第二章 典型国家地理空间大数据开发利用的发展概况

第一节 美国

总览美国地理空间大数据的发展和应用，其地理数据管理的组织框架相对比较成熟和完善，并且在近30年的时间里不断推进部署，目前已逐步构建起世界上较为领先的地理空间基础设施整体架构和开发应用平台。

一、美国推动地理空间大数据应用的组织结构

美国政府管理预算局（简称OMB）为美国联邦政府机关，辖于总统府办公室之下，其功能为：①规划、准备及呈造总统的预算案给国会审议；②协同经济部顾问委员会和财政部共同研究规划可行的财政方案；③评估政府各部委与行政政策的绩效；④提供总统法治事项的咨询与建议。OMB为实现联邦政府测量与制图等有关活动的规范化，在1953年颁布了A-16号文件，并将其作为协调联邦所有地理空间数据的基础。随后在经历了1967年、1990年和2002年的多次修订后，其更名为“地理信息空间信息及相关活动的协调”。

随着信息技术的发展，美国充分认识到大数据的价值，并将其提升到战略高度，同时通过把地理空间大数据作为国家战略加以推动，用于促进国家空间信息的发展。20世纪以来，美国先后出台了一系列法规，涵盖了地理空间数据的各个处理环节，从数据源采集、数据发布，到数据应用和有效管理都作出了具体的规定。1990年，美国政府管理预算局（OMB）成立美国联邦地理数据委员会（FGDC），旨在促进美国地理信息数据的开发、使用、分享、传播和协调发展。2010年，美国国会通过更新法案，进一步提高了数据采集精度和上报频度，使得美国数据采集和汇集体系更加成熟。2012年5月，美国公布的数字政府战略提出，政府必须保证美国民众可以随时随地通过任何平台或设备获取政府信息和公共服务。为了更加充分地挖掘数据价值，奥巴马政府于2012年3月29日推出了“大数据研究与开发计划”。在此基础上，美国又于2016年5月发布了《联邦大数据研究与开发战略计划》，其目标是对联邦机构的大数据相关项目和投资进行指导，从而在国家战略层面形成了全体动员的格局。

二、美国地理空间大数据基础设施建设与共享应用

根据美国总统于1994年颁发的《协调地学数据的获取与访问：国家空间数据基础设施》的12906号执行令，国家空间信息基础设施（National Spatial Data Infrastructure,NSDI）是指地学空间数据的获取、处理、访问、分发及有效利用所需的技术、政策、标准和人力资源。地学空间数据（Geoscienee Spatial Data, GSD）是指标识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。这些信息可以从各方面获得，尤其是通过遥感、制图和测量技术获得。统计数据也可包括在内，根据情况由收集机构决定。基础设施（Infrastructure）是指系统或组织的支撑基础或基本框架（Webster）。

2010年年末，美国联邦地理数据委员会（FGDC）在美国政府管理预算局（OMB）及美国国会的政策指导下设计了地理信息数据相关计划、内容和技术，建立与国家整体信息政策和谐发展的地理信息政策，并首次在美国使用Geospatial Flatform这一概念，提出要构建美国的地理空间信息平台，为各级政府提供支持，而且将会在未来带来一系列优势，包括如下几个方面。

（1）商业、学术和非营利组织及各级政府，将采用一套通用的地理空间信息政策、规程、标准和数据模型，拥有共同的目的和目标，相互协作并可在彼此的成果上做进一步工作。

（2）提供权威的、可互操作的地理空间信息和工具，供用户访问、获取和日常使用。

（3）采取适当的激励措施，确保公平分摊技术上的投资费用、提高成本效益，不断进步和创新。

（4）通过规模经济带动技术投资，充分利用日益紧缩的预算资源，以满足公众不断增长的服务需求。

此后，美国联邦地理数据委员会（FGDC）实施了多项有力措施（见表2-1），为联邦和国家地理空间计划的发展作出了巨大贡献，之后于2013年12月发布了新的《美国国家空间数据基础设施（NSDI）战略规划（2014—2016年）》，用于满足美国对基础地理信息数据的需要，保证地理信息的全球用户能够获取数据，积极推动地理信息数据的应用。

三、美国地理空间大数据开发利用的发展经验

美国在近30年的时间内不断部署推进，综合政府、企业、科研机构等多方资源，开展重要的行动计划，不断重新规划、组合，构建起领先世界的地理空间基础设施整体架构和开发应用平台，建立了供全国范围访问的空间数据库及相关政策和标准，基本实现了数据、人、机制、技术和价值体系的融合，使其成为一个功能完备的实体，极大地促进了从地理到环境到其他各个相关领域的发展。

（一）政府：发挥领导作用，注重战略调整，完善组织机构

在面临空间数据基础设施建设带来的挑战与机遇时，美国联邦政府始终发挥领导作用，根据时代背景和需要及计划实施情况不断做出战略调整，成立专门负责地理空间数据组织协调的机构并不断完善。

1．发挥领导作用

NSDI计划从提出到实施以来，美国联邦政府始终发挥其领导作用。1994年，时任总统克林顿颁布了12906号总统执行令；2002年，美国政府管理预算局（OMB）再次对A-16号文件做了修订，进一步明确了NSDI的内容，强化了FGDC的组织机构，明确了该机构对全国范围内此项工作的领导与敦促职责；2003年布什颁布13286号总统令，明确了新成立的国土安全部在其中的特殊作用，进一步号召推进NSDI工作；2010年，FGDC提出《地理空间信息平台现代化蓝图》，要构建地理空间信息平台，为各级政府提供支持。

2．注重战略调整

随着NSDI不断推进，美国联邦政府稳步开展相应的战略规划，并根据基础设施和经济发展的需求、面临的环境问题等挑战，不断进行战略调整。1996年，美国政府定位NSDI的发展战略前景为“NSDI很容易用在地方、国家和全球事务中，并对经济增长、环境质量改善和社会进步等做出贡献”;2004年，美国在打造合作关系、框架实现和信息沟通等方面对国家地理空间信息发展战略做出调整；2013年12月，FGDC公布《国家空间数据基础设施（NSDI）战略规划（2014—2016年）》报告，提供了政府地理空间群体的责任框架。

3．完善组织机构

自NSDI提出以来，美国政府进行积极部署，不断建立并完善相关的组织结构。联邦地理数据委员会（FGDC）、“地理空间信息一站式服务”（GOS）和“国家地图”（TNM）是致力于NSDI建设的3个国家地理空间行动计划，这3个不同的组织在NSDI的实施中扮演着不同的角色，发挥不同的作用。联邦地理数据委员会负责整体协调，“地理空间信息一站式服务”提供查找数据平台，“国家地图”构成基础。

（二）企业：私人资本积极参与，加强技术发展，推广实际应用

美国企业的私人资本积极参与国际地理信息产业，在政府提出的重点项目中扮演着重要角色，占有很大的比重；其投入大量资金用于发展和地理信息产业相关的技术，并将相关技术转化为生产力，广泛推广，投入到实际应用中。

1．私人资本积极参与

美国私人资本的注入和积极参与为其卫星遥感的产业化奠定了一定的经济基础，极大地促进了美国空间影像公司、数字全球公司、轨道影像公司等大型私营遥感市场的发展。

2．加强技术发展

地理信息产业是综合现代测绘技术、计算机技术、信息技术、通信技术和网络技术发展形成的产业。美国企业大力推动相关技术的发展，使得地理信息产业能够吸收应用当时的先进技术。无论是早期的数字化制图，或者之后的多源异构型空间数据库，乃至提出与实现WebGIS、云GIS环境下的地理信息服务，地理信息产业技术都走在IT技术的前端。

3．推广实际应用

地理信息产业在国民经济和社会发展的各个方面有着广泛的应用，服务于我们的生活，并带来便利。美国企业在加强技术发展的同时，把技术转化为相关产品，推广实际应用。

（三）科研机构：配合政府工作，明确职责任务，开展广泛合作

美国科研机构在政府提出的战略背景和时代科技日新月异的大环境下，配合政府进行科研工作，为实现国家的战略目标开展重点研究；其明确自身的科研角色和职责，充分发挥科技研发能力，进行相关的重点项目研究，同时，和政府、其他科研机构开展广泛的合作。

1．配合政府工作

美国国家航空航天局（NASA）是美国政府系统中的航空航天科研机构，对发展美国的空间信息产业起了重大作用。NASA建立了6个战略事务部，总部下辖10个研究中心。

2．明确职责任务

美国科研机构明确自身的科研角色和职责，充分发挥其科技研发能力。美国地质勘探局（USGS）隶属内政部，为其所辖八局中唯一一个科学信息与自然科学研究机构。在1997—2005年的战略计划中，USGS的工作重点为资源、环境、地质及水文灾害相关领域，关注数据集成和信息管理模式的开发，突出强调要利用自身科技优势，集中解决最受国家关注的资源、环境、灾害与信息问题。

3．开展广泛合作

科研机构同时还与政府、企业等主体开展广泛的合作。USGS在长期工作过程中，除与内政部各局合作之外，还与联邦政府农业部、商业部、国防部、国家科学基金会、环境保护局、联邦紧急管理局、能源部、国家海洋与大气管理局、国家航空航天局、州政府、地方政府、工业界及大学等机构，建立了务实的合作机制，其中包括建立良好的合作与服务关系，设置稳定的联系机构等。此外，USGS还与国外机构包括某些国际组织建立了广泛的合作联系，同时承担了联合国和其他国家委托的项目。以我国为例，USGS与水利部、国家地震局、国家测绘局、中国地质调查局签署协议，在全球的煤、天然气水合物与矿产资源评价等方面均有业务往来与合作。