第二章 典型國家地理空間大數據開發利用的發展概況

第一節 美國

總覽美國地理空間大數據的發展和應用，其地理數據管理的組織框架相對比較成熟和完善，并且在近30年的時間里不斷推進部署，目前已逐步構建起世界上較為領先的地理空間基礎設施整體架構和開發應用平臺。

一、美國推動地理空間大數據應用的組織結構

美國政府管理預算局（簡稱OMB）為美國聯邦政府機關，轄于總統府辦公室之下，其功能為：①規劃、準備及呈造總統的預算案給國會審議；②協同經濟部顧問委員會和財政部共同研究規劃可行的財政方案；③評估政府各部委與行政政策的績效；④提供總統法治事項的咨詢與建議。OMB為實現聯邦政府測量與制圖等有關活動的規范化，在1953年頒布了A-16號文件，并將其作為協調聯邦所有地理空間數據的基礎。隨后在經歷了1967年、1990年和2002年的多次修訂后，其更名為“地理信息空間信息及相關活動的協調”。

隨著信息技術的發展，美國充分認識到大數據的價值，并將其提升到戰略高度，同時通過把地理空間大數據作為國家戰略加以推動，用于促進國家空間信息的發展。20世紀以來，美國先后出臺了一系列法規，涵蓋了地理空間數據的各個處理環節，從數據源采集、數據發布，到數據應用和有效管理都作出了具體的規定。1990年，美國政府管理預算局（OMB）成立美國聯邦地理數據委員會（FGDC），旨在促進美國地理信息數據的開發、使用、分享、傳播和協調發展。2010年，美國國會通過更新法案，進一步提高了數據采集精度和上報頻度，使得美國數據采集和匯集體系更加成熟。2012年5月，美國公布的數字政府戰略提出，政府必須保證美國民眾可以隨時隨地通過任何平臺或設備獲取政府信息和公共服務。為了更加充分地挖掘數據價值，奧巴馬政府于2012年3月29日推出了“大數據研究與開發計劃”。在此基礎上，美國又于2016年5月發布了《聯邦大數據研究與開發戰略計劃》，其目標是對聯邦機構的大數據相關項目和投資進行指導，從而在國家戰略層面形成了全體動員的格局。

二、美國地理空間大數據基礎設施建設與共享應用

根據美國總統于1994年頒發的《協調地學數據的獲取與訪問：國家空間數據基礎設施》的12906號執行令，國家空間信息基礎設施（National Spatial Data Infrastructure,NSDI）是指地學空間數據的獲取、處理、訪問、分發及有效利用所需的技術、政策、標準和人力資源。地學空間數據（Geoscienee Spatial Data, GSD）是指標識地球表面的自然或人工建筑要素及境界的地理位置和特征的信息。這些信息可以從各方面獲得，尤其是通過遙感、制圖和測量技術獲得。統計數據也可包括在內，根據情況由收集機構決定?；A設施（Infrastructure）是指系統或組織的支撐基礎或基本框架（Webster）。

2010年年末，美國聯邦地理數據委員會（FGDC）在美國政府管理預算局（OMB）及美國國會的政策指導下設計了地理信息數據相關計劃、內容和技術，建立與國家整體信息政策和諧發展的地理信息政策，并首次在美國使用Geospatial Flatform這一概念，提出要構建美國的地理空間信息平臺，為各級政府提供支持，而且將會在未來帶來一系列優勢，包括如下幾個方面。

（1）商業、學術和非營利組織及各級政府，將采用一套通用的地理空間信息政策、規程、標準和數據模型，擁有共同的目的和目標，相互協作并可在彼此的成果上做進一步工作。

（2）提供權威的、可互操作的地理空間信息和工具，供用戶訪問、獲取和日常使用。

（3）采取適當的激勵措施，確保公平分攤技術上的投資費用、提高成本效益，不斷進步和創新。

（4）通過規模經濟帶動技術投資，充分利用日益緊縮的預算資源，以滿足公眾不斷增長的服務需求。

此后，美國聯邦地理數據委員會（FGDC）實施了多項有力措施（見表2-1），為聯邦和國家地理空間計劃的發展作出了巨大貢獻，之后于2013年12月發布了新的《美國國家空間數據基礎設施（NSDI）戰略規劃（2014—2016年）》，用于滿足美國對基礎地理信息數據的需要，保證地理信息的全球用戶能夠獲取數據，積極推動地理信息數據的應用。

三、美國地理空間大數據開發利用的發展經驗

美國在近30年的時間內不斷部署推進，綜合政府、企業、科研機構等多方資源，開展重要的行動計劃，不斷重新規劃、組合，構建起領先世界的地理空間基礎設施整體架構和開發應用平臺，建立了供全國范圍訪問的空間數據庫及相關政策和標準，基本實現了數據、人、機制、技術和價值體系的融合，使其成為一個功能完備的實體，極大地促進了從地理到環境到其他各個相關領域的發展。

（一）政府：發揮領導作用，注重戰略調整，完善組織機構

在面臨空間數據基礎設施建設帶來的挑戰與機遇時，美國聯邦政府始終發揮領導作用，根據時代背景和需要及計劃實施情況不斷做出戰略調整，成立專門負責地理空間數據組織協調的機構并不斷完善。

1．發揮領導作用

NSDI計劃從提出到實施以來，美國聯邦政府始終發揮其領導作用。1994年，時任總統克林頓頒布了12906號總統執行令；2002年，美國政府管理預算局（OMB）再次對A-16號文件做了修訂，進一步明確了NSDI的內容，強化了FGDC的組織機構，明確了該機構對全國范圍內此項工作的領導與敦促職責；2003年布什頒布13286號總統令，明確了新成立的國土安全部在其中的特殊作用，進一步號召推進NSDI工作；2010年，FGDC提出《地理空間信息平臺現代化藍圖》，要構建地理空間信息平臺，為各級政府提供支持。

2．注重戰略調整

隨著NSDI不斷推進，美國聯邦政府穩步開展相應的戰略規劃，并根據基礎設施和經濟發展的需求、面臨的環境問題等挑戰，不斷進行戰略調整。1996年，美國政府定位NSDI的發展戰略前景為“NSDI很容易用在地方、國家和全球事務中，并對經濟增長、環境質量改善和社會進步等做出貢獻”;2004年，美國在打造合作關系、框架實現和信息溝通等方面對國家地理空間信息發展戰略做出調整；2013年12月，FGDC公布《國家空間數據基礎設施（NSDI）戰略規劃（2014—2016年）》報告，提供了政府地理空間群體的責任框架。

3．完善組織機構

自NSDI提出以來，美國政府進行積極部署，不斷建立并完善相關的組織結構。聯邦地理數據委員會（FGDC）、“地理空間信息一站式服務”（GOS）和“國家地圖”（TNM）是致力于NSDI建設的3個國家地理空間行動計劃，這3個不同的組織在NSDI的實施中扮演著不同的角色，發揮不同的作用。聯邦地理數據委員會負責整體協調，“地理空間信息一站式服務”提供查找數據平臺，“國家地圖”構成基礎。

（二）企業：私人資本積極參與，加強技術發展，推廣實際應用

美國企業的私人資本積極參與國際地理信息產業，在政府提出的重點項目中扮演著重要角色，占有很大的比重；其投入大量資金用于發展和地理信息產業相關的技術，并將相關技術轉化為生產力，廣泛推廣，投入到實際應用中。

1．私人資本積極參與

美國私人資本的注入和積極參與為其衛星遙感的產業化奠定了一定的經濟基礎，極大地促進了美國空間影像公司、數字全球公司、軌道影像公司等大型私營遙感市場的發展。

2．加強技術發展

地理信息產業是綜合現代測繪技術、計算機技術、信息技術、通信技術和網絡技術發展形成的產業。美國企業大力推動相關技術的發展，使得地理信息產業能夠吸收應用當時的先進技術。無論是早期的數字化制圖，或者之后的多源異構型空間數據庫，乃至提出與實現WebGIS、云GIS環境下的地理信息服務，地理信息產業技術都走在IT技術的前端。

3．推廣實際應用

地理信息產業在國民經濟和社會發展的各個方面有著廣泛的應用，服務于我們的生活，并帶來便利。美國企業在加強技術發展的同時，把技術轉化為相關產品，推廣實際應用。

（三）科研機構：配合政府工作，明確職責任務，開展廣泛合作

美國科研機構在政府提出的戰略背景和時代科技日新月異的大環境下，配合政府進行科研工作，為實現國家的戰略目標開展重點研究；其明確自身的科研角色和職責，充分發揮科技研發能力，進行相關的重點項目研究，同時，和政府、其他科研機構開展廣泛的合作。

1．配合政府工作

美國國家航空航天局（NASA）是美國政府系統中的航空航天科研機構，對發展美國的空間信息產業起了重大作用。NASA建立了6個戰略事務部，總部下轄10個研究中心。

2．明確職責任務

美國科研機構明確自身的科研角色和職責，充分發揮其科技研發能力。美國地質勘探局（USGS）隸屬內政部，為其所轄八局中唯一一個科學信息與自然科學研究機構。在1997—2005年的戰略計劃中，USGS的工作重點為資源、環境、地質及水文災害相關領域，關注數據集成和信息管理模式的開發，突出強調要利用自身科技優勢，集中解決最受國家關注的資源、環境、災害與信息問題。

3．開展廣泛合作

科研機構同時還與政府、企業等主體開展廣泛的合作。USGS在長期工作過程中，除與內政部各局合作之外，還與聯邦政府農業部、商業部、國防部、國家科學基金會、環境保護局、聯邦緊急管理局、能源部、國家海洋與大氣管理局、國家航空航天局、州政府、地方政府、工業界及大學等機構，建立了務實的合作機制，其中包括建立良好的合作與服務關系，設置穩定的聯系機構等。此外，USGS還與國外機構包括某些國際組織建立了廣泛的合作聯系，同時承擔了聯合國和其他國家委托的項目。以我國為例，USGS與水利部、國家地震局、國家測繪局、中國地質調查局簽署協議，在全球的煤、天然氣水合物與礦產資源評價等方面均有業務往來與合作。