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美国联邦政府对GIS技术的应用

钟耳顺

论文来源:《遥感信息》 1991年第01期

摘要:地理信息系统(GIS)是一门旨在解决规划和管理中各种复杂问题的空间数据处理枝术。它是一种良好的管理工具和决策支持系统。
关键词: GIS技术

  地理信息系统(GIS)是一门旨在解决规划和管理中各种复杂问题的空间数据处理枝术。它是一种良好的管理工具和决策支持系统。在近十年内,这一技术迅速发展,日臻完善,并得到广泛的应用。据市场人士估计,1989年的世界GIS市场总销售量已超过3亿美元,预计到1992年将达6亿美元。在美国,GIS技术不仅被企业,如石油、矿产、房地产等许多公司所应用,而且得到各级政府部门的高度重视。本文主要介绍近年来美国联邦政府开展GIS活动和应用的情况,从而展示这一新技术的应前景和为我国开展GIS活动和应用提供有益的借鉴。

  一、联邦政府GIS活动概要

  美国联郑政府的许多部门,把GIS视为一种在计算机技术支持下,对空间相关数据进行采集、处理、分析和显示、旨在解决资源、环境和社会等复杂问题的综合系统。一个GIS通常包括地图和地理数据,如自然资源、环境、人口和社会经济等多方面的数据,同时它具有基于这些数据而产生新信息和为用户提供多种决策支持的功能。为了履行其职能和有效地完成其法定任务,联邦政府的大多数部门均需利用和处理各种空间数据。联邦政府对GIS的应用,首先是从对数字地图的使用开始的,随着GIS技术的发展和其功能的完善,GIS开始渗透到许多领域和部门,从而逐渐取代原有的一些信息系统。

  1988年美国联邦数字地图协调委员会报告工作组对中央情报局、农业部、能源部、商业部、只防部、内务部、国务院等所属的4个部门开展GIS活动的情况进行了调查,并就其调查结果向联郑政府管理和预算办公室(OMB)提交了题为《联邦政府GIS:活动概要》的报告。该报告的要点加下:

  在所调查的44个部门中,有37个部门(占84%)已应用和计划应用GIS技术,其中12个部门已广泛应用GIS技术,20个部门计划在1990年广泛应用这一技术。

  10个部门已制仃了关于发展和应用GIS的政策:13个部门已有分类标准;19个部门已有数据采集标准;15个部门已作出付现有标准进行管理的决定。

  在37个应用GIS技术的部门中,有31个利用其他部门现有的数据。25个部门已与州和地方政开建立了 GIS合作计划和项目。

  在计算机方面,小型机和微机是各部门在GIS应用中的主导硬件。GIS硬件使用的趋势是从大中型机向小型机、从小型机向微机发展。在软件方面,大众化软件(P D)和商业性软件的使用在联郑政府机构中占有同等地位。

  在财政方面,美国联郑政府1988年财政年度,在GIS技术的总开支约为5000—5500万美元,1989—1990财政年度预计达6000—7000万美元。1988财政年度在G IS技术应用费用超过300万美元的邵门有4个,其中商业部人口调查局达800万美元。预计在以后两年内,在GIS应用费用超过300万美元的邵门将增加到9个。

  以上要点反映了GIS技术已得到联邦政府的重视和广泛应用,并预示着进一步发展的趋势。

  二、GIS活动的协调工作

  GIS是一门信息技术,为了避免不必要的重复工作和保证数据的兼容以达到信息共享的目的,诸多的GIS应用部门需要进行有效的调工作。对于联郑政府来说,这一协调工作主要是由联邦数字地图协调委员会(FICCDC)来完成。另外,有关部门还通过组织合作项目来实现有关部门间的协调工作。

  联郑数字地图协调委员会是由一个指导委员会和数据要求、标准化、用户、技术交流和报告等五个工作组组成。它的主要任务是协调和促进数字地图和GIS在联邦政府机构的应用,建立数据标准和规范,并向管理和预算办公室报告GIS活动和进展情况。

  指导委员会由内务部、国防部、能源部、商业部、国务院、交通部等机构的人员组成,负责指导和协调各工作组的活动。

  数据要求工作组的主要任务是确认联郑政府对数字地图和数据的要求,并为确保满·足某些特别要求而优先采集数据作协调工作。

  标准化工作组的宗旨是促进数据交换和避免在数据交换中的不必要重复和不兼容性,并为制订和评价数字地图数据提供一个良好的机制。其具体任务包括选取地质调查局和其他部门收集的各种综合数据,进行数据分类,制数据标准和标准说明。该工作组于1988年制订了“数字地图数据标准草案”,公布于《美国制图学家》1988年第1期。

  技术交流工作组的主要任务是为管理和使用数字地图和GIS技术交流信息、技术思想和方法。引导这一技术的发展和确认需要进一步研究和发展的领域。1988年该工作组编辑出版了《评价GIS技术的方法》,该书是GIS管理和应用的指南,同时对整个GIS技术提供了一个检验标准。

  用户工作组的主要任务是沟通信息,使用户更有效地应用GIS和提高其经济效益。

  报告工作组的主要任务是监督联邦政府各部门对数字地图的使用,收集各部门对数字地图和G IS的应用情况,并负责向管理和预算办公室汇报。

  联邦数字地图协调委员会是每年发表年报和每季发表简报(News letter),报道和记述联郑政府各部门开展GIS活动和应用的情况。这对沟通信息和协调各部门的G IS活动起着积极的作用。

  除联郑数字拖图协调委员会的工作外,许多部门通过组织合作项目来达到部门之间的协调作用。至1988年,已有14个部门有这类相互合作项目。

  三、技术情况

  GIS技术构成主要包括硬件、软件和“人件”三大部分。在美国联邦政府各GIS应用部门,小型机仍是主导硬件。随着计算机技术的迅速发展,GIS硬件有向小型机和微机发展的趋势。软件方面,在美国通常分为两大类,一类是由政府或有关部门投资开发而不受版权保护的公用性软件(Public domain);另一类属各公司所有的商业性软件。美国GIS商业性软件很多,1989年达六十余种。公用性软件和商业性软件在美国联郑政府占有同等地位,使用比较广泛的软件有ARC/INFO,ERDAS、GRASS和INTERGRAPH等+余种。表1是联邦政府GIS应用的主要硬件和软件情况。

  GIS的“人件”是指GIS的管理人员和技术人员,主要包括GIS管理员、程序员、协调员和应用分析员等。在美国,GIS已成为一门新职业,虽然这种职业还不如MIS热门,但GIS人才市场已是供不应求,特别是受过专门训练的GIS技术人员更是缺乏。为了满足对GIS人才的急需,联邦政府各有关部门都采用短期培训等多种办法来培训人员。许多部门已制仃了人员培训计划,有的部门编制了G IS音像教育材料或编印了GIS材料,供有关人员学习,如内务部国家公园局编印了GIS管理指南,环保局编印了《什么是GIS》。通过多种途径来培训人员,从而保证GIS在联郑政府的应用。

  四、投资与效益

  美国联邦政府每年花费在GIS上的费用约为7000万美元,主要用于系统运行、调试研究与开发。各部门由于对GIS技术的应用程度不同,所花的费用不同,因此在系统的运行、调试和研究与开发三大项的花费比例也不同。1988年地质调查总署和人口统计局在GIS上的花费均达一千万美元。地质调查总署在GIS上的花费有65%用于系统运行,5%用于系统测试,30%用于研究与开发;而人口统计局在GIS上的花费仅25%用于系统运行,60%用于系统测试,巧%用于研究与开发。各部门GIS费用的来源主要依靠政府拨款,部分来源于其他部门的合作经费。表2是1984年一1989年美国联郑政府主要部门在GIS上的开支一览表。

  GIS的经济效益分析是GIS应用和管理的重要环节,对GIS进行投资必须基于效益分析。一般来说,对于某个具体系统,最初需要购置硬件设备和软件系统、培训人员,属于高投资无效益阶段;随之进入建立数据库和系统开发阶段,投资减少,但和前者一样,均属无效益阶段;然后是系统运行和维护阶段,此阶段是低投资高效益阶段。

  美国联邦政府在GIS应用方面,注意经济效益分析,有关部门已制仃了GIS效益分析方法和步骤。例如,印地安事务局自1986年起在其本部和六个地方机构开始应用GIS技术,经过两年半的运行,该局于1988年9月对各部门GIS的投资和经济效益进行了详细的调查。该调查结果表明:

  GIS硬件以五年为限,考虑设备折旧率,利用人工管理系统是GIS费用的1.68倍;以1986年美元价值合算,该局使用GIS技术所节约的经费为793000美元(如图1所示)。

  美国的GIS市场在1989年曾以35%的速度增长。这一技术已得到美国联邦政府广泛的应用,并显示出良好的经济效益,预计在今后数年内将有更多的部门采用这一技术。对美国政府机构GIS应用情况的了解和研究,无疑对在我国推广GIS技术具有重要的意义。

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