化监测制图成果
        将所需的水系、境界、地名定位点等数据从地理国情要素中提取出来，在专业制图软件Illustrator中经过制图综合及符号化处理后，形成基础地理底图。使用克里金插值得到的图形结果，需按照变化强度分级策略进行手动分类，将变化强度从低到高分为9级，用各级强度对应颜色的深浅来定义单位公里网格内变化面积数值的大小，从而反映不同区域地表覆盖变化的强弱程度。随后将同一比例尺下的基础地理底图与变化强度栅格底图整合在一起，得到可参与《图集》编排的最终制图成果，包括省、各市（州）及下辖各区县的地表覆盖变化强度图。
        结语
        总而言之，GIS和地统计学方法在测绘地理信息数据分析的研究中是必不可少的一种方法，运用该方法可以对生产中的数据进行统计分析，得到可靠的数据分析结论，同时，依靠原始数据建立的预测模型可以对未知情况进行预测，这对解决实际问题非常实用。
        参考文献
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