美国城市地理信息系统建设应用现状及借鉴

摘要：在美国电子政务的发展历程中，地理信息系统的开发与应用占据了非常重要的地位。地理信息系统技术与适当的地理信息数据集相结合，成为分析、处理和显示各种信息的重要工具，被广泛应用于从美国的国土安全直至老百姓的日常生活等各个领域。本文以美国高科技新城——凤凰城的实践经验为例，对美国城市地理信息系统的建设和应用进行了分析，以期为我市地理信息系统的建设及应用提供借鉴。

关键词：地理信息系统；现状；借鉴

作者简介：宫冠英，成都信息工程学院软件与服务外包学院副院长、工程师。（四川成都610000）

中图分类号：G20文献标识码：A 文章编号：1008-5947（2009）04-0081-03

［收稿日期］2009-08-13

美国城市地理信息系统建设应用现状及借鉴

●宫冠英

地理信息系统（Geographic Information System ，简称GIS ）是一项以计算机为基础管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，有效管理数据，研究各种空间实体及其相互关系。通过对多因素的综合分析，它可以迅速地获取满足应用需要的信息，并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

一、美国城市地理信息系统建设及应用现状美国是当今世界上应用信息技术最广泛、最普及的国家之一，信息技术使政府的行政管理、企业的经营活动以及老百姓的日常生活发生了翻天覆地的变革。据最新统计，目前美国政府的电子政务发展水平排名全球第2，仅次于加拿大。在美国电子政务的发展历程中，地理信息系统的开发与应用占据了非常重要的地位。现在，美国功能强大的地理信息系统可以快速地把多层数字地理空间数据制作成地图等数字产品，进行广泛的相关地理空间分析的准实时操作。地理信息系统技术与适当的地理信息数据集相结合，成为分析、处理和显示各种信息的重要工具，被广泛应用于从美国的国土安全直至老百姓的日常生活等各个领域。

以美国高科技新城、亚利桑那州的首府凤凰城为例。凤凰城是美国的第五大城市，也是美国西南部最大的都市，

它与周边十几个卫星城相连，形成有350万城市人口，面积约38,000平方公里的大都市区。1993年，凤凰城获得了国际贝特斯曼大奖（Germany's Carl Bertels ?mann Prize ），成为世界上管理最佳的城市之一，目前，凤凰城仍保持着美国模范城市的荣誉。凤凰城的城市管理者们十分注重在市政管理领域应用信息科学技术和现代管理手段，在电子政务的诸多方面取得了突破性的进展。2004年，其政府门户网站在全美城市最佳网站评选中被列为第2名，超过了纽约、芝加哥、新奥尔良、达拉斯等城市。

凤凰城建有成熟及完善的地理信息系统，其应用领域涉及政府事务的多个方面（如图1所示），包括城市规划发展、环境服务、交通服务、安全服务、行政管理、一般服务等，超过一半以上的政府部门直接运用地理信息系统资源改进工作方式，提高工作效率。

凤凰城市政府将地理信息系统广泛用于为市民提供地理资讯查询服务，市民只需键入自己的家庭地址，即可在地图上清楚地了解到周围政府部门、医院、学校、公园、图书馆、博物馆等与市民生活相关的各种公共服务机构的资讯，也可方便地查询体育馆、剧院、餐馆、酒吧等休闲娱乐场所。

城市地理信息系统数据库的建立，实现了各种空间信息资源的共享，极大地提高了政务工作的效率，其中最具特

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（总第

64期）色的运用当属城市基础设施管理。基础设施主要是指城市

地下管道（包括自来水管道、污水排放管道、煤气管道等）、城

市供电网、通信网络、邮政网点、道路与交通设施等。由于

这些设施同时具有与几何和空间位置相关的特性，建立基

于GIS的信息系统能够提高对这些设施的管理水平，同时

还能极大地提高设计与施工、设备维护与故障排除、线路改

造等方面的效率，从而产生巨大的经济效益和社会效益。

以GIS在凤凰城污水管理系统中的应用为例，当需要

对一条陈旧的污水管线进行改建时，首先遇到的问题就是

需要找到该管线的工程设计数据以及相关的信息，包括地

面建筑和交通、地图和航拍图象、地下设施（如地下所铺设

的电力、通讯、天然气、自来水管道），以及地表水和地下水的

水文信息等。这些信息过去往往是产生于市政各个部门，

并由这些部门所掌握，没有一个可以“链接”各个部门的数

据库，城市的污水系统管理人员对信息的分享和利用受到

部门间的限制。有时往往由于信息流通受阻，导致在原有

设计上进行改建的工作就需要花费更多的时间，因此政府

也就需要花费更多纳税人的钱来完成城市污水管线的改建

和更新工作。

如今地理信息系统的使用很好地解决了有关信息的共

享和利用问题。凤凰城市政府通过应用GIS，在政府公众

信息网上建立了涉及城市污水系统的专门栏目（http://

https://www.360docs.net/doc/6b13342444.html,/WATER/wtrdev.html），将所有的与

污水系统管理相关的信息上网，使用户随时可以下载使

用。例如，在室外的工作人员可以使用掌上电脑通过互联

网在现场完成数据以及图象的输入和现场报告，这样既提

高了工作效率，又使信息的存储能力不再受到电脑终端的

限制。GIS显示的信息被系统地分成三类，第一类可以显

示城市的各条污水管线，所有管线上的出入口及其坐标、污

水处理设施，雨水与污水合用设施。第二类包含城市的各

个公园、小溪和河流、地形图、街道和公路、土壤、建筑等等。

第三类则是每块地产的地界，以及市区、选区的地界。另

外，当用户使用网站的地图信息时，有静态的和互动的两种

地图可供用户进行选择，静态地图中的信息一般是保持不

变的，而互动地图可以方便用户根据自己的需要选择各种

不同的地图信息。

随着城市的发展，污水的排放量会不断增加或改变，规

划部门需要了解在某个地区增加或改变排放量能否影响到

整个系统的工作状态。管理人员使用GIS系统，可以根据

输入管线出入口的号码或者街道的名称，选择在这部分管

线上采用水文模型来模拟新增加的污水排放量，这样就可

以获得所需的计算结果。根据采用模型仿真所得到的结

果，规划部门就可以确定是否可以在这个地区建设新的商

业区和居民区。另外，对于城市污水系统的管理人员来说，

了解污水管线的维护状况也是非常重要的。通过GIS系

统，管理人员可以从数据库中检查哪些部分出现了损坏、哪

些管线出入口发生了外溢以及损坏了的部分管线是否已被

修复、外溢的原因是否已经被查明等。这些经常出现问题

的部分管线也会反映到互动地图上以引起管理人员的注

意，使他们能够及时采取措施去进一步调查分析和解决发

生的问题。

由于地理信息系统数据库维护和更新的工作量特别

大。市政府给予了大力支持，不但投入大量资金，还在市信

息管理局下设专门的部门管理此项工作，随时对变化了的

数据进行2次采集，并耐心细致地进行加工处理，以保证信

息的准确性。政府相关部门利用这些基础信息又进行2次

加工，更好地发掘了其使用价值，给城市带来巨大的经济效

益。例如市社区与经济发展局按照地域将凤凰城划分为

13个区域，并将城市产业集群状况、人力资源供给、基础设

施条件等要素信息系统地加工到各个区域的地图上，形成

专题信息资源，在政府招商引资的过程中，这些信息对于从

事不同行业的企业选址起着非常重要的参考作用，促进和

引导了产业集聚发展。

二、对成都市地理信息系统建设及应用的借鉴

近年来，成都市地理信息系统的建设及应用虽然取得

了一定成绩，但与电子政务的客观需求相比，还存在很大差

距，主要问题：

第一，缺乏多源、多尺度、多分辨率、多时相基础地理空

间数据的支持；地理空间数据的现势性差、分辨率低；数据

的标准化水平低，难以实现数据集成和资源共享。

图1凤凰城地理信息系统及应用示意图

理

论

探

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第二，技术支撑水平低。目前，地理空间数据主要以静态地图或电子地图的形式为电子政务提供背景空间信息服务，应用水平低，海量数据管理、远程传输的数据压缩、空间分析、Web GIS、空间数据挖掘、空间辅助决策和三维可视化等技术的应用潜力尚未发挥出来。

第三，部门间的“信息孤岛”仍然存在，尚未建立协同服务和信息资源共享的业务运行模式，制约了政务GIS的发展。

第四，电子政务GIS的服务机制尚未形成，目前的基础地理信息和GIS技术服务大多处于项目级水平，尚未形成稳定、持久的政务GIS的运行机制。

当前，成都市提出了“把成都建设成为中西部地区创业环境最优、人居环境最佳、综合竞争力最强的现代特大中心城市”的目标，我市的经济发展将进一步依靠信息技术的广泛运用，地理信息系统的应用对于我市各级政府、企业面向信息经济社会、满足决策和生产的信息需求，推动技术进步具有重要意义。因此，发展地理信息系统产业，对于促进我市传统行业的信息化改造和国民经济的结构调整具有十分重要的意义。

借鉴美国城市地理信息系统建设及应用的先进经验，我们可以采取以下措施：

第一，将地理信息系统建设纳入我市信息化基础设施建设，各级政府和有关部门要将推动地理信息系统应用及产业化工作纳入相关规划。

第二，市政府加大力度扶植和发展一批有市场竞争力的地理信息系统软件企业，开发和完善具有自主版权的全系列地理信息系统产品，在对经济建设和社会发展有重大意义、条件具备的领域组织实施自主版权的地理信息系统应用示范工程，提高“成都造”地理信息系统软件产业的整体实力。

第三，建立地理信息系统科学评估和管理机制，建立地理信息系统高层次专家委员会，对加速我市地理信息系统发展提出咨询建议和意见，对重大高新技术项目进行评估。

第四，建立地理信息系统软件测评和产品认证机构，培育和发展中介服务机构，加强科技成果转化和普及应用，为企业和用户提供技术和信息咨询服务，确保向用户提供质量可靠、性能稳定的技术和产品。

第五，进一步完善城市地理信息数据库系统，组织制订地理信息系统开放性的数据标准规范，建立公共标准的模块化软件系统，制订空间数据交换共享的实施办法和地理信息系统考核评估体系。

责任编辑谢培丽

制度、税种设置、税收征纳关系、税收处罚、司法规范、协税护税责任等内容，统一税法，提高立法层次，增强税收法律制度的权威性。同时，加大税收处罚力度。严格依法打击各类税务违法违章行为；积极争取建立税收司法保障体系，设立税务警察和税务法庭，为税收执法提供有力保障；加强对税务执法的监督检查，完善执法检查办法，推进执法责任制，保证税收执法的客观、公正与准确，形成良好的税收执法环境。

（三）构建严密的税务监控环境

从先进国家和地区的经验可以看出，要实现对纳税人的严密监控，光靠税务机关一家的力量，是远远不够的，必须依靠全社会的力量，进行综合治理。美国社会监控包括成熟的个人信用制度、健全的银行结算体系、完善的税收司法保障制度和税务监控体系，几乎所有纳税人都处于该网络的严密监控之下。虽然我国也很重视社会协税护税网络建设，但是很少从立法的角度明确规定各协税护税单位的责任和义务，因此许多部门和单位（如银行）往往因为自身利益需要不愿承担协税护税义务。同时我国市场机制还不完善，个人信用制度还未建立，银行结算落后，司法保障体系还未形成，难以实现对个人收入监控和制约。因此，当前应发挥各级政府统筹规划、综合协调的职能，明确工商、银行、海关、财政、国土等部门协税护税的责任和义务，建立健全协税护税网络。同时，普遍推行个人统一社会保障号码或纳税编码制度，将个人编码作为其基本档案，并与个人信用、社会保障、就业、投资挂起钩来。此外，将来随着我国个人信用制度、银行结算制度的建立和完善，对现金交易的控管和个人收入情况监控的逐步加强，适时推行个人收入双向申报制度，加强不同来源个人收入信息的核查，强化个人所得税控管。

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责任编辑孙鸣

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