張曉虹：GIS與中國歷史地理信息平臺(tái)建設(shè)

作者：張曉虹，系復(fù)旦大學(xué)中國歷史地理研究所教授

進(jìn)入21世紀(jì)以來，信息化技術(shù)發(fā)展日新月異，人類進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。在這一形勢下，歷史地理學(xué)研究面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)：對(duì)于不同來源、不同格式的歷史地理數(shù)據(jù)如何信息化并一體化存儲(chǔ)管理？新技術(shù)、新方法能否解決歷史地理學(xué)需要處理的復(fù)雜“時(shí)空間”問題？在精細(xì)的空間分析基礎(chǔ)上是否可以獲取對(duì)歷史時(shí)期人地關(guān)系的新認(rèn)識(shí)？利用新技術(shù)、新方法推動(dòng)歷史時(shí)期人與自然關(guān)系，探討信息化技術(shù)對(duì)學(xué)科發(fā)展的影響與促進(jìn)，成為數(shù)字時(shí)代歷史地理學(xué)的核心問題。在此過程中，作為對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析的技術(shù)性極強(qiáng)的學(xué)科，地理信息科學(xué)（GIS）發(fā)揮了極其重要的作用。

GIS技術(shù)與“中國歷史地理信息系統(tǒng)”研發(fā)

我國自秦代確立郡縣制和中央集權(quán)體制，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣袤疆域的直接管理。隨著中央統(tǒng)治的逐漸深入、各時(shí)期人口的不斷遷移，我國的疆域范圍和政區(qū)統(tǒng)屬多有變遷。因此，如果想準(zhǔn)確地了解中國歷史進(jìn)程和朝代興衰，就必須對(duì)歷代疆域政區(qū)沿革及其自然地理環(huán)境變遷有明確的認(rèn)識(shí)，因而我國古代就有“左圖右史”的傳統(tǒng)。

編繪歷史地圖在我國有著深厚傳統(tǒng)，目前最能代表我國歷史地圖編纂水平的是由譚其驤主編的《中國歷史地圖集》。然而其完成30多年中，我國歷史地理學(xué)已在各個(gè)領(lǐng)域取得巨大進(jìn)步，尤其是新的出土文獻(xiàn)與傳世資料不斷發(fā)現(xiàn)，極大推動(dòng)了歷史地理學(xué)發(fā)展。不僅如此，隨著歷史學(xué)研究的不斷精細(xì)化，其中的數(shù)據(jù)已不能滿足學(xué)者們的研究需要，學(xué)界不斷呼吁對(duì)其進(jìn)行修訂。

恰在此時(shí)，GIS技術(shù)開始從地理學(xué)研究走向數(shù)字人文研究領(lǐng)域，成為解決修訂《中國歷史地圖集》的重要方案。由復(fù)旦大學(xué)和哈佛大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“中國歷史地理信息系統(tǒng)”（CHGIS）項(xiàng)目2001年啟動(dòng)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用《嘉慶一統(tǒng)志》為核心資料，復(fù)原了1820年包括行政區(qū)劃、河流海岸線和縣級(jí)以下聚落點(diǎn)在內(nèi)的基礎(chǔ)地理信息作為演示和模型驗(yàn)證數(shù)據(jù)。隨后，CHGIS以秦朝建立到清朝滅亡為時(shí)間范圍，將我國政區(qū)的逐年變化數(shù)據(jù)復(fù)原出來。這一工作不僅為歷史地理學(xué)界提供了一套中國地名查詢系統(tǒng)和政區(qū)空間數(shù)據(jù)，更為多個(gè)研究方向的信息化建設(shè)提供了基礎(chǔ)平臺(tái)。

CHGIS項(xiàng)目的研發(fā)及完成對(duì)歷史地理學(xué)在數(shù)字時(shí)代的發(fā)展具有重要意義：發(fā)明呈現(xiàn)歷史時(shí)期基礎(chǔ)地理信息的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以生存期的方式呈現(xiàn)歷史時(shí)期政區(qū)的置廢分合，確立了一整套時(shí)空數(shù)據(jù)制作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。引發(fā)歷史地理學(xué)研究范式的轉(zhuǎn)型：各類古籍中有大量具有時(shí)間和空間信息的記載，但用傳統(tǒng)的方法難以利用，而GIS技術(shù)強(qiáng)大的資料處理能力和研究理念，有效提高了歷史時(shí)期自然、人文現(xiàn)象的空間分布及其演變過程的研究精度。

GIS科學(xué)與“中國歷史地理信息平臺(tái)”建設(shè)

隨著GIS的不斷發(fā)展，特別是空間分析方法的進(jìn)步，進(jìn)一步促進(jìn)了歷史地理學(xué)研究。綜合性的、集成各類數(shù)據(jù)的歷史地理數(shù)據(jù)平臺(tái)開始涌現(xiàn)，極大推動(dòng)了數(shù)字人文研究的發(fā)展。以CHGIS為基礎(chǔ)，建立一個(gè)基于多源數(shù)據(jù)的、綜合性的“中國歷史地理信息平臺(tái)”，成為勢在必行的工作。

基本構(gòu)想。GIS技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，更重要的是利用其強(qiáng)大的空間分析功能處理歷史數(shù)據(jù)，以解答歷史地理學(xué)的核心問題——人地關(guān)系問題。通過多種數(shù)據(jù)整合在同一數(shù)據(jù)平臺(tái)，將不同要素的空間分布疊加起來，可以促進(jìn)學(xué)科之間的交叉融合，推動(dòng)新文科建設(shè)。此外，數(shù)據(jù)平臺(tái)還需要具備科研成果的發(fā)布功能。因此，以現(xiàn)有的CHGIS項(xiàng)目成果為基礎(chǔ)，建立多要素的歷史地理時(shí)空數(shù)據(jù)庫，形成一個(gè)系統(tǒng)的歷史地理數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái)。在這一設(shè)計(jì)思路下，“中國歷史地理信息平臺(tái)”確定以時(shí)空框架、古舊地圖庫、歷史地名模型分析服務(wù)體系、用戶地圖和監(jiān)控運(yùn)維等方面進(jìn)行架構(gòu)，并于2021年7月正式對(duì)外發(fā)布。

功能設(shè)計(jì)。平臺(tái)架構(gòu)是在復(fù)旦史地所研發(fā)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上形成，需要實(shí)現(xiàn)的主要功能包括實(shí)現(xiàn)對(duì)CHGIS、古舊地圖、歷史地理專題數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和在線服務(wù)。因此，其基本功能包括數(shù)據(jù)服務(wù)、API接口服務(wù)、GIS空間分析功能服務(wù)、在線地圖制圖服務(wù)等。數(shù)據(jù)服務(wù)是中國歷史地理信息平臺(tái)的基礎(chǔ)。在平臺(tái)架構(gòu)中，按數(shù)據(jù)來源，又分為服務(wù)器數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和志愿者數(shù)據(jù)。服務(wù)器數(shù)據(jù)主要包括矢量的《中國歷史地圖集》各標(biāo)準(zhǔn)年代斷面政區(qū)數(shù)據(jù)、CHGIS數(shù)據(jù)集和歷史河流數(shù)據(jù)集。用戶數(shù)據(jù)是使用者根據(jù)研究所需上傳自己的數(shù)據(jù)后，利用服務(wù)器數(shù)據(jù)繪制所需的歷史地圖。志愿者數(shù)據(jù)則主要利用西安云圖公司提供的經(jīng)過配準(zhǔn)的各類實(shí)測地圖，以實(shí)現(xiàn)歷史地名數(shù)據(jù)管理、更新、檢索和調(diào)用，實(shí)現(xiàn)古今地名對(duì)照。平臺(tái)還具有應(yīng)用共享功能，為用戶提供空間分析技術(shù)支持，主要包括模型分析應(yīng)用和時(shí)態(tài)分析應(yīng)用。平臺(tái)支持論文成果的共享，也致力于大型專題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定與生產(chǎn)。

“中國歷史地理信息平臺(tái)”的學(xué)術(shù)價(jià)值

拓展地理信息科學(xué)在歷史地理研究中的應(yīng)用，為歷史地理學(xué)研究提供空間化、可視化、量化分析的新理論和新方法。GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)采集與管理、空間數(shù)據(jù)可視化、空間分析能力，已逐步應(yīng)用于歷史政區(qū)、歷史地圖、歷史地名數(shù)據(jù)庫、歷史地貌、歷史氣候等研究中。中國歷史地理信息平臺(tái)的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，主要集中在三個(gè)方面：

首先，實(shí)現(xiàn)了歷史地理多源時(shí)空數(shù)據(jù)的綜合管理和集成。將不同來源、不同特點(diǎn)的時(shí)空數(shù)據(jù)集成在同一個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行儲(chǔ)存、管理，使原本分散在各處的數(shù)據(jù)建立起“時(shí)空間”關(guān)系，將原來被遮蔽的因果關(guān)系分析揭示出來，無疑可以極大地推進(jìn)歷史地理研究；其次，探索開放的歷史地理數(shù)據(jù)共享機(jī)制。建立開放共享的中國歷史地理信息平臺(tái)，有望在學(xué)術(shù)資源共享機(jī)制探索中發(fā)揮重要作用；最后，對(duì)多學(xué)科交叉綜合研究的推進(jìn)。通過平臺(tái)的發(fā)布系統(tǒng)，一方面可以進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)字人文發(fā)展，另一方面也希望更多學(xué)科如歷史學(xué)、地理學(xué)、社會(huì)學(xué)等研究者利用該平臺(tái)數(shù)據(jù)，以達(dá)到多學(xué)科交叉與融合的目的。