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米国地質調査所（USGS）は、当初は地質調査所として設立された、米国内務省傘下の機関であり、生物学、地理学、地質学、水文学といった分野にわたる研究活動を行っている。同機関は、米国の地形、天然資源、そして米国を脅かす自然災害を調査するために、1879年3月3日に設立された。また、米国の宇宙探査機からのデータに基づいて、惑星や衛星の地図も作成している。
米国地質調査所（USGS）は、米国内務省唯一の科学機関であり、規制責任を持たない事実調査研究機関です。[ 2 ]本部はバージニア州レストンのにあり、コロラド州レイクウッド近郊、デンバー連邦センター、カリフォルニア州のNASAリサーチパークに主要な事務所があります。[ 3 ] 2009年には約8,670人の職員を雇用していました。[ 4 ]
USGSの現在のモットーは、1997年8月から使用されている「変化する世界のための科学」です。[ 5 ] [ 6 ]同機関の以前のスローガンは、創立100周年に採用された「公共サービスのための地球科学」でした。[ 7 ]
1800年代初頭、1812年の戦争後の西部への移住の結果として、農業を支援するために州や個人によって地質調査が行われた。[ 8 ]： 2最初の連邦政府による調査は、1834年に米国陸軍工兵隊地形局の下でジョージ・ウィリアム・フェザーストンハウによって行われ、米国の地質図を作成した。[ 9 ]： 22これに続いて、米国探検隊やジョン・ジェームズ・アバート率いる地形工兵隊の設立など、他の地質調査が行われた。[ 10 ]西部で金などの鉱物が発見されるにつれて、マニフェスト・デスティニーの一環として土地測量が必要になった。[ 8 ]： 4その結果、1800年代半ばには様々な州が地質調査機関を設立した。例えば、1854年に設立されたケンタッキー地質調査所などである。 [ 11 ]： 501
1867年3月2日、議会は、クラレンス・キング率いる米国陸軍工兵隊による大陸横断鉄道沿線の地質調査と、フェルディナンド・ヴァンデヴィア・ヘイデン率いる土地管理局によるネブラスカ州の天然資源調査を承認した。[ 8 ]： 5-6これらの調査は、ジョン・ウェズリー・パウエル（1869年のパウエル地理探検隊）とジョージ・ウィーラー（ウィーラー調査）が率いる調査を含む、米国領土地質地理調査局の設立につながった。 [ 12 ]ヘイデンは1871年のヘイデン地質調査のための資金も受けた。[ 8 ]： 7-8
1879年、米国科学アカデミーの報告書は、公共の領域における地質学および環境資源の研究を専門とする機関の設立を提案した。[ 13 ]この機関は、地質学ではなく測地学の測定に重点を置く既存の沿岸測地測量局とは別個のものとなる。[ 14 ]
この報告を受けて、議会は1879年3月3日、雑多な歳出法案の土壇場での修正として米国地質調査所（USGS）を設立した。[ 8 ]： 10 1879年組織法はラザフォード・B・ヘイズ大統領によって署名され、内務省の下に米国地質調査所長が設置された。この新機関は「国有地の分類、および国土の地質構造、鉱物資源、産物の調査」を任務としていた。[ 15 ] [ 16 ]また、この法律により、ヘイデン、パウエル、ウィーラーが率いていた既存の調査は1879年6月30日に中止された。[ 8 ]： 10
USGS の初期の任務は、1785 年の土地条例に従って公有地を調査し、鉱物の存在を分類することであった。当時、政府はルイジアナ買収と米墨戦争の結果として 12 億エーカーの土地を所有していたが、調査されたのは 2 億エーカーだけであった。[ 8 ] : 10クラレンス キングがUSGS の初代長官に任命され、ばらばらの地域調査機関から新しい組織を編成した。彼は西部での鉱業の経済開発に重点を置き、鉱業での機会を追求するために辞任した。[ 17 ] 2 年後、キングの後任としてジョン ウェズリー パウエルが就任し、機関の任務を拡大した。[ 18 ]
USGSは、大統領が上院の同意を得て任命する局長によって率いられています。[ 16 ]局長は、調査対象の土地に個人的または私的な利害関係を持つことは許されておらず、民間団体や企業のために調査を行うことも許されていません。[ 19 ]この機関は、バージニア州レストンのUSGS国立センター内に本部を置いています。[ 20 ]
科学研究は、USGS科学戦略のテーマに沿った5つの「ミッションエリア」に分かれています。これにより、研究は学際的になり、科学プログラムが幅広いカテゴリーにまとめられます。[ 21 ]各ミッションエリアは、ディレクターに直接報告するアソシエイトディレクターによって率いられています。[ 22 ]
特定の科学研究はさらに7つの地理的地域に細分化され、各地域は運営担当副局長に報告する地域局長によって率いられています。[ 22 ]これらの地域は内務省の統合地域と整合しています。[ 23 ]管理サービスは一元化され、管理政策担当副局長に報告します。[ 22 ]
7つの地域それぞれに現地事務所があり、その地域の地理や状況に特化した研究に重点を置き、各地域内に設置された科学プログラムや施設を支援している。[ 24 ]
5つのミッションエリアは、研究をトピックごとに分類し、それぞれに個別のプログラムと施設を設けています。[ 25 ] [ 26 ]
コアサイエンスシステムミッションエリアは、地球のクリティカルゾーンのあらゆるものに関する基礎研究部門です。[ 27 ]その活動は、構造地質学、地形学、地球物理学、地理学に重点を置いています。リモートセンシングによる土地の評価、進化生物学および生物地理学の分析に加えて、この作業はコンピュータサイエンスによってサポートされており、他のすべてのミッションエリアの基盤として、地図やその他の媒体を通じてデータを配布することを目的としています。このミッションエリアは、「モジュラーサイエンスフレームワーク」を中心に形成されており、デジタルアースへの貢献を目指しています。[ 28 ]
コアサイエンスシステムミッションエリアのプログラムには以下が含まれます: [ 27 ] [ 29 ]
コアサイエンスシステムミッションエリアの下にある科学センターには以下が含まれます。[ 27 ]
国立および地域の気候変動適応科学センター（CASC）[ 33 ]は、科学研究者と自然および文化資源管理者が協力して、全国の魚類、野生生物、水域、および土地が気候変動に適応できるよう支援するパートナーシップ主導のプログラムです。バージニア州レストンのUSGS本部に拠点を置く国立CASC（NCASC）はCASCネットワークの全国事務所として機能し、米国、米国太平洋諸島、および米国カリブ海に所在する連邦政府と大学のコンソーシアムで構成される9つの地域CASCは、それぞれの管轄区域内の州の資源管理の優先事項に対応する科学を提供しています。[ 34 ]
USGS は国立野生生物健康センターも運営しており、その使命は「健全な科学と技術サポートを提供し、野生生物と生態系の健康に影響を与える科学に基づいた決定を促進するために情報を普及させることで、国とその天然資源に貢献すること」です。NWHC は、国内外の野生生物の健康問題に関する情報、技術支援、研究、教育、およびリーダーシップを提供しています。[ 35 ]米国におけるH5N1鳥インフルエンザの発生監視を主に担当する機関です。USGS は、パタクセント野生生物研究センターを含む、米国内の 17 の生物研究センターも運営しています。
USGSはスタンフォード大学と協力して、鉱物やその他の地球物質のU-(Th)-Pb年代測定および微量元素分析のための分析施設であるUSGS-スタンフォードイオンマイクロプローブ研究所[ 36 ]を運営している[ 37 ] 。
自然災害ミッションエリアのプログラムには以下が含まれます: [ 38 ]
地震災害プログラム[ 39 ]は、世界中の地震活動を監視しています。コロラド州ゴールデンにあるコロラド鉱山大学のキャンパス内にある国立地震情報センター（NEIC）は、世界中の地震の位置と規模を検出します。USGSはまた、先進国立地震システム（ANSS）の傘下で、米国内のいくつかの地域監視ネットワークを運営または支援しています。 [ 40 ] USGSは、国内外の当局、緊急対応要員、メディア、および一般市民に、重要な地震について情報を提供します。USGSは、科学および工学研究のために地震データの長期アーカイブを維持しています。また、長期的な地震災害に関する研究を実施および支援しています。USGSは、UCERFカリフォルニア地震予測を発表しました。 [ 41 ]
USGSは、ShakeMapsをより迅速に構築できるように、ソーシャルネットワーキングサイトのTwitterとの連携を検討しています。 [ 42 ] ShakeMapsは、ユーザーが地震による揺れの分布と深刻度を視覚的に観察できるインタラクティブなツールです。[ 43 ]
2005年現在、同機関は、米国領土内の169の火山を監視する計測機器を改良し、各火山における相対的な脅威を測定する方法を確立することにより、国家火山早期警報システムの構築に取り組んでいる。
USGS は、全米に 5 つの火山観測所も運営しています。アラスカ州アンカレッジ(アラスカ太平洋大学キャンパス内)にあるアラスカ火山観測所 (アラスカと北マリアナ諸島の火山を対象)、カリフォルニア州メンローパークにあるカリフォルニア火山観測所、ワシントン州バンクーバーにあるカスケード火山観測所(アイダホ、オレゴン、ワシントンの火山を対象) 、ハワイ州ヒロにあるハワイ火山観測所(ハワイとアメリカ領サモアの火山を対象) 、ワイオミング州イエローストーン国立公園にあるイエローストーン火山観測所(アリゾナ、コロラド、モンタナ、ニューメキシコ、ユタ、ワイオミングの火山を対象) 。[ 44 ]
火山災害支援プログラムは、対応、能力構築、訓練、火山研究を通じて、火山噴火に見舞われている開発途上国を支援しています。[ 45 ]このプログラムはカスケード火山観測所を拠点としています。
USGS沿岸・海洋災害・資源プログラム（旧USGS沿岸・海洋地質プログラム）には、マサチューセッツ州ウッズホール、カリフォルニア州サンタクルーズ、フロリダ州セントピーターズバーグにそれぞれ1つずつ、計3つの主要な科学センターがあります。このプログラムの目標は、沿岸および海洋環境における幅広い研究を実施し、科学的理解を深め、ツールや技術を開発し、資源管理者や意思決定者が必要とする地図、データ、その他の情報を提供することです。[ 46 ]
米国地質調査所（USGS）の国立地磁気プログラムは、地磁気観測所で磁場を監視し、磁力計データをリアルタイムで配信している。
米国地質調査所（USGS）は、以下のような水関連のプログラムを多数運営している。
1984年の水資源研究法の一環として、州水資源研究法プログラムは、各州、ワシントンDC、プエルトリコ、米領バージン諸島、グアムに水資源研究所（WRRI）を設立しました。[ 51 ]これらの研究所は、国立水資源研究所（NIWR）を構成しています。これらの研究所は、研究、研修、協力を通じて水関連の問題に焦点を当てています。[ 52 ]
米国地質調査所（USGS）は、カナダおよびメキシコ政府の科学者、ならびに環境協力委員会と協力して、北米環境アトラスを作成しています。このアトラスは、大陸規模の視点から環境問題を描写し、追跡するために使用されます。
1962年以来、宇宙地質学研究プログラムは、地球規模、月面、および惑星の探査と地図作成に携わってきた。
USGSは、縮尺と範囲が異なるいくつかの全国規模の地形図シリーズを作成していますが、カバー範囲には大きな空白があり、特に1:50,000縮尺の地形図やそれに相当するものが存在しません。最も規模が大きく（縮尺と数量の両方で）、最もよく知られている地形図シリーズは、7.5分、1:24,000縮尺の四分図で、これは米国で最も一般的な非メートル法の縮尺です。これらの地図はそれぞれ、7.5分間隔で配置された2本の緯線と2本の経線で囲まれた領域をカバーしています。このシリーズの約57,000枚の地図は、48の隣接州、ハワイ、米国の領土、およびアラスカ州のアンカレッジ、フェアバンクス、プルドーベイ付近の地域をカバーしています。各地図がカバーする領域は、子午線の収束により、その場所の緯度によって異なります。北緯30度付近の低緯度では、7.5分四分図の面積は約64平方マイル（166 km 2 ）です。北緯49度では、同じサイズの四分図の面積は49平方マイル（127 km 2 ）です。1:24,000縮尺は、独自の非メートル法地図縮尺であるため、地図上の位置をプロットするには、別途専用のロマー縮尺が必要です。[ 53 ] [ 54 ]
USGSの最後の紙製地形図は2006年に発行され、2019年にはThe National Map [ 55 ]に置き換えられました[ 56 ] （内務省が作成したNational Atlas of the United Statesとは混同しないでください。内務省の局の1つがUSGSです）。
かつては、15分シリーズの古い地図シリーズが、米国本土をカバーする地図として、1:62,500の縮尺で本土48州を地図化するために使用されていましたが、20世紀最後の四半期に廃止されました。各地図は、15分間隔の2つの緯線と2つの経線で囲まれており、これは7.5分シリーズの4枚の地図でカバーされる領域と同じです。アラスカは以前は15分シリーズを使用して地図化されていましたが、2017年に1:25,000の縮尺の地図に置き換えられました。[ 57 ] 約3,000枚の地図が州の97%をカバーしています。[ 53 ]
USGS が作成した最後の通常の四角形シリーズは、1:250,000 スケールの地形シリーズです。米国本土のこれらの四角形はそれぞれ、 緯度 1 度、経度 2 度の範囲です。このシリーズは、より大規模なシリーズの地図よりも前に、1950 年代に米国陸軍地図局 によって作成され、489 枚のシートで構成され、それぞれが北緯 30 度の8,218 平方マイル (21,285 km 2 )から北緯 49 度の6,222 平方マイル (16,115 km 2 )の範囲をカバーしています。[ 53 ]ハワイはこのスケールで 1 度× 1 度の四角形で地図化されています。
USGSの地形図には、地図の縁にグリッド線と目盛りが記されており、これにより、経度と緯度のグリッド線による測定、公有地測量システム内のタウンシップとセクション方式、州平面座標系とユニバーサル横メルカトル座標系の両方における直交座標など、いくつかの方法で地図上の位置を特定することが可能になります。
米国地質調査所（USGS）は、さまざまな縮尺でその他の専門地図も作成している。これらには、郡地図、国立公園などの特定地域地図、科学的に重要な地域地図などが含まれる。
多くのインターネットサイトが、これらの地図を手頃な価格で商用および業務用に利用できるようにウェブ上で公開しています。米国政府の著作物はパブリックドメイン であるため、これらの地図の多くはインターネット上のさまざまな場所で無料で入手することも可能です。米国地質調査所（USGS）からは、地理参照された地図画像がデジタルラスターグラフィックス（DRG）として入手できるほか、USGSの地図に基づいたデジタルデータセット、特にデジタルライングラフ（DLG）やデジタル標高モデル（DEM）も提供されています。
2015年、USGSはtopoViewウェブサイトを公開しました。これは、1884年から2006年までの17万8000枚を超える地図のデジタル化されたコレクション全体を閲覧できる新しい方法です。このサイトは米国のインタラクティブマップで、ユーザーはマップを検索したり、マップ内を移動したりして、特定の地域のUSGSマップコレクションを見つけることができます。ユーザーはその後、地図を詳細に表示し、必要に応じてダウンロードできます。[ 58 ]
2008年、USGSは航空写真と現地調査に基づく地形図の測量、改訂、更新の従来の方法を放棄しました。[ 59 ]現在のUS Topo四分図（1:24,000）は、国立GISデータベースから提供される地図コンテンツを使用して、自動化および半自動化されたプロセスを使用して大量生産されています。[ 59 ] 2009年6月から2011年5月までの2年間で、USGSは40,000枚近くの地図を作成し、1営業日あたり80枚以上の地図を作成しました。[ 59 ]各地図に費やされるインタラクティブな作業は約2時間で、そのほとんどはテキストの配置と最終検査です。地図の詳細を確認するための現地調査や現地検査は基本的に行われません。[ 59 ]
改訂された米国のデジタル地形図は、編集と作成のコストははるかに低いものの、航空写真調査と現地調査に基づく旧世代の地図と比較して、精度と詳細さに欠けるとして批判されている。[ 59 ]デジタルデータベースは汎用地図の作成用に設計されていないため、解像度や収集日が異なるソースからデータを取得すると、データの統合が問題になることがある。[ 59 ]かつて直接現地調査によって記録された人工物は、公共の国家データベースには含まれておらず、風車、鉱山と鉱山坑道、貯水槽、フェンスライン、測量標識、公園、レクリエーション用トレイル、建物、境界線、パイプライン、電話線、送電線、さらには鉄道など、最新世代のデジタル地形図から頻繁に省略されている。[ 60 ]その結果、現在の米国の地形図は、1945年から1992年に作成された地図で達成された従来の地形図の表示基準に及ばないと指摘する人もいる。[ 59 ]
水文計測施設（HIF）は、組織構造内に4つのセクションがあります。[ 61 ]倉庫、修理工場、エンジニアリングユニットを含むフィールドサービスセクション、水理研究所、試験室、水質研究所を含む試験セクション、コンピュータサポートと製図ユニットを含む情報技術セクション、および管理セクションです。
The HIF was given national responsibility for the design, testing, evaluation, repair, calibration, warehousing, and distribution of hydrologic instrumentation. Distribution is accomplished by direct sales and through a rental program. The HIF supports data collection activities through centralized warehouse and laboratory facilities. The HIF warehouse provides hydrologic instruments, equipment, and supplies for USGS as well as Other Federal Agencies (OFA) and USGS Cooperators. The HIF also tests, evaluates, repairs, calibrates, and develops hydrologic equipment and instruments. The HIF Hydraulic Laboratory facilities include a towing tank, jet tank, pipe flow facility, and tilting flume. In addition, the HIF provides training and technical support for the equipment it stocks.
The Engineering Group seeks out new technology and designs for instrumentation that can work more efficiently, be more accurate, and or be produced at a lower cost than existing instrumentation. HIF works directly with vendors to help them produce products that will meet the mission needs of the USGS. For instrument needs not currently met by a vendor, the Engineering Group designs, tests, and issues contracts to have HIF-designed equipment made. Sometimes HIF will patent a new design in the hope that instrument vendors will buy the rights and mass-produce the instrument at a lower cost to everyone.
USGS researchers publish the results of their science in a variety of ways, including peer-reviewed scientific journals as well as in one of a variety of USGS Report Series[62] that include preliminary results, maps, data, and final results. A complete catalog of all USGS publications is available from the USGS Publications Warehouse.[63]