美国的“地理国情普查”和“一张图”

为了落实国家测绘地理信息局“走出去”战略，国家基础地理信息中心与美国乔治梅森大学（George Mason University，GMU）于2010年签署了双边合作框架协议，由后者提供测绘地理信息技术与管理讲座、培训，并组织相关学术技术交流。在此协议框架下，2013年10-11月，湖南省测绘科技研究所副所长汤仲安博士赴美参加了第三期“高级地理信息技术”培训班，以下为其培训总结报告的部分内容选编。

——编 者

美国地理信息领域一般并不采用最前沿最高科技技术，而是往往采用较为成熟稳定的技术，但在其产业发展中蕴含的开放理念、市场观念和人人参与机制等令人耳目一新。

此次访美培训的专题是“地理信息平台建设及国情监测”，目的是向学员介绍美国有关地理信息平台建设和国情监测等方面的科研与应用进展情况，同时了解美国和国际测绘行业先进技术和管理经验，为做好我国正在开展的“天地图”、“地理国情监测”等重点建设项目提供技术借鉴和经验。

美国地理信息产业的发展和壮大，与其政策灵活、产学研结合紧密、用户需求定位准确等息息相关。在参观访问学习中，我们普遍感觉，美国地理信息领域一般并不采用最前沿最高科技技术，而是往往采用较为成熟稳定的技术，但在其产业发展中蕴含的开放理念、市场观念和人人参与机制等令人耳目一新，值得国内相关行业领域借鉴。

“无处不在”的美国地理国情监测

美国没进行类似于我国的地理国情普查和地理国情监测项目，但地理国情监测技术及应用无处不在，各类研究深入到各个行业，并把研究的方法及成果具体实施到监测中去。通过多年的积累拥有大量相关的信息资源，并利用科技界的最新成果和各部门的信息共享来实现信息资源的更新、维护和利用。

高度的数据共享。学习期间，深切地感受到了信息资源共享给美国的技术进步、成果应用带来的巨大效益。在美国，所有政府投入的项目一经完成，成果必须共享，无论是政府部门、企业还是个人都可以申请使用成果。数据共享不仅拓宽了行业间研究方向，也丰富了跨行业应用，为社会所需提供了全面细化的服务。例如路易斯安那州立大学的Fahui Wang 教授调取了美国从1790年到2010年，每隔10年的人口普查数据，利用空间统计的方法研究人口、经济和航空的变化轨迹；全球环境和自然资源研究所的John J. Qu 教授在做自然灾害与粮食问题研究时，无偿使用了MODIS（搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器）数据，分析土壤湿度、植被覆盖及气候变化；研究机构做美国农作物产量预估时，会共享农业部门提供的每个地块的种植情况，结合卫星影像，利用遥感影像分析技术对每个阶段的生长情况进行监测、评估产量。所有的研究、分析、评估、预报成果都将提供共享，为社会、经济的决策提供服务。

便捷的云计算服务。云计算”是目前美国发展较为前沿的技术领域，相关的标准和政策法规等正在讨论制定和初步形成中，但在具体的技术方面已经取得了长足的发展。美国的商业运作机制较为完善，因此云计算中的计算服务也作为一项重要的服务内容由各大专业公司向社会开放，也在很大程度上促进了海量数据的实时计算与服务。

由于不存在信息资源保密问题，计算者可以租用公有云（如亚马逊）平台进行海量计算。气候部门做气候模型计算时，要用到全球范围近200年的气候数据，描述海洋大气、海冰和地表要素的变量超过300个，时间分辨率为“月”，空间分辨率为4*5度，数据量约750GB，共有300个计算模型，按照常规计算至少需要3个月时间，杨朝伟教授的研究团队利用亚马逊的云服务，利用并行计算技术在短短的3个小时就完成了计算任务。

地理信息在城市研究与规划中的应用

美国各行业对测绘地理信息的工作及成果利用广泛，几乎所有行业都会将本行业的数据定位在地理信息数据上，进行统计分析应用，为本行业的决策提供科学的依据。

我们选取目前与地理信息结合较为紧密的城市规划业务来做参考。城市规划是指导城市建设，促进社会经济发展的“龙头”，是城市建设和管理的依据。地理信息系统是地理空间分析技术和计算机信息处理技术交叉的产物。它于20世纪80年代早期最先在欧洲等发达国家的城市规划中获得应用。

路易斯安那州立大学的Fahui Wang教授在关于“公共服务便捷度的度量、影响与优化”讲座中，重点提到了城市规划中公共服务便捷度以及其与地理信息的关系。

便捷度就是区位，学校、医院、体育设施、公共绿地和休闲场所等资源的合理分布。公共资源单由市场经济无法合理调控。而规划工作通常是以公众行为的便捷性和城市的发展为基础的，因此便捷度的研究对规划工作很有帮助。

而基于GIS对便捷度的度量实现研究，可以了解资源有多稀缺，可以确定供给和需求量的匹配比，了解资源有多远，分析距离、时间、路费、行为距离、心理距离等。在此基础上分析公共设施便捷度，从而对相应的城市规划和管理实行调整，比如通过对上班便捷度的调查研究，直接影响到相应的城市用地、公共交通的调整等。

由此形成城市规划的新理念——公共资源可达性的均等化，平等的理念由可达性的均等化来实现，绝对的平等不可行，可行的目标是把不平等最小化。

美国的“一张图”平台

美国内政部官员Jerry Johnson讲授了美国内政部在通过地理空间技术支持开放政府和开放数据中的所做的工作以及取得的成效。

美国内政部有72000名员工，管理30.35亿亩的土地，17.6亿亩的大陆架，8500多个石油合约，管理水资源、水库、大坝、户外活动设施（如公园、具有历史意义的地址等），保护自然资源、历史资源。为本土文化和保护组织提供服务。

2009年1月21日，奥巴马政府发布公告，提出了开放政府的理念：政务透明、公众参与、基于合作。美国拥有24000个政府网站，使用者很难从网站上快速高效地查找到所需要的信息，有的网站只对系统内部开放，公众很难查找信息，且有的网站没有采用新的技术。

基于这种现状，美国联邦政府决定建立开放型政府网站，由白宫科学技术办公室，与地调局一起，负责网站运行管理。利用网站把数据集中在一起，提供数据共享、下载，促进应用程序的开发，提供各种各样的服务。而怎样提供服务，则由公司来负责实现。并根据不同的领域建设社区，一个领域对应一个社区，大家根据自己的兴趣，可以加入到社区中来。

网站建立后，在短短的几年内，由当初的37个数据集发展到几十万个数据集。随着数据的开放与应用，产生了很多提供数据服务的公司，带动了创新与市场应用。

2013年5月9日，奥巴马签署联邦法案，确定网站数据对公众开放，免费访问。开放数据政策指的是：支持公众对数据的访问，实行数据共享，并加强数据与信息的管理，但涉及私有的信息不放到网上，由核心部委管理。将在六个月内，所有政府部门被要求列出所有的数据资产详细目录，并公布所有能供公众访问的数据清单。所有的数据信息均作为财产管理，并由联邦地理数据委员会（FGDC）负责国家数据空间基础设施的建设。

之后，由于目录服务中的数据，对于非专业人士来说，不容易访问，并且网站建立后，不可以在一个地方开放发布数据。同时FGDC采用了很多标准，实现了数据在美国政府部门中的共享，但由于每个部委技术实力不一样，碰到不少障碍，投入后，达不到效果。

为解决以上问题，总统签署法案，建立“一张图”服务，在同一个地理信息平台上集成各种信息。在处理墨西哥湾石油泄露事件中，内政部要求各部门利用“一张图”发布各自专题信息，将当地发生的事件、周围的环境以及人们受到的影响等尽量放在平台上，通过地图服务，将复杂问题进行集成，将分布的、不同的数据，更快更好地集成，将以前认识不到的通过地图，直观明了展现出来，为决策者们更加有效地工作提供支持。平台建设中采用开放标准，如WAIS、CS-W等，使共享很容易实现，并集成到平台中。

美国政府通过地理空间服务平台的建设，加强了数据在不同部门、不同用户中的使用、共享以及应用服务，极大地加快数据的更新，加快了数据的应用，开拓了市场，同时促进了地理信息技术的发展。在未来可以可借鉴美国的经验，将不同部门间开放数据统一 “一张图”平台中，在各部门间加强数据共享，减少重复建设，最大地利用资源。

由“美国经验”得到的启示

加强地理国情监测技术共享。我国的地理国情监测正在全国范围内大面积的开展，相关的技术规范和指标已经制订但需要经过实践的验证和调整。美国对此方面相近的研究已经有很多具体的成功实例，虽然中美两国国情不同，监测指标不同，但监测的手段与技术方法值得借鉴的。建议进一步加强合作和交流，充分借鉴国内外已有成功案例，对地理国情监测的方法、指标、分析、应用等进行完善。使我国的地理国情监测项目尽快发挥作用，产生成效。

加快地理信息共享政策制定。我国地理信息的共享，国家测绘地理信息局采用与其他部门签署共享协议的方式，虽然取得了一定的进展，但总体效果不佳，造成地理信息资源分散。建议借鉴美国的信息共享立法推进的经验，将信息共享纳入法律范畴，采用立法的方式促进信息共享，打破部门壁垒，促进地理新产业发展与繁荣。

探索公众参与地理信息更新的办法。随着地理信息的社会化应用，公众参与地理信息更新的热情度高，是一股庞大的力量。社交媒体信息（微博、Twitter、Facebook等）在美国的公共交通、灾害评估、商业消费等领域已经得到了极其广泛的应用，已经成为地理位置相关的快速分析和决策的重要信息源。由公众广泛参与提供位置相关的专题信息，并通过网络汇总分析后实时或准实时反馈给公众，反过来更进一步促进了公众参与度和认同度。我国拥有巨大的公众资源和良好的网络构架，如何将其充分利用将是地理信息领域今后的一个重要发展方向。

建议广泛借鉴google地图、Twitter、Facebook等国际著名网站、社交媒体的运作机制，建立我国公众参与地理信息更新的体制机制，利用我国现有志愿者地理信息的良好基础，依托“天地图”为公共平台，通过各种方式激励和引导公众广泛参与志愿者地理信息提供，探索公共数据分发服务、基础地理信息更新、应急响应机制建立的新策略和新方法，制定志愿者地理信息规范和标准，使国家测绘地理信息局成为我国志愿者地理信息市场的规划者和引导者。