地理国情监测在城市发展变化中的应用研究

高时雨

（广东省国土资源测绘院，广东 广州 510500）

地理国情监测是从空间的角度对地理信息进行采集、存储、分析、理解及应用的综合性地理信息技术。应用该系统可以获取最为基础的地表要素相关数据，然后结合区域的相关地理专题测绘数据进行对比和分析，从地理的角度对城市的发展变化情况进行综合性的研究，从而了解和掌握城市的地理空间发展变化规律。地理国情监测能够从城市土地属性和空间利用的角度出发，对城市的规划建设进程进行动态化监测与分析，通过必要的测绘图形和统计数据能够对城市的发展情况进行综合研判，了解城市边界的扩张情况以及城市功能区的规模，同时还能够更为详尽细致地了解功能区内部结构的紧凑程度，这对于判断城市可持续发展趋势、城市土地资源利用率和城市土地利用结构提供了必要的手段[1]。当前，伴随着信息技术的不断发展，逐步建立了相应的地理国情监测平台，在这个平台上可以直接实现影像分析和模型制作，进一步拓展了地理国情监测的应用范围和领域[2]。

1 地理国情监测系统应用概述

1.1 地理国情监测系统的组成

地理国情监测系统通过利用全球导航卫星定位系统GNSS、航空航天遥感系统RS、地理信息系统GIS以及现代测绘技术等综合平台来实现对区域内地形地貌、水文水系、交通状况和地表覆盖情况等方面进行动态化的监测。全球导航卫星定位系统GNSS利用卫星形成的组网对地球表面或者是近地空间的任何地点进行观测，同时为用户提供全天候的三维坐标以及速度、时间等信息。航空航天遥感系统RS在高分辨率卫星遥感影像资料采集方面发挥了巨大的作用，能更为精准地确定主要监测区域和监测要素，通过不同时期的遥感影像进行对比，提取变化信息，进而分析变化趋势。地理信息系统GIS主要是由计算机硬件、GIS软件、输出与存储设备、应用分析程序等部分组成，可以对相关地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述。通过GNSS、RS、GIS三者相结合，能够在实现对某个地理坐标精准定位的基础上，生成并分析环境信息。目前，现代测绘技术已逐步实现信息化、科学化和标准化，同时先进测绘仪器的出现，如无人机、三维激光扫描仪等，能够进一步提升测绘工作的便利性和精准性，提高了地理国情监测水平。

综上，地理国情监测系统通过空间分析和量化分析，能够对一段时期内相关地表资源以及地表覆盖情况的变化趋势、变化频率、分布特征等进行数据差异化统计，根据统计的结果进一步分析各类资源要素、环境要素以及经济要素的发展变化规律，从而生成相应的测绘图形和研究报告[3]。

1.2 地理国情监测系统的应用前景

利用地理国情监测系统能够综合反映一个地区的地理资源概况、城市规划布局状况、环境与灾害分布情况等。除了在城市规划建设方面，地理国情监测在国土疆域面积测量、地理区域划分、地理国情信息完善等方面都发挥着非常重要的作用。随着大数据技术与地理国情监测系统的融合发展，我国也在逐步建立地理国情监测数据云平台，通过第一时间掌握和获取时空数据，并进行相应的数值模拟，可以更为精准地提取相关信息，并且制定更为科学和可靠的系统解决方案。地理国情监测云平台的应用，还可以在应对生态环境变化和气象灾害等方面发挥重要作用，同时由于云平台数据覆盖的全面性，许多的功能还有待完善，包括跨领域数据检索与共享功能、宣传教育功能、科研功能等。

2 地理国情监测在城市发展变化中的具体应用

2.1 区域地表覆盖数据收集

地理国情监测可以用于对城市地表覆盖数据的收集。随着当前城市建设规模的扩大和人口密度的增加，城市地表要素也在发生实时的更新与变化。借助于地理国情监测系统，利用高分辨率的遥感卫星影像对城市地表覆盖进行处理和分析，获取相关的基础地理信息数据，更方便开展城市土地变更调查。通过这种影像获取和数据采集相结合的方法，能获取更为全面和准确的城市地表信息资料，如图1所示。图1对某区域的工程地质、灾害地质、海洋地质以及地下的矿产地质进行了清晰的罗列，能更为明了地掌握该区域地表覆盖情况及变化规律。

2.2 城市建设边界演变分析

地理国情监测还可用于对城市建设边界的演变分析[4]。当前，城市在发展建设的过程中都会设定行政界线，不同的建成区域有着相应的边界，要想了解城市发展变化的过程中边界的扩张或收缩情况，需要借助地理国情监测系统中的遥感技术，采取先宏观后微观的方法，将现有的建成区边界同之前的边界进行空间分析，并叠加影像资料，判断初始边界和现有边界的差异情况，这样就能够利用影像的光谱特征和纹理特征来提取当前城市建成区边界的精细资料，并且完成对相关数据的修正，建立更为精准和完善的城市地理信息数据档案。

图1 区域地表数据类型

2.3 城市建设用地类型分析

地理国情监测在城市发展变化的过程中，被广泛应用于城市建设用地类型的分析中。当前，城市的各功能正在不断完善，不同功能区的土地利用率和利用属性是不相同的，为了对城市的建设用地类别进行精准的普查和分析，同样需要利用到地理国情监测系统中的遥感技术与地理信息技术来完成对城市内部用地结构的精准提取，如图2所示[5]。图2中，借助三维模型分析和判断当前城市内部居住用地、公共管理用地、商业用地、道路交通等公共基础设施用地以及工业用地的覆盖和占比情况，通过对城市内部用地结构的调查，能够更好地做出功能区的调整。

图2 城市建设用地三维成像

2.4 城市用地规模及空间格局分析

地理国情监测还被应用于城市用地规模以及城市空间格局的分析。同上述应用不同的是，城市用地规模和空间格局更多的是偏向规律和趋势的分析，通过对城市建成区扩张面积变化、扩张强度变化、扩张速度变化以及紧凑度变化的具体数值分析，判断当前城市是处于迅速扩张阶段还是处于内部填充阶段。如果城市空间处于扩张阶段，土地可开发利用程度较大，可以提升城市基础设施用地、居住用地、道路交通用地的占比，同时提高绿化用地占比，促进城市发展。

3 结束语

要想提高地理国情监测在城市发展变化中的应用水平，就要根据地理国情监测报告的分析结果来对城市的发展规划提出相应的建议。比如，在资源环境承载力方面，通过地理国情监测可以对城市的地表覆盖结构以及当前的资源环境分布状况有明确的了解，从而划定生态保护红线，尽可能地抑制不合理的扩张，有效缓解人地矛盾，从而有助于城市的健康和可持续发展。再比如，根据地理国情监测的结果，可以结合当前城市土地资源利用情况来提出节约化的用地策略，尽可能地提高内部结构紧凑程度，更加重视内部填充，合理开发城市周边土地，实现城市的健康和可持续发展。

综上，地理国情监测对城市发展有着重要作用，为进一步提升城市规划建设与管理水平，就要实现地理国情监测技术的推广与应用。