王曾珍，鄭新奇，鄭文華

(1．中國地質(zhì)大學(北京)信息工程學院，北京100083;2．山東科技大學測繪學院，山東 青島266590)

地理國情監(jiān)測是新時期測繪發(fā)展新方向。我國地理國情監(jiān)測工作起步較晚，目前主要的工作均以探索為主，還未形成較為完善的體系［1-2］。現(xiàn)有研究主要在宏觀上把握地理國情監(jiān)測與測繪的關(guān)系并提出指導思想［3-6］，對于細化的研究主要以基礎(chǔ)地理信息要素分類和地表覆蓋分類作為側(cè)重點［7-9］。目前將地理國情監(jiān)測與地形圖測繪結(jié)合并提出具體改進措施的相關(guān)研究較少。

目前我國的地理國情監(jiān)測工作主要存在著數(shù)據(jù)重復采集和監(jiān)測技術(shù)標準不統(tǒng)一這兩大主要問題［10］。鑒于地理國情監(jiān)測與地形圖測繪有許多共同點，深入思考地理國情監(jiān)測與地形圖測繪的關(guān)系，探討顧及地理國情監(jiān)測的地形圖測繪改進方法，不僅可以協(xié)調(diào)地理國情監(jiān)測與地形圖測繪的關(guān)系，而且有利于提高地理國情監(jiān)測效率［11］。

一、地理國情監(jiān)測與地形圖測繪的異同分析

1．基本要求異同分析

(1)數(shù)學基礎(chǔ)異同分析

地理國情監(jiān)測的坐標參照系:采用2000國家大地坐標系;采用地理坐標，經(jīng)緯度坐標值以“度”為單位。高程基準為1985國家高程基準。

地形圖測繪的坐標參照系:1987年后測制的地形圖使用1980西安國家坐標系的六度帶高斯平面直角坐標系。高程基準為1985國家高程基準。城市地形圖多使用城市獨立坐標系，工程建設(shè)用圖使用工礦企業(yè)獨立坐標系的較多，工程項目總平面圖則多采用施工坐標系。

因此，在使用各種地形圖時，一定要注意其坐標系統(tǒng)和高程基準，必要時需進行轉(zhuǎn)換。

(2)時間要求異同分析

地理國情對于植被類的監(jiān)測，宜收集利用4月至9月植物茂盛生長時的信息;對于水域類的監(jiān)測，宜收集利用豐水期的基本數(shù)據(jù)。而在地形圖測繪中以上兩個分類只需采集實時數(shù)據(jù)［13］。因此，如果外業(yè)測繪時，測量人員能在采集實時數(shù)據(jù)時收集植被茂盛生長時的信息和水系豐水期的基本數(shù)據(jù)。同時在內(nèi)業(yè)成圖時表達，這樣便可以避免重復測量，節(jié)省人力物力。

2．內(nèi)容與指標異同分析

2013年我國發(fā)布的《地理國情普查內(nèi)容與指標》(GDPJ 01—2013)系統(tǒng)而全面地規(guī)定了地理國情監(jiān)測的各項指標與要求，而《國家基本比例尺地圖圖式》是我國測制地形圖的重要技術(shù)標準之一。因此，根據(jù)目前地理國情對地形圖比例尺的監(jiān)測要求，本文將把《地理國情普查內(nèi)容與指標》(GDPJ 01—2013)與《國家基本比例尺地圖圖式 第2部分:1∶5000 1∶10 000地形圖圖式》(GB/T 20257．2—2006)［14］(簡稱圖示第2部分)進行對比，進而找出異同點。在圖示第2部分無法滿足地理國情監(jiān)測的某些要求時再對照《國家基本比例尺地圖圖式 第1部分:1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式》(GB/T 20257．1—2007)［15］(簡稱圖示第1部分)、《國家基本比例尺地圖圖式 第3部分:1∶25 000 1∶50 000 1∶100 000地形圖圖式》［16］(GB/T 20257．3—2006)(簡稱圖示第3部分)尋找解決辦法。

本文所述的地理要素均來自《地理國情普查內(nèi)容與指標》(GDPJ 01—2013)，地物要素均來自《國家基本比例尺地圖圖式第2部分:1∶5000 1∶10000地形圖圖式》(GB/T 20257．2—2006)。

下文以耕地為例，詳細分析地理國情監(jiān)測與地形圖測繪在內(nèi)容與指標上的異同。

(1)類型定義或說明的異同分析(以耕地為例)

地理國情普查將耕地分為水田和旱地兩種，而地形圖中卻對應(yīng)著稻田、旱地、菜地、水生作物、臺田條田5種。根據(jù)類型定義及說明，地形圖中的稻田、水生作物對應(yīng)著地理國情監(jiān)測中的水田，地形圖中的旱地、菜地、臺田條田對應(yīng)著地理國情監(jiān)測中的旱地［14］，其分類對照表見表1。

表1 耕地分類對照表

(2)地表覆蓋要求的異同分析(以耕地為例)

地理國情監(jiān)測要求:耕地最小圖斑對應(yīng)的地面實地面積為400 m2，在1∶5000地形圖中相當于16 mm2的圖斑，在1∶10 000地形圖中相當于4 mm2的圖斑［13］。

圖示第2部分中對以上地物(稻田、水生作物、旱地、菜地、臺田條田)的要求是:圖斑面積小于25 mm2的不予表示［14］。

上述以耕地分類為例，詳細分析了地理國情監(jiān)測與地形圖測繪在內(nèi)容與指標上的異同。用相同的思路和方法，對地理國情監(jiān)測中的其他8項分類(園地、林地、草地、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸地地表、水域)作詳細的對比分析，分析過程這里不再贅述。

二、探索有助于實現(xiàn)地理國情監(jiān)測常態(tài)化的地形圖外業(yè)測量建議

1．簡 述

根據(jù)前面的異同分析，本文提出了有助于實現(xiàn)地理國情監(jiān)測常態(tài)化的地形圖外業(yè)測量新建議。

本章將提出的建議分為6類，分別為:擴展時段信息、提高綜合取舍精度及表達的詳細程度、調(diào)查屬性信息、區(qū)別類別定義的差異、根據(jù)地理國情監(jiān)測指標補充地理要素、根據(jù)地理國情監(jiān)測指標補充測量標準。其中，對于調(diào)查屬性信息、根據(jù)地理國情監(jiān)測指標補充地理要素兩項建議，現(xiàn)有研究已根據(jù)《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》完成了部分總結(jié)［7］，而本文以圖示第2部分為側(cè)重點對其進行了總結(jié)完善，并根據(jù)地形圖外業(yè)測量的特點和實際工作的需要提出了另外4點建議。

2．地形圖外業(yè)測量新建議

(1)擴展時段信息

如第一章第1節(jié)所述，地理國情監(jiān)測與地形圖測繪對植被和水系的數(shù)據(jù)有不同的時間要求，因此建議在地形圖外業(yè)測量時拓展植被和水系的時段信息。

1)植被:在外業(yè)測量實時數(shù)據(jù)的同時收集植物茂盛生長時的信息(植物的地表覆蓋范圍)，并在內(nèi)業(yè)成圖時加以標注。

2)水系:在外業(yè)測量實時數(shù)據(jù)的同時收集豐水期的基本數(shù)據(jù)(豐水期水崖線)，并在內(nèi)業(yè)成圖時加以標注。

(2)提高綜合取舍精度及表達的詳細程度

地理國情監(jiān)測對于部分地物的綜合取舍精度要求及表達詳細程度要求比地形圖測繪的相關(guān)要求高，因此需要提高這些地物在地形圖測繪中的綜合取舍精度及表達詳細程度以滿足地理國情監(jiān)測的要求。

1)某些地物需要在1∶5000地形圖和1∶10 000地形圖測繪時提高綜合取舍精度及表達的詳細程度來滿足地理國情監(jiān)測的要求。這些地物包括:露天舞臺、觀禮臺、露天體育場、網(wǎng)球場、運動場、球場、停車場。

2)某些地物無法通過提高1∶10 000地形圖的綜合取舍精度及表達詳細程度來滿足地理國情監(jiān)測的要求，需要在1∶5000地形圖測繪時提高綜合取舍精度及表達的詳細程度來滿足地理國情監(jiān)測的要求。這些地物包括:稻田、水生作物、旱地、菜地、臺田條田、園地(經(jīng)濟林、經(jīng)濟作物地)、苗圃花圃、花壇、竹林、幼林、成林、灌木林。

3)某些地物無法通過提高1∶5000地形圖和1∶10 000地形圖的綜合取舍精度及表達詳細程度來滿足地理國情監(jiān)測的要求，因此需要利用1∶2000地形圖滿足地理國情監(jiān)測的需要。這些地物包括:零星樹木、行樹。

(3)調(diào)查屬性信息

部分地物在地理國情監(jiān)測中需要其屬性信息，但地形圖測繪對此沒做要求。本文以圖示第2部分為側(cè)重點總結(jié)了地形圖外業(yè)測量時需特別調(diào)查屬性信息的地物要素:

1)園地(經(jīng)濟林、經(jīng)濟作物地)、幼林。無論上述地物的圖斑是否大于圖示第2部分所規(guī)定的50 mm2，外業(yè)測量時一律調(diào)查其屬性信息(產(chǎn)品名稱，如“橡膠”、“蘋”、“桑”等)，并在內(nèi)業(yè)成圖時加以注記。

2)高草地。根據(jù)類型定義，地形圖圖示中的高草地與地理國情監(jiān)測中的天然草地相對應(yīng)，但是與地形圖測繪不同的是，地理國情監(jiān)測需要地物的覆蓋度信息(高覆蓋度、中覆蓋度、低覆蓋度)。因此在外業(yè)測量時要辨別高草地的覆蓋度。

3)房屋類。根據(jù)類型定義，圖示第2部分中的學校、醫(yī)院、體育館、科技館、博物館、展覽館、廁所、氣象臺(站)、水文站、水位站、流量站、驗潮站、地震臺、天文臺、環(huán)境監(jiān)測站、衛(wèi)星地面站、科學實驗站、變電站室等與地理國情監(jiān)測中的房屋建筑類對應(yīng)，但是地形圖測繪中需要房屋的功能屬性，而地理國情監(jiān)測需要房屋的層數(shù)、高度和分布密度屬性。因此在外業(yè)測量時，對于房屋類需要調(diào)查其層數(shù)、大約高度和分布密度的屬性信息。

(4)區(qū)別類別定義的差異

地理國情監(jiān)測與地形圖測繪對下列地物的定義存在差別，需在外業(yè)測量時特別區(qū)分:

1)疏林。根據(jù)類型定義，地理國情監(jiān)測對疏林的定義是樹木郁閉度在0．1～0．2的林地，而地形圖定義的郁閉度是0．1～0．3。因此建議統(tǒng)一標準，以0．1～0．2的樹木郁閉度作為判定疏林的指標。

2)土堆、石堆。根據(jù)類型定義，地理國情監(jiān)測中的土堆、石堆強調(diào)由人工堆積形成，而地形圖中的土堆、石堆可以由人工堆積形成，也可以是自然堆積形成。因此在外業(yè)測量時需要注意區(qū)分，并在內(nèi)業(yè)成圖時加以注記。

3)沙礫地、沙泥地。根據(jù)類型定義，地理國情監(jiān)測中的沙質(zhì)地表、礫石地表、泥土地表與圖示第2部分中的沙礫地和沙泥地對應(yīng)。因此在外業(yè)測量時，需要根據(jù)實際情況辨別地表主要覆蓋的是沙、礫還是泥，然后將其按沙質(zhì)地表、礫石地表、泥土地表分類并在內(nèi)業(yè)成圖時加以注記。

4)湖泊、池塘。圖示第2部分中湖泊與池塘的符號樣式相同，但在地理國情監(jiān)測中它們屬于不同類別，因此在外業(yè)測量時需要加以區(qū)分并在內(nèi)業(yè)成圖時注記。

(5)根據(jù)地理國情監(jiān)測指標補充地理要素

下列地理要素是地理國情監(jiān)測特有的，因此在地形圖外業(yè)測量時需要根據(jù)《地理國情普查內(nèi)容與指標》所給的定義進行辨別、測量，并在內(nèi)業(yè)成圖時使用新的符號樣式表示。這些地理要素包括:喬灌混合林、高覆蓋度草地、牧草地、綠化草地、固沙灌草、護坡灌草、其他人工草地、碾壓踩踏地表、硬化護坡、露天堆放場、其他硬化地表、沙障、其他構(gòu)筑物、冰川與常年積雪。

(6)根據(jù)地理國情監(jiān)測指標補充測量標準

下列地理要素在圖式第2部分中對地表覆蓋沒有給出明確要求，因此在外業(yè)測繪時，可按地理國情監(jiān)測的要求進行測繪。這些地理要素包括:綠化林地、高覆蓋度草地、中覆蓋度草地、低覆蓋度草地、固沙灌草、護坡灌草、其他人工草地、房屋建筑區(qū)、獨立房屋建筑、道路、飛機場。

三、探索有助于實現(xiàn)地理國情監(jiān)測常態(tài)化的地形圖內(nèi)業(yè)成圖方式

1．簡 述

根據(jù)第二章提出的地形圖外業(yè)測量新建議，本章將對地形圖內(nèi)業(yè)成圖方式進行配套的改進。根據(jù)第一章的異同分析，地形圖內(nèi)業(yè)成圖主要需要解決兩方面問題:一是在地理國情監(jiān)測中需要某些地理要素構(gòu)面，但地形圖測繪對此沒做要求，本文以圖示第2部分為側(cè)重點對需要構(gòu)面的地理要素進行了總結(jié);二是地理國情監(jiān)測與地形圖測繪對地物的分類要求存在差異，本文提出了一種通過一次成圖便使地物要素既滿足地形圖分層又滿足地理國情監(jiān)測分類的新思路。

2．內(nèi)業(yè)成圖方式改進

(1)地理要素構(gòu)面

根據(jù)地理國情監(jiān)測要求，地形圖中需要構(gòu)面的地物有:水閘、船閘、水運港客運站、碼頭、干船塢、停泊場(錨地)、礦渣堆、地面河流、地下河段出入口、消失河段、時令河、干河床(干涸河)、洪積扇、運河、溝渠、溝塹、坎兒井、地下渠道、暗渠、輸水渡槽、輸水隧道、倒虹吸、涵洞、干溝、湖泊、時令湖、干涸湖、水庫、池塘、冰川與永久積雪。

(2)“兩測一圖”思想

所謂的“兩測一圖”思想就是通過一次成圖滿足地理國情監(jiān)測和地形圖測繪的雙重需求，具體思路如下:

1)賦地理要素代碼。根據(jù)《地理國情普查內(nèi)容與指標》的規(guī)定，每個地理國情監(jiān)測的地理要素都有唯一對應(yīng)的代碼。如果在內(nèi)業(yè)成圖時就給地形圖地物賦予對應(yīng)的地理要素代碼，地形圖地物就具備了地理國情監(jiān)測與地形圖測繪需要的雙重屬性。具體操作可以在CASS7．0中通過“實體編碼”功能實現(xiàn)。

2)屬性切換。按地理國情監(jiān)測的分類賦予地形圖地物對應(yīng)的地理要素代碼后，就可以對代碼相同的地物進行整體操作。例如，在CASS7．0中，通過“編碼-圖層”工具就可以將代碼相同地物轉(zhuǎn)換到同一指定圖層，這樣就可以在地理國情監(jiān)測需要時對地形圖中的地物進行圖層轉(zhuǎn)換，使地形圖地物分類滿足地理國情監(jiān)測的要求。如此便實現(xiàn)了既滿足地形圖測繪分層又滿足地理國情監(jiān)測分類的一次成圖方法。

四、結(jié)束語

本文對地理國情監(jiān)測與地形圖測繪相關(guān)內(nèi)容指標進行了詳細對比分析，并在此基礎(chǔ)上提出了6項地形圖外業(yè)測量建議;在地形圖內(nèi)業(yè)成圖方面，提出了地理要素構(gòu)面和“兩測一圖”的改進。

本文還有一些問題尚未解決。首先，第三章第2節(jié)中“賦地理要素代碼”一項工作量較大，如果通過對CASS軟件的二次開發(fā)，直接在CASS的地物數(shù)據(jù)格式中加入“地理要素代碼”這一項內(nèi)容，那么在繪制地形圖時“地理要素代碼”就被自動賦到了地形圖的地物中。這樣，在內(nèi)業(yè)成圖時不僅可以簡化操作流程，而且能達到“兩測一圖”的目的;再者，地理國情監(jiān)測內(nèi)容分類中“地理單元”一項需要采集地理單元的邊界線構(gòu)面，并賦要素屬性值。它的采集要求比較煩瑣，目前難以在地形圖內(nèi)業(yè)成圖時完成;由于研究水平有限，今后可以嘗試繼續(xù)研究本文未解決的問題，使地形圖測繪更全面地為地理國情監(jiān)測服務(wù)。

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［14］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．國家基本比例尺地圖圖式 第1部分:1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖圖式:GB/T 20257．1—2007［S］．北京:中國標準出版社，2007．

［15］ 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會．國家基本比例尺地圖圖式 第3部分:1∶25 000 1∶50 000 1∶100 000地形圖圖式:GB/T 20257．3—2006［S］．北 京:中 國 標 準 出 版社，2007．