美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用

　　地理信息系統(tǒng)(GIS)是一門旨在解決規(guī)劃和管理中各種復(fù)雜問題的空間數(shù)據(jù)處理枝術(shù)。它是一種良好的管理工具和決策支持系統(tǒng)。在近十年內(nèi),這一技術(shù)迅速發(fā)展,日臻完善,并得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)市場(chǎng)人士估計(jì),1989年的世界GIS市場(chǎng)總銷售量已超過3億美元,預(yù)計(jì)到1992年將達(dá)6億美元。在美國(guó),GIS技術(shù)不僅被企業(yè),如石油、礦產(chǎn)、房地產(chǎn)等許多公司所應(yīng)用,而且得到各級(jí)政府部門的高度重視。本文主要介紹近年來美國(guó)聯(lián)邦政府開展GIS活動(dòng)和應(yīng)用的情況,從而展示這一新技術(shù)的應(yīng)前景和為我國(guó)開展GIS活動(dòng)和應(yīng)用提供有益的借鑒。

　　一、聯(lián)邦政府GIS活動(dòng)概要

　　美國(guó)聯(lián)鄭政府的許多部門,把GIS視為一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)支持下,對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、分析和顯示、旨在解決資源、環(huán)境和社會(huì)等復(fù)雜問題的綜合系統(tǒng)。一個(gè)GIS通常包括地圖和地理數(shù)據(jù),如自然資源、環(huán)境、人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多方面的數(shù)據(jù),同時(shí)它具有基于這些數(shù)據(jù)而產(chǎn)生新信息和為用戶提供多種決策支持的功能。為了履行其職能和有效地完成其法定任務(wù),聯(lián)邦政府的大多數(shù)部門均需利用和處理各種空間數(shù)據(jù)。聯(lián)邦政府對(duì)GIS的應(yīng)用,首先是從對(duì)數(shù)字地圖的使用開始的,隨著GIS技術(shù)的發(fā)展和其功能的完善,GIS開始滲透到許多領(lǐng)域和部門,從而逐漸取代原有的一些信息系統(tǒng)。

　　1988年美國(guó)聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)報(bào)告工作組對(duì)中央情報(bào)局、農(nóng)業(yè)部、能源部、商業(yè)部、只防部、內(nèi)務(wù)部、國(guó)務(wù)院等所屬的4個(gè)部門開展GIS活動(dòng)的情況進(jìn)行了調(diào)查,并就其調(diào)查結(jié)果向聯(lián)鄭政府管理和預(yù)算辦公室(OMB)提交了題為《聯(lián)邦政府GIS:活動(dòng)概要》的報(bào)告。該報(bào)告的要點(diǎn)加下:

　　在所調(diào)查的44個(gè)部門中,有37個(gè)部門(占84%)已應(yīng)用和計(jì)劃應(yīng)用GIS技術(shù),其中12個(gè)部門已廣泛應(yīng)用GIS技術(shù),20個(gè)部門計(jì)劃在1990年廣泛應(yīng)用這一技術(shù)。

　　10個(gè)部門已制仃了關(guān)于發(fā)展和應(yīng)用GIS的政策:13個(gè)部門已有分類標(biāo)準(zhǔn);19個(gè)部門已有數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn);15個(gè)部門已作出付現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理的決定。

　　在37個(gè)應(yīng)用GIS技術(shù)的部門中,有31個(gè)利用其他部門現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。25個(gè)部門已與州和地方政開建立了 GIS合作計(jì)劃和項(xiàng)目。

　　在計(jì)算機(jī)方面,小型機(jī)和微機(jī)是各部門在GIS應(yīng)用中的主導(dǎo)硬件。GIS硬件使用的趨勢(shì)是從大中型機(jī)向小型機(jī)、從小型機(jī)向微機(jī)發(fā)展。在軟件方面,大眾化軟件(P D)和商業(yè)性軟件的使用在聯(lián)鄭政府機(jī)構(gòu)中占有同等地位。

　　在財(cái)政方面,美國(guó)聯(lián)鄭政府1988年財(cái)政年度,在GIS技術(shù)的總開支約為5000—5500萬美元,1989—1990財(cái)政年度預(yù)計(jì)達(dá)6000—7000萬美元。1988財(cái)政年度在G IS技術(shù)應(yīng)用費(fèi)用超過300萬美元的邵門有4個(gè),其中商業(yè)部人口調(diào)查局達(dá)800萬美元。預(yù)計(jì)在以后兩年內(nèi),在GIS應(yīng)用費(fèi)用超過300萬美元的邵門將增加到9個(gè)。

　　以上要點(diǎn)反映了GIS技術(shù)已得到聯(lián)邦政府的重視和廣泛應(yīng)用,并預(yù)示著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。

　　二、GIS活動(dòng)的協(xié)調(diào)工作

　　GIS是一門信息技術(shù),為了避免不必要的重復(fù)工作和保證數(shù)據(jù)的兼容以達(dá)到信息共享的目的,諸多的GIS應(yīng)用部門需要進(jìn)行有效的調(diào)工作。對(duì)于聯(lián)鄭政府來說,這一協(xié)調(diào)工作主要是由聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)(FICCDC)來完成。另外,有關(guān)部門還通過組織合作項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)有關(guān)部門間的協(xié)調(diào)工作。

　　聯(lián)鄭數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)是由一個(gè)指導(dǎo)委員會(huì)和數(shù)據(jù)要求、標(biāo)準(zhǔn)化、用戶、技術(shù)交流和報(bào)告等五個(gè)工作組組成。它的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)和促進(jìn)數(shù)字地圖和GIS在聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,并向管理和預(yù)算辦公室報(bào)告GIS活動(dòng)和進(jìn)展情況。

　　指導(dǎo)委員會(huì)由內(nèi)務(wù)部、國(guó)防部、能源部、商業(yè)部、國(guó)務(wù)院、交通部等機(jī)構(gòu)的人員組成,負(fù)責(zé)指導(dǎo)和協(xié)調(diào)各工作組的活動(dòng)。

　　數(shù)據(jù)要求工作組的主要任務(wù)是確認(rèn)聯(lián)鄭政府對(duì)數(shù)字地圖和數(shù)據(jù)的要求,并為確保滿·足某些特別要求而優(yōu)先采集數(shù)據(jù)作協(xié)調(diào)工作。

　　標(biāo)準(zhǔn)化工作組的宗旨是促進(jìn)數(shù)據(jù)交換和避免在數(shù)據(jù)交換中的不必要重復(fù)和不兼容性,并為制訂和評(píng)價(jià)數(shù)字地圖數(shù)據(jù)提供一個(gè)良好的機(jī)制。其具體任務(wù)包括選取地質(zhì)調(diào)查局和其他部門收集的各種綜合數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分類,制數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)說明。該工作組于1988年制訂了“數(shù)字地圖數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)草案”,公布于《美國(guó)制圖學(xué)家》1988年第1期。

　　技術(shù)交流工作組的主要任務(wù)是為管理和使用數(shù)字地圖和GIS技術(shù)交流信息、技術(shù)思想和方法。引導(dǎo)這一技術(shù)的發(fā)展和確認(rèn)需要進(jìn)一步研究和發(fā)展的領(lǐng)域。1988年該工作組編輯出版了《評(píng)價(jià)GIS技術(shù)的方法》,該書是GIS管理和應(yīng)用的指南,同時(shí)對(duì)整個(gè)GIS技術(shù)提供了一個(gè)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

　　用戶工作組的主要任務(wù)是溝通信息,使用戶更有效地應(yīng)用GIS和提高其經(jīng)濟(jì)效益。

　　報(bào)告工作組的主要任務(wù)是監(jiān)督聯(lián)邦政府各部門對(duì)數(shù)字地圖的使用,收集各部門對(duì)數(shù)字地圖和G IS的應(yīng)用情況,并負(fù)責(zé)向管理和預(yù)算辦公室匯報(bào)。

　　聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)是每年發(fā)表年報(bào)和每季發(fā)表簡(jiǎn)報(bào)(News letter),報(bào)道和記述聯(lián)鄭政府各部門開展GIS活動(dòng)和應(yīng)用的情況。這對(duì)溝通信息和協(xié)調(diào)各部門的G IS活動(dòng)起著積極的作用。

　　除聯(lián)鄭數(shù)字拖圖協(xié)調(diào)委員會(huì)的工作外,許多部門通過組織合作項(xiàng)目來達(dá)到部門之間的協(xié)調(diào)作用。至1988年,已有14個(gè)部門有這類相互合作項(xiàng)目。

　　三、技術(shù)情況

　　GIS技術(shù)構(gòu)成主要包括硬件、軟件和“人件”三大部分。在美國(guó)聯(lián)邦政府各GIS應(yīng)用部門,小型機(jī)仍是主導(dǎo)硬件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,GIS硬件有向小型機(jī)和微機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。軟件方面,在美國(guó)通常分為兩大類,一類是由政府或有關(guān)部門投資開發(fā)而不受版權(quán)保護(hù)的公用性軟件(Public domain);另一類屬各公司所有的商業(yè)性軟件。美國(guó)GIS商業(yè)性軟件很多,1989年達(dá)六十余種。公用性軟件和商業(yè)性軟件在美國(guó)聯(lián)鄭政府占有同等地位,使用比較廣泛的軟件有ARC/INFO,ERDAS、GRASS和INTERGRAPH等+余種。表1是聯(lián)邦政府GIS應(yīng)用的主要硬件和軟件情況。

　　GIS的“人件”是指GIS的管理人員和技術(shù)人員,主要包括GIS管理員、程序員、協(xié)調(diào)員和應(yīng)用分析員等。在美國(guó),GIS已成為一門新職業(yè),雖然這種職業(yè)還不如MIS熱門,但GIS人才市場(chǎng)已是供不應(yīng)求,特別是受過專門訓(xùn)練的GIS技術(shù)人員更是缺乏。為了滿足對(duì)GIS人才的急需,聯(lián)邦政府各有關(guān)部門都采用短期培訓(xùn)等多種辦法來培訓(xùn)人員。許多部門已制仃了人員培訓(xùn)計(jì)劃,有的部門編制了G IS音像教育材料或編印了GIS材料,供有關(guān)人員學(xué)習(xí),如內(nèi)務(wù)部國(guó)家公園局編印了GIS管理指南,環(huán)保局編印了《什么是GIS》。通過多種途徑來培訓(xùn)人員,從而保證GIS在聯(lián)鄭政府的應(yīng)用。

　　四、投資與效益

　　美國(guó)聯(lián)邦政府每年花費(fèi)在GIS上的費(fèi)用約為7000萬美元,主要用于系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)試研究與開發(fā)。各部門由于對(duì)GIS技術(shù)的應(yīng)用程度不同,所花的費(fèi)用不同,因此在系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)試和研究與開發(fā)三大項(xiàng)的花費(fèi)比例也不同。1988年地質(zhì)調(diào)查總署和人口統(tǒng)計(jì)局在GIS上的花費(fèi)均達(dá)一千萬美元。地質(zhì)調(diào)查總署在GIS上的花費(fèi)有65%用于系統(tǒng)運(yùn)行,5%用于系統(tǒng)測(cè)試,30%用于研究與開發(fā);而人口統(tǒng)計(jì)局在GIS上的花費(fèi)僅25%用于系統(tǒng)運(yùn)行,60%用于系統(tǒng)測(cè)試,巧%用于研究與開發(fā)。各部門GIS費(fèi)用的來源主要依靠政府撥款,部分來源于其他部門的合作經(jīng)費(fèi)。表2是1984年一1989年美國(guó)聯(lián)鄭政府主要部門在GIS上的開支一覽表。

　　GIS的經(jīng)濟(jì)效益分析是GIS應(yīng)用和管理的重要環(huán)節(jié),對(duì)GIS進(jìn)行投資必須基于效益分析。一般來說,對(duì)于某個(gè)具體系統(tǒng),最初需要購(gòu)置硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)、培訓(xùn)人員,屬于高投資無效益階段;隨之進(jìn)入建立數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)開發(fā)階段,投資減少,但和前者一樣,均屬無效益階段;然后是系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)階段,此階段是低投資高效益階段。

　　美國(guó)聯(lián)邦政府在GIS應(yīng)用方面,注意經(jīng)濟(jì)效益分析,有關(guān)部門已制仃了GIS效益分析方法和步驟。例如,印地安事務(wù)局自1986年起在其本部和六個(gè)地方機(jī)構(gòu)開始應(yīng)用GIS技術(shù),經(jīng)過兩年半的運(yùn)行,該局于1988年9月對(duì)各部門GIS的投資和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查。該調(diào)查結(jié)果表明:

　　GIS硬件以五年為限,考慮設(shè)備折舊率,利用人工管理系統(tǒng)是GIS費(fèi)用的1.68倍;以1986年美元價(jià)值合算,該局使用GIS技術(shù)所節(jié)約的經(jīng)費(fèi)為793000美元(如圖1所示)。

　　美國(guó)的GIS市場(chǎng)在1989年曾以35%的速度增長(zhǎng)。這一技術(shù)已得到美國(guó)聯(lián)邦政府廣泛的應(yīng)用,并顯示出良好的經(jīng)濟(jì)效益,預(yù)計(jì)在今后數(shù)年內(nèi)將有更多的部門采用這一技術(shù)。對(duì)美國(guó)政府機(jī)構(gòu)GIS應(yīng)用情況的了解和研究,無疑對(duì)在我國(guó)推廣GIS技術(shù)具有重要的意義。