導語：統(tǒng)計遙感空間的框架研討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

人類活動是以地球空間為基礎(chǔ)，空間信息既是人類社會信息的重要組成部分，也是相關(guān)社會信息的重要載體。據(jù)分析統(tǒng)計，在全世界數(shù)據(jù)中，約有75%到80%的數(shù)據(jù)與地理參考特征有關(guān)[1]。因此，研究空間信息成為研究人類社會信息的重要方面，空間基礎(chǔ)框架也成為建設數(shù)字地球、數(shù)字城市以及數(shù)字行業(yè)的重要基礎(chǔ)[2-4]。空間基礎(chǔ)框架建設以先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)、“3S”技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為依托，建成多尺度、多類型、多分辨率的空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)建成專題的地理信息應用系統(tǒng)服務于國民經(jīng)濟和社會信息化的各行各業(yè)。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，政府決策部門、社會公眾等統(tǒng)計服務對象對統(tǒng)計數(shù)據(jù)真實、客觀性的要求越來越高，在更好地完成統(tǒng)計基本任務上，現(xiàn)有的統(tǒng)計方法體系受到越來越大的挑戰(zhàn)和壓力。因此，提高統(tǒng)計信譽，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，用先進技術(shù)改造傳統(tǒng)的統(tǒng)計方式以提高統(tǒng)計工作水平，實現(xiàn)國家統(tǒng)計手段的革命性發(fā)展，更好地支持宏觀決策與管理，為社會提供優(yōu)質(zhì)的空間統(tǒng)計信息服務，成為當前國家統(tǒng)計工作的新目標。以遙感、地理信息系統(tǒng)和導航定位為核心的“3S”空間信息技術(shù)，則是實現(xiàn)統(tǒng)計工作技術(shù)提升、理念革新的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一，也是實現(xiàn)常規(guī)目錄統(tǒng)計進入空間統(tǒng)計時代的重要保障。隨著以遙感為主的“3S”空間信息技術(shù)在統(tǒng)計業(yè)務中越來越廣泛的應用[5-7]，傳統(tǒng)的目錄統(tǒng)計將逐漸向以空間對象為基本統(tǒng)計單元的空間統(tǒng)計轉(zhuǎn)化。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架能夠為這一轉(zhuǎn)化提供必要的基礎(chǔ)支撐，統(tǒng)計業(yè)務部門在業(yè)務應用服務、空間信息管理和空間信息服務等方面對空間基礎(chǔ)框架建設提出了越來越迫切的需求。本文對統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架進行了初步的研究和應用。

2框架建設關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1目標與任務

統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架建設目標和任務是以滿足國家空間統(tǒng)計的重大需求為出發(fā)點，與國家統(tǒng)計部門廣泛開展合作，針對統(tǒng)計遙感業(yè)務對各類基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、統(tǒng)計業(yè)務專題數(shù)據(jù)、遙感影像底圖數(shù)據(jù)以及空間信息技術(shù)的需求，制定相應的政策法規(guī)和標準體系，充分運用遙感、地理信息系統(tǒng)、定位導航和計算機網(wǎng)絡等技術(shù)，建立多尺度、多分辨率、多種類的統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)體系；構(gòu)建統(tǒng)一的統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)信息公共服務平臺，實現(xiàn)空間統(tǒng)計信息數(shù)據(jù)的管理、維護、更新、共享、統(tǒng)計查詢、報表生成、數(shù)據(jù)表現(xiàn)與產(chǎn)品制圖等方面的功能；形成有效的空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)共享體系，為各級統(tǒng)計部門提供高質(zhì)量的基于空間位置的應用服務，為社會提供優(yōu)質(zhì)的空間統(tǒng)計信息服務；為實現(xiàn)國家統(tǒng)計手段的革命性發(fā)展，最終建立國家空間統(tǒng)計體系提供良好的基礎(chǔ)和支持。

2.2框架構(gòu)成

統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架是地理空間框架在統(tǒng)計業(yè)務領(lǐng)域中的應用，在設計和建設過程中參考了國家在地理空間框架建設方面的一系列政策法規(guī)與標準體系[8-10]。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的體系結(jié)構(gòu)（圖1）包括：數(shù)據(jù)體系、政策法規(guī)與標準體系、目錄與元數(shù)據(jù)體系、組織運行體系、公共服務體系。

圖1統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的體系結(jié)構(gòu)2.3數(shù)據(jù)體系空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的外延比較廣泛，需要確定一個有限的、與統(tǒng)計遙感業(yè)務需求密切相關(guān)的數(shù)據(jù)體系。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)的作用一方面是為統(tǒng)計業(yè)務提供基本的空間統(tǒng)計單元和空間基礎(chǔ)信息；另一方面是為統(tǒng)計人員增加各種與空間位置相關(guān)的專題統(tǒng)計信息提供空間定位基準與載體。作為一個實際應用、運行于統(tǒng)計遙感業(yè)務中的空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)庫，其數(shù)據(jù)分類體系不但要考慮空間數(shù)據(jù)的實體特征，還應考慮數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)生產(chǎn)與更新機制、數(shù)據(jù)使用者的需求等等?；谏鲜隹紤]，把統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)分成了3大框架、10大數(shù)據(jù)集（表1）。

2.4標準體系

國家測繪局于2009年制定了《地理空間框架基本規(guī)定》，《地理信息公共平臺基本規(guī)定》和《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定》三個推薦性測繪行業(yè)標準，對我國地理空間框架的發(fā)展具有重大的指導意義。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的建設、管理和應用涉及國家統(tǒng)計業(yè)務的各個方面，其建設的標準規(guī)范應符合國家在地理空間框架建設方面的一系列政策法規(guī)與標準體系。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的政策法規(guī)參照國家對地理空間框架的相關(guān)政策法規(guī)和行業(yè)規(guī)定，這里不做討論。從統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理、、共享等方面考慮，其完整的標準體系應包括參考系統(tǒng)標準、數(shù)據(jù)模型標準、數(shù)據(jù)字典標準、數(shù)據(jù)采集標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量標準、元數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)交換標準。

1）參考系統(tǒng)標準參考系統(tǒng)標準是指地理參考或大地坐標等標準，是統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)的定位基礎(chǔ)。所有框架數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在一個精確的參考系統(tǒng)中。①坐標系統(tǒng)：統(tǒng)計遙感業(yè)務的重要工作之一是利用現(xiàn)代化的統(tǒng)計調(diào)查工具（帶有GPS系統(tǒng)的PDA設備）進行野外數(shù)據(jù)的采集。GPS系統(tǒng)采用“1984年世界大地坐標系”，即WGS84坐標系，因此統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架直接采用WGS84坐標系；②高程基準：統(tǒng)計遙感業(yè)務對高程沒有特殊的要求，因此按照我國測繪行業(yè)標準采用“1985國家黃海高程基準”；③地圖投影：對于統(tǒng)計遙感業(yè)務，對空間數(shù)據(jù)最主要的需求是進行面積量算，而不是絕對位置，或者長度的量算，因此，在全國尺度必須采用等面積投影的投影方式。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架采用“Albers等面積割圓錐投影”，其中：中央經(jīng)線為東經(jīng)105o、第一標準緯線為北緯25o、第二標準緯線為北緯47o。

2）數(shù)據(jù)模型標準數(shù)據(jù)模型標準對于在空間基礎(chǔ)框架中如何表達和存儲空間數(shù)據(jù)具有基礎(chǔ)作用。概念模型提供了空間數(shù)據(jù)來表達統(tǒng)計單元的一種模式，邏輯模型則在概念模型的基礎(chǔ)上對空間統(tǒng)計數(shù)據(jù)之間的存儲關(guān)系進行表達。框架數(shù)據(jù)組織方面，在橫向上框架數(shù)據(jù)以省級為單位組織，省與省之間邏輯上無縫接邊；在縱向上各種數(shù)據(jù)要在空間坐標定位的基礎(chǔ)上進行相互疊加和套合；在物理存儲上可以把連續(xù)的實體分離到不同的存儲空間和存儲單元中進行存儲。

3）數(shù)據(jù)字典標準數(shù)據(jù)字典標準是以概念數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集的空間與層次要素的標準定義，數(shù)據(jù)字典的定義必須完全一致，才能進行準確解釋，并在統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架應用中對數(shù)據(jù)進行有效的集成。

4）數(shù)據(jù)采集標準數(shù)據(jù)采集標準用于確定在生產(chǎn)統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)時，使用的硬件設備所應具備的基本性能和數(shù)據(jù)采集方式，以及軟件的處理方法，以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量達到要求。

5）數(shù)據(jù)質(zhì)量標準統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)質(zhì)量標準可分為描述性、指示性或混合使用。描述性標準以“真實地標記”為基礎(chǔ)，要求數(shù)據(jù)生產(chǎn)者報告對數(shù)據(jù)質(zhì)量的已知部分，描述性標準一般要求生產(chǎn)者提供以下信息：分層說明、位置轉(zhuǎn)換、層轉(zhuǎn)換、邏輯一致性及完整性。指示性標準將規(guī)定每一特征的質(zhì)量參考，從而使數(shù)據(jù)使用者確定數(shù)據(jù)的適用性。

6）元數(shù)據(jù)標準元數(shù)據(jù)標準參照相關(guān)的國家標準制定，包括：影像數(shù)據(jù)標準和矢量數(shù)據(jù)標準。影像數(shù)據(jù)標準適用于多源遙感影像，矢量數(shù)據(jù)標準適用于基礎(chǔ)地理信息、空間化后的統(tǒng)計專題數(shù)據(jù)和業(yè)務測量數(shù)據(jù)。

7）數(shù)據(jù)交換標準數(shù)據(jù)交換標準提供在不同的硬件、軟件環(huán)境下進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的中間格式，使數(shù)據(jù)按字段、記錄和文件要求進行編碼的規(guī)劃。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架中，矢量數(shù)據(jù)成果統(tǒng)一采用Shapefile格式存儲、交換；柵格數(shù)據(jù)成果統(tǒng)一采用GeoTiff格式存儲、交換；屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用dbf格式存儲、交換。

2.5技術(shù)體系

根據(jù)統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的構(gòu)成，目錄與交換體系和公共服務體系同屬于空間基礎(chǔ)框架的技術(shù)范疇，共同組成了統(tǒng)計遙感公共服務平臺，實現(xiàn)空間基礎(chǔ)框架數(shù)據(jù)的共享和服務，使空間基礎(chǔ)框架成為一個以先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)、“3S”技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為依托，集統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取與統(tǒng)計信息管理、統(tǒng)計業(yè)務應用于一體的共享與服務平臺[11]。這個平臺是實現(xiàn)統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架應用服務功能的數(shù)據(jù)、軟件及其支撐環(huán)境的總稱，由支撐環(huán)境、數(shù)據(jù)庫、交換管理系統(tǒng)和在線服務系統(tǒng)組成，涉及到數(shù)據(jù)管理、共享和服務等多方面的技術(shù)。

1）框架數(shù)據(jù)的管理和應用模式統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架是一個分布式的體系，按照職能分為管理節(jié)點、業(yè)務節(jié)點和終端節(jié)點三級，三級節(jié)點都是統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的有機組成部分，整體的管理和應用模式如圖2所示。①管理節(jié)點：管理節(jié)點主要承擔系統(tǒng)管理和監(jiān)督的職能，設有管理服務器、Web服務器和目錄服務器。系統(tǒng)的安全、認證和權(quán)限管理等工作都通過管理服務器統(tǒng)一實現(xiàn)和維護。目錄服務器是整個系統(tǒng)的“服務注冊中心”，業(yè)務節(jié)點將其提供的數(shù)據(jù)資源和服務內(nèi)容注冊在其中，同時，其他業(yè)務節(jié)點在目錄服務器上獲取希望的內(nèi)容。全部業(yè)務邏輯都通過Web服務器以WebService的形式提供到互聯(lián)網(wǎng)，以供其他所有節(jié)點訪問；②業(yè)務節(jié)點：業(yè)務節(jié)點是真正的業(yè)務實施單元，設有大型存儲設備（磁盤陣列）、Web服務器、FTP服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、GIS服務器和應用服務器。業(yè)務節(jié)點中提供了該節(jié)點管轄范圍的數(shù)據(jù)或者服務，大多數(shù)的數(shù)據(jù)和業(yè)務邏輯都是在該節(jié)點存儲和實現(xiàn)；③終端節(jié)點：終端節(jié)點是系統(tǒng)的終端用戶，主要是針對現(xiàn)場調(diào)查活動。該節(jié)點只作為業(yè)務的執(zhí)行者，不承擔數(shù)據(jù)或服務的管理職能。移動終端通過互聯(lián)網(wǎng)或者無線傳輸技術(shù)將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到業(yè)務節(jié)點，由業(yè)務節(jié)點進行數(shù)據(jù)處理和分析。

2）框架數(shù)據(jù)的共享和服務技術(shù)統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架采用面向服務的系統(tǒng)構(gòu)架，通過地理信息服務聚合技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和業(yè)務分布式、松耦合的調(diào)用。國家級節(jié)點和省級節(jié)點是按照各節(jié)點的職能進行劃分的，并不代表該節(jié)點實際的物理位置。既可以將全部節(jié)點部署在同一位置，實現(xiàn)全部數(shù)據(jù)的統(tǒng)一訂購、管理和分發(fā)；也可以將省級節(jié)點部署在省級行政單位，由各省獨立開展業(yè)務。

2.6組織運行體系

統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架在國家現(xiàn)有的調(diào)查體系基礎(chǔ)上分為國家、?。▍^(qū)）和縣三級，建立國家級—省級—縣級—調(diào)查人員的四級業(yè)務運行管理體系。1）國家級的主要任務：制定全國測量方案，整理分析野外測量數(shù)據(jù)，采購、處理、分發(fā)空間數(shù)據(jù)，全國數(shù)據(jù)產(chǎn)品分析，全國數(shù)據(jù)庫維護，反饋省級測量結(jié)果。管理節(jié)點設在國家統(tǒng)計部門，同時，國家層面還設有一個提供全國范圍數(shù)據(jù)的公共數(shù)據(jù)節(jié)點，為省級節(jié)點提供必要的全國尺度的數(shù)據(jù)和服務。2）省級的主要任務：制定全省測量方案，整理分析野外測量數(shù)據(jù)，分發(fā)空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)品分析，全省數(shù)據(jù)庫維護。各省設有業(yè)務節(jié)點，每個業(yè)務節(jié)點自成體系，在數(shù)據(jù)和工作方式上不依賴于國家節(jié)點，可以獨立開展統(tǒng)計遙感測量和調(diào)查工作，但工作的進展和結(jié)果被國家監(jiān)督和指導。3）縣級的主要任務：采集、標準化野外數(shù)據(jù)。縣級節(jié)點是系統(tǒng)的終端節(jié)點。4）調(diào)查人員的主要任務：開展野外調(diào)查工作，任務由縣級節(jié)點安排。各級管理體系（以農(nóng)業(yè)調(diào)查為例）的關(guān)系如圖3所示。

3框架建設應用系統(tǒng)示范

3.1系統(tǒng)背景

國家統(tǒng)計遙感糧食作物種植面積測量與估產(chǎn)業(yè)務運行系統(tǒng)是根據(jù)統(tǒng)計部門對于農(nóng)作物播種面積、產(chǎn)量等統(tǒng)計調(diào)查的業(yè)務需求而設計的，將傳統(tǒng)的目錄抽樣與遙感對地抽樣和空間抽樣相結(jié)合，并建立在統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架之上的業(yè)務運行系統(tǒng)。通過典型區(qū)的示范推廣，最終建立縣級、省級、國家級糧食作物種植面積遙感測量與估產(chǎn)業(yè)務系統(tǒng)，實現(xiàn)我國主要糧食作物種植面積和產(chǎn)量的實時動態(tài)監(jiān)測。

3.2系統(tǒng)組成

國家統(tǒng)計遙感糧食作物種植面積測量與估產(chǎn)業(yè)務運行系統(tǒng)組成如圖4所示。在該系統(tǒng)中，統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架由軟硬件支撐環(huán)境、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、在線服務系統(tǒng)、信息共享與服務平臺以及業(yè)務組織運行體系構(gòu)成，以支撐系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。在統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的基礎(chǔ)上，國家統(tǒng)計遙感糧食作物種植面積測量與估產(chǎn)業(yè)務運行系統(tǒng)分為以下六個業(yè)務子系統(tǒng)：農(nóng)作物播種面積測量系統(tǒng)、農(nóng)作物長勢監(jiān)測與估產(chǎn)系統(tǒng)、空間抽樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)、野外測量與填報系統(tǒng)、業(yè)務運行管理系統(tǒng)，以支撐系統(tǒng)的業(yè)務流。

3.3應用實例

農(nóng)作物種植面積遙感測量工作主要包括：區(qū)域測量、面積估算和地面調(diào)查。統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架在各個部分都發(fā)揮著重要的作用。本節(jié)以2009年江蘇省冬小麥面積遙感測量過程中的幾個環(huán)節(jié)為例，簡要介紹統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架在系統(tǒng)中的作用和應用情況。系統(tǒng)主界面統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架與冬小麥面積測量結(jié)果的聚合圖6是測量成果在統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架上的集成。A圖為江蘇省面積測量結(jié)果的空間分布圖，B圖為面積測量結(jié)果與2.5m分辨率的SPOT服務進行聚合。與地面調(diào)查數(shù)據(jù)聚合測量人員可以直接在系統(tǒng)中進行地面調(diào)查工作。圖7中A圖所示是進行抽樣地塊的地面調(diào)查和屬性填報。B圖是調(diào)查人員在統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架上勾繪待調(diào)查的抽樣地塊。4）業(yè)務管理和監(jiān)控圖8中A圖右側(cè)顯示的是全國糧食主產(chǎn)省的分布情況，并在用形象的圖表表示了該省的主產(chǎn)作物；點擊各省，在左側(cè)會出現(xiàn)相應省的測量進度表，A圖上所示的是江蘇省2009年主要糧食作物面積和估產(chǎn)測量進度表。B圖所示的圖表反映了2009年江蘇省遙感影像訂購和覆蓋情況。圖8業(yè)務管理和監(jiān)控

4結(jié)束語

統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架是地理空間框架在統(tǒng)計領(lǐng)域的重大應用。本研究以地理空間框架為參考，對統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的構(gòu)成及搭建方法進行了設計，并對統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架的數(shù)據(jù)體系、技術(shù)體系等關(guān)鍵技術(shù)進行了重點討論，提出了一套可以指導統(tǒng)計遙感空間基礎(chǔ)框架建設的切實可行的解決方案，為傳統(tǒng)的統(tǒng)計調(diào)查向空間統(tǒng)計的轉(zhuǎn)變奠定了基礎(chǔ)，同時拓展了地理空間框架新的應用領(lǐng)域，為地理空間框架在其他行業(yè)的應用提供了參考和借鑒。