1 概念分析

地理国情主要是指地表自然和人文地理要素的空间分布、特征及其相互关系^{[1, 2]}。狭义来看，地理国情是指与地理空间紧密相连的自然环境、自然资源基本情况和特点的总和；广义来看，地理国情是指通过地理空间属性将包括自然环境与自然资源、科技教育状况、经济发展状况、政治状况、社会状况、文化传统、国际环境和国际关系等在内的各类国情进行关联与分析，从而得出能够深入揭示经济社会发展的时空演变和内在关系的综合国情^[3]。

地理国情普查是指对一个国家的陆地国土范围内的地表自然和人文地理要素进行普查。它是全面获取地理国情信息的重要手段之一，是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基础性工作^[3]。我国地理国情普查要素包括地形地貌、植被覆盖、荒漠与裸露地、水域、交通网络、居民地及设施和地理单元七大类^[4]。其中，地形地貌、植被覆盖、荒漠与裸露地和水域等属于自然地表要素；交通网络、居民地及设施和地理单元等属于人文地理要素。

地理国情统计分析是指通过建立多尺度地理空间单元划分标准体系，形成地理国情统计单元，以地理国情普查数据为基础，融合其他专业部门的统计数据，采用有效的(适当的)统计分析方法，从不同的维度综合分析资源、环境、生态、经济、社会等要素的内在空间特性及其在地理空间上的相互作用和关系，揭示它们的分布规律和发展趋势，从而提取有用的地理国情信息并形成结论，为科学决策提供依据或建议。

从以上概念可以看出：我国目前所开展的地理国情普查的对象和研究内容属于狭义角度的地理国情，而地理国情统计分析对象则为广义的地理国情。地理国情、地理国情普查以及地理国情统计分析概念间的相互联系如图 1所示。无论是单从概念的角度分析，还是结合三者之间的联系，不难看出地理国情普查是地理国情研究工作的基础，其目标是摸清我国地理国情家底。地理国情统计分析是核心，是地理国情普查数据向地理国情信息转化和提升的必要手段之一。

图 1 地理国情概念分析 Fig. 1 Conceptual analysis of geographical national conditions

图选项

现阶段我国承担或从事地理国情统计分析任务的科研院所和研究人员大多将地理国情统计分析作为工程项目，无论从方法、过程还是成果发布上，基本上是参照基础测绘、传统地图制图、空间分析、GIS系统开发等思想和模式进行实施，而未对地理国情统计分析的研究对象进行前期的理论分析和探讨。显然这种以工程技术方法解决复杂系统问题并不是地理国情所对应的理论框架，因为地理国情是一个关系复杂、多维、兼具多理论和多技术背景的复杂课题。理论研究滞后于应用研究导致了目前研究成果难以整合，在具体实践过程中存在着以下问题：

(1) 内容不统一。目前地理国情普查的要素内容已统一，但对于需结合的其他要素(如资源、环境、经济、人口、社会、政治、文化)的研究内容不统一。

(2) 范围不一致。由于内容的不统一直接导致了研究范围的不一致，目前的研究成果大多体现了大而全的特点，而未从概念出发充分分析和挖掘地理国情的本质特征。

(3) 目标不明确。一方面，现阶段研究方法考虑了单要素的综合成果(如各要素的综合指数)，而未针对地理国情提出具体的总体目标和成果形式；另一方面，由于没有理论的指导，在方法的选择上目的性不明确。

概念是反映客观对象本质属性的思维形式，地理国情统计分析的前提是弄清地理国情的概念，分析地理国情的内涵和实质，明确和界定地理国情需要统计和分析的内容和范围，并制定具体的地理国情统计分析目标。关于地理国情普查内容，国外一些测绘机构都有各自的定位和侧重^[5]。例如：美国地质勘探局(United States Geological Survey，USGS)将地理分析与监测内容定位于生态环境、气候变化、土地利用、能源矿产、环境评估、自然灾害和水资源等方面；澳大利亚地学署侧重资源开发、环境管理、重要基础设施安全、灾害应急管理与评估等方面的研究；英国军械测量局(Ordnance Survey，OS)、德国联邦制图与大地测量局(Bundesamt fuer Kartographie und Geodaesie，BKG)和法国法国地理院(Institut Géographique National，IGN)等测绘部门仍主要关注对基础地理信息数据库的管理和维护；日本测绘的重点在于对土地利用的管理。整合和借鉴国外测绘机构所从事的地理分析与监测的内容和经验，根据概念分析、普查要素规定及采集内容和现有研究成果，以及国务院下达的相关文件和通知精神，笔者认为我国地理国情统计分析内容应该包括资源、环境、生态、经济和社会要素。其中，资源要素由水、土地和森林资源构成；环境要素由环境保护和环境质量构成；生态要素主要研究生态基本状况，包括生物丰度、生态脆弱性、生态弹性等；经济要素研究整体发展和城镇和交通网络等发展情况；社会要素研究主要包括社会条件和社会现象。地理国情统计分析的具体目标为分析、表达和度量各要素在地理空间上的相互作用和内在关系，客观反映我国的资源利用程度、环境承载能力、生态平衡状态、区域经济发展潜能和社会事业发展水平。

如何继承和发挥传统测绘的优势，在地理国情研究工作中实现思想和技术的双重转型，从而避免用基础测绘的思维方式解决地理国情普查与监测的问题，避免地理国情普查与监测可能出现的“数据海量，知识贫乏”等问题，是摆在我们面前迫切需要解决的问题。

(1) 思想上转型：吸纳地理学、统计学、社会经济学、系统论、协同论等其他学科思想，做到思想先行，理论指导行动。

(2) 技术上转型：发挥测绘部门在地图制图、空间分析等方面的优势，借鉴和结合地理分析、统计分析、系统分析、协同分析等方法，纳百家之长，补己之短。

从广义上看，地理国情包括资源、生态、环境、经济、社会等众多要素，虽然各要素都是不同性质的系统，都有各自的结构、功能和发展规律，但其各自的存在和发展又受其他系统结构和功能的制约，要素间具有广泛的非线性作用机制，各要素间的联系和制约呈现了地理国情的本质属性——复杂性和综合性。随着“资源—环境”、“环境—经济”、“资源—环境—经济”、“资源—环境—生态”、“资源—环境—经济—社会”等二元、三元和四元等系统^{[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]}研究的不断深入，在研究地理国情时不能将资源、环境、生态、经济和社会要素割裂开来，而必须将它们视为一个统一的整体，否则很难开展更加全面、深入、系统的分析工作。地理国情除了本身的整体性、复杂性和综合性外，还具有以下特征：

(1) 地理国情的多维结构特征。一是地理国情信息的多维性；二是地理国情的综合分析研究是一个多维决策过程。地理国情信息在同一坐标位置上会具有多个专题和属性的信息结构。例如在一个地面点位上，可取得高度、噪声、污染、交通等多种信息。地理国情的综合分析是对地理国情及其组成要素的相关性、有序性、目的性的综合评判、规划和协调^[9]。

(2) 地理国情的非线性特征。地理国情的组成要素是由无限多个自然和社会因子(指标)构成的函数，各要素通过相互作用耦合成一种全新的整体，这一整体功能远远超出各要素功能之和。非线性的思维方式力图把资源、环境、生态、经济和社会的矛盾与利益加以整合，探求资源开发利用、环境保护、生态平衡、经济有序增长、社会可持续发展的协调统一^[16]。

(3) 地理国情的时序特征。地理国情反映的是客观变化的物质世界和社会现实，这就要求对地理国情涉及的相关要素进行及时采集和更新，并根据多时相的数据和信息来寻找随时间变化的地理国情变化趋势，进而对未来作出预测或预报；地理国情各要素间和要素内部本身都存在着物质、能量和信息的流转，要素间的协调度和地理国情的整体功能是随时间的变化而变化的。

(4) 地理国情的协同共生特征。既包括各要素组成指标之间的协同共生性，即资源内部分布格局与开发利用水平的协同共生，环境内部保护水平与质量状态的协同共生，生态内部生态功能与生态平衡的协同共生，经济发展水平和发展质量的协同共生，社会条件、人民生活状况与社会体制的协同共生，又包括资源、环境、生态、经济和社会要素间的协同共生，即经济、社会的发展通过技术手段的提升和社会制度的进步改变资源的结构、环境的存在状态以及生态的物质和能量流转。同样，资源、环境和生态在为经济的发展、社会的稳定提供物质支持的同时，也通过资源结构的合理性、环境的承载力、生态的文明程度制约着经济的发展和社会的稳定。由此可见，资源、环境、生态、经济与社会之间存在着彼此共生、相互关联的关系。资源、环境、生态、经济与社会的协调发展是既要求它们之间的彼此协调，也要求它们具有发展的持续性。

综上所述，地理国情与复杂系统的基本特征是一致的。在研究方法和相应的研究目标方面，协调度作为研究复杂系统的重要方法之一，其宗旨是全局协调优化设计，使复杂系统中各子系统相互协调、彼此配合，共同完成复杂系统的总任务，实现总目标，这与地理国情统计分析的具体目标在方向上是一致的。地理国情与复杂系统之间的相互联系和内在关系如图 2所示。因此，地理国情本质上是一个集资源、环境、生态、经济、社会要素于一体的复杂系统。具体目标就是定量反映和表达“资源—环境—生态—经济—社会”复杂系统的关系，而这种关系到底以何种方式进行度量在以往的研究中未得到充分重视。复杂系统理论为地理国情统计分析提供了新的理论指导，作为复杂系统测度分析的重要方法，协调度为地理国情要素间的关系度量提供了新思路。地理国情的统计分析工作可以在复杂系统科学视角下进行理论转型。在此基础上，地理国情的统计分析理论基础将会得到极大的丰富和完善，在理论指导下的地理国情统计分析工作将会使研究内容更合理、目标更明确、成果更具说服力。

图 2 地理国情与复合系统的相互联系和内在关系 Fig. 2 Correlations and internal relations between geographical national conditions and the complex system

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地理国情复杂系统是由资源(resources)、环境(environment)、生态(ecology)、经济(economy)、社会(society)5个子系统(要素)相互交织、相互作用、相互渗透而构成的具有特定结构和功能的开放复杂的动态大系统，其组成及各子系统的相互联系如图 3所示。地理国情复杂系统可定量描述为

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图 3 地理国情复杂系统要素组成及其相互联系 Fig. 3 Constituent elements of the complex system of geographical national conditions and their correlations

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(1) 资源子系统。资源子系统的物流、能流是环境、生态、经济和社会子系统物流、能流的来源，环境、生态、经济和社会子系统是资源子系统物流、能流持续流动的保证。一个区域内资源的开发程度影响着该区域环境的承载容量、生态的文明程度，也决定着经济、社会的发展程度。

(2) 环境子系统。资源的优化、生态的文明对环境具有客观依赖性；环境是经济发展的基础，经济发展对于环境的改变是不可避免的，但这种改变必须保持在环境本身的承载容量内；健康的环境是社会稳定的必要条件之一，环境质量的衰退和环境系统的功能失调，不仅威胁到社会良性运行的物质基础，而且会导致社会系统内部的摩擦和冲突。

(3) 生态子系统。区域生态子系统的修复不能突破资源和相关联的外部环境承载力的限制；生态子系统在服务功能上要与经济子系统发展相一致；生态子系统的发展要与社会体制和政策相互协调，生态的动态平衡和良性循环是社会稳定、可持续发展的基础。

(4) 经济子系统。资源结构和开发利用的合理能够促进经济的发展；经济的发展不能超过环境的承载容量，且经济活动产生的污染物需在环境的自净能力范围之内；经济的健康发展有助于维持良好的生态环境；经济发展和社会发展的良性循环，能够持续满足人们物质和文化的需求。

(5) 社会子系统。社会子系统是有一定联系、相互依存的各种要素的集合。这些要素主要有3类： 一是影响经济发展的社会体制，比如政治体制、经济体制以及教育体制等；二是影响环境健康、生态文明的社会条件，比如基础设施建设情况、社会保障福利体系情况、文化教育卫生事业的发展情况等；三是说明人们生活现状的社会现象，比如消费水平、文化形式、生活方式、贫富差距等。

这些要素相互作用、相互影响，形成了复杂的系统。

地理国情复杂系统的研究内容是探索地理国情各组成要素(子系统)间的内在联系。复杂系统的不协调是绝对的，协调是相对的，复杂系统追求的总目标是使总体优化。地理国情复杂系统的研究目标是使资源、环境、生态、经济和社会子系统复合后尽量趋于理想协调状态，因此，需要根据构成地理国情复杂系统的各个子系统间相互联系、复杂耦合的特点，按照系统协调的思路，进行全局协调优化设计，使各个子系统相互协调、彼此配合^{[22, 23]}。

这是指以地理国情复杂系统作为统计分析对象，利用协调度分析“资源—环境—生态—经济—社会”复杂系统中各子系统间和子系统内部的协调关系，并以此作为依据对地理国情的整体协调状况进行决策分析，确定地理国情修复和完善的方向，制定相应的调整和改进策略，实现资源、环境、生态、经济与社会子系统的协调最优化。

对地理国情复杂系统进行测度分析是决策分析工作的前提。复杂系统的协调性是体现复杂系统各子系统内部关系的一个重要特征，协调度是度量系统或系统内部要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度，体现了系统由无序走向有序的趋势，是协调状况好坏程度的定量指标^{[23, 24, 25, 26, 27]}。笔者认为，地理国情复杂系统的测度应采用协调度进行度量。地理国情复杂系统的协调度包括：地理国情复杂系统综合协调度，简称地理国情协调度；地理国情各子系统间的协调度，简称系统间协调度；地理国情各子系统内的协调度，简称单系统协调度。系统间协调度和单系统协调度表达如表 1所示，其中

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地理国情协调度是描述系统整体协调状态的综合性指标。假设地理国情复杂系统的状态空间为X，任意状态x∈X，由协调性定义可知，地理国情协调性实际上是刻画系统状态的一种标量函数，则对应于状态x，有

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(1) 单系统协调度计算。单系统协调度内在表现为组成子系统的各指标间的相互协调程度，外在反映为在多指标综合作用下的各子系统的发展与复杂系统的整体发展状态的协调程度。因此，地理国情复杂系统单系统协调度的计算可通过计算单系统各指标(多因子)与地理国情复杂系统整个指标体系(多因子)的关联关系的求解获得。在构建单系统协调度计算方法时，首先选择能解决多因子与多因子关联关系的数学模型和计算方法，如离差系数分析、隶属函数模型、基尼系数、数据包络分析工具等。其中，对于各子系统及复杂系统的发展状态可用多元回归分析、典型相关分析、主成分分析等方法。然后根据地理国情复杂系统中各子系统的特征确定和设计合理的计算方法。

(2) 系统间协调度计算。本质上就是多因子(子系统指标)对多因子(子系统指标)的关联关系分析，因此，其计算原理同单系统协调度，仅计算对象不同。图 4为地理国情复杂系统的单系统和系统间协调度计算的具体流程。

图 4 地理国情单系统和系统间协调度计算 Fig. 4 Calculation of the single-system and inter-system degree of coordination of the geographical national conditions

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(3) 地理国情协调度计算方法为

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地理国情协调度计算的前提是假设资源、环境、生态、经济和社会子系统的发展对于地理国情的整体发展具有同等重要程度，其中，n为地理国情复杂系统包含的子系统个数，即n=5。

首先分析地理国情复杂系统的当前状态x₀；然后确定地理国情复杂系统期望达到的协调状态x_t；最后通过控制、调整和优化方法实现由状态x₀→x_t的转移，这一状态转移过程称为地理国情复杂系统的决策支持^{[18, 27, 28]}。其中，具体的控制、调整与优化方法和策略则通过协调度的计算结果判断和确定。根据地理国情复杂系统的时序特征，对不同阶段的地理国情协调度、系统间协调度以及单系统协调度进行计算和分析，从而指导后续地理国情的修复和完善，以及决策的制定。图 5为地理国情复杂系统的决策分析框架。

图 5 地理国情复杂系统决策分析框架 Fig. 5 Decision-making analysis framework for the complex system of geographical national conditions

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从图 5可看出，地理国情复杂系统协调度是从宏观上分析总体趋势，结合各子系统间协调度和单系统协调度从微观上确定修复方向，并制定具体改进策略。

理论研究不足是造成现阶段地理国情统计分析面临各种问题的根本原因。文章在对地理国情、地理国情普查、地理国情统计分析的概念进行深入分析的前提下，明确和界定了地理国情需要统计和分析的要素内容和研究范围，确定了具体的统计分析目标；通过对地理国情和复杂系统的关系剖析，提出了地理国情复杂系统的概念，并对其进行了定量表达；在此基础上，提出了复杂系统支持下的地理国情统计分析方法和决策分析框架。复杂系统为地理国情的统计分析提供了理论指导，同时，协调度分析为地理国情各组成要素的关系度量提供了新的思路。实现地理国情复杂系统中资源、环境、生态、经济和社会子系统的协调发展是地理国情研究的重要课题，也是当前解决地理国情统计分析面临的各种问题的有效途径。

完全掌握系统的所有信息，由于系统的复杂而变得不可能或由于获取信息代价太大而变得不可行，这表明只能在不完全掌握信息和不确定性的条件下探索地理国情复杂系统演化规律^[29]。测绘部门作为基础地理数据生产和管理的核心部门，过去的工作目标是基础测绘，包括地图制图、基础地理数据的维护、更新和处理分析，转型后的测绘部门除了提供基础测绘地理信息产品外，应将目标定位在服务于国家当前和未来资源合理开发利用、环境健康、生态文明、经济和社会可持续发展，包括为国土资源利用、环境承载能力、生态文明程度、区域经济发展潜能以及社会发展水平等方面的科学决策提供可靠的、公正的地理国情研究报告和监测信息等。在借鉴国外已有地理国情统计分析经验的基础上，循序渐进地将地理国情复杂系统的协调发展融入资源节约型、环境友好型、生态文明的可持续发展的社会建设各方面和全过程。