美國聯(lián)邦政府對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)市場人士估計,1989年的世界GIS市場總銷售量已超過3億美元,預(yù)計到1992年將達6億美元。在美國,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,而且得到各級政府部門的高度重視。本文主要介紹近年來美國聯(lián)邦政府開展GIS活動和應(yīng)用的情況,從而展示這一新技術(shù)的應(yīng)前景和為我國開展GIS活動和應(yīng)用提供有益的借鑒。

　　一、聯(lián)邦政府GIS活動概要

　　美國聯(lián)鄭政府的許多部門,把GIS視為一種在計算機技術(shù)支持下,對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、處理、分析和顯示、旨在解決資源、環(huán)境和社會等復(fù)雜問題的綜合系統(tǒng)。一個GIS通常包括地圖和地理數(shù)據(jù),如自然資源、環(huán)境、人口和社會經(jīng)濟等多方面的數(shù)據(jù),同時它具有基于這些數(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GIS的應(yīng)用,首先是從對數(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年美國聯(lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會報告工作組對中央情報局、農(nóng)業(yè)部、能源部、商業(yè)部、只防部、內(nèi)務(wù)部、國務(wù)院等所屬的4個部門開展GIS活動的情況進行了調(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:活動概要》的報告。該報告的要點加下:

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

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

　　在37個應(yīng)用GIS技術(shù)的部門中,有31個利用其他部門現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。25個部門已與州和地方政開建立了 GIS合作計劃和項目。

　　在計算機方面,小型機和微機是各部門在GIS應(yīng)用中的主導(dǎo)硬件。GIS硬件使用的趨勢是從大中型機向小型機、從小型機向微機發(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)鄭政府機構(gòu)中占有同等地位。

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

　　以上要點反映了GIS技術(shù)已得到聯(lián)邦政府的重視和廣泛應(yīng)用,并預(yù)示著進一步發(fā)展的趨勢。

　　二、GIS活動的協(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)的兼容以達到信息共享的目的,諸多的GIS應(yīng)用部門需要進行有效的調(diào)工作。對于聯(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(FICCDC)來完成。另外,有關(guān)部門還通過組織合作項目來實現(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)委員會是由一個指導(dǎo)委員會和數(shù)據(jù)要求、標(biāo)準(zhǔn)化、用戶、技術(shù)交流和報告等五個工作組組成。它的主要任務(wù)是協(xié)調(diào)和促進數(shù)字地圖和GIS在聯(lián)邦政府機構(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)算辦公室報告GIS活動和進展情況。

　　指導(dǎo)委員會由內(nèi)務(wù)部、國防部、能源部、商業(yè)部、國務(wù)院、交通部等機構(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。

　　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,并為制訂和評價數(shù)字地圖數(shù)據(jù)提供一個良好的機制。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)需要進一步研究和發(fā)展的領(lǐng)域。1988年該工作組編輯出版了《評價GIS技術(shù)的方法》,該書是GIS管理和應(yīng)用的指南,同時對整個GIS技術(shù)提供了一個檢驗標(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)濟效益。

　　報告工作組的主要任務(wù)是監(jiān)督聯(lián)邦政府各部門對數(shù)字地圖的使用,收集各部門對數(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。

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

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

　　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。在美國聯(lián)邦政府各GIS應(yīng)用部門,小型機仍是主導(dǎo)硬件。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,GIS硬件有向小型機和微機發(fā)展的趨勢。軟件方面,在美國通常分為兩大類,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GIS商業(yè)性軟件很多,1989年達六十余種。公用性軟件和商業(yè)性軟件在美國聯(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,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

　　美國聯(lián)邦政府每年花費在GIS上的費用約為7000萬美元,主要用于系統(tǒng)運行、調(diào)試研究與開發(fā)。各部門由于對GIS技術(shù)的應(yīng)用程度不同,所花的費用不同,因此在系統(tǒng)的運行、調(diào)試和研究與開發(fā)三大項的花費比例也不同。1988年地質(zhì)調(diào)查總署和人口統(tǒng)計局在GIS上的花費均達一千萬美元。地質(zhì)調(diào)查總署在GIS上的花費有65%用于系統(tǒng)運行,5%用于系統(tǒng)測試,30%用于研究與開發(fā);而人口統(tǒng)計局在GIS上的花費僅25%用于系統(tǒng)運行,60%用于系統(tǒng)測試,巧%用于研究與開發(fā)。各部門GIS費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。表2是1984年一1989年美國聯(lián)鄭政府主要部門在GIS上的開支一覽表。

　　GIS的經(jīng)濟效益分析是GIS應(yīng)用和管理的重要環(huán)節(jié),對GIS進行投資必須基于效益分析。一般來說,對于某個具體系統(tǒng),最初需要購置硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)、培訓(xùn)人員,屬于高投資無效益階段;隨之進入建立數(shù)據(jù)庫和系統(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)運行和維護階段,此階段是低投資高效益階段。

　　美國聯(lián)邦政府在GIS應(yīng)用方面,注意經(jīng)濟效益分析,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地方機構(gòu)開始應(yīng)用GIS技術(shù),經(jīng)過兩年半的運行,該局于1988年9月對各部門GIS的投資和經(jīng)濟效益進行了詳細(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費用的1.68倍;以1986年美元價值合算,該局使用GIS技術(shù)所節(jié)約的經(jīng)費為793000美元(如圖1所示)。

　　美國的GIS市場在1989年曾以35%的速度增長。這一技術(shù)已得到美國聯(lián)邦政府廣泛的應(yīng)用,并顯示出良好的經(jīng)濟效益,預(yù)計在今后數(shù)年內(nèi)將有更多的部門采用這一技術(shù)。對美國政府機構(gòu)GIS應(yīng)用情況的了解和研究,無疑對在我國推廣GIS技術(shù)具有重要的意義。