深入思考“地理之道”——理解我们的世界

 地理之道是用来理解和管理我们地球的基本框架，但它并不会凭空自行发生。地理之道的全面落实需要我们建设和维护GIS的基础设施，鼓励信息共享，还需要新形式的合作与协作。在实现这些梦想的过程中，GIS专业人员将扮演重要的角色。    在2007年ESRI全球用户大会上，我曾描述过GIS和地理之道，因为我相信这个词汇所描述的理念，是我们在GIS领域行事的基础，即“以地理之道来解决问题”。那篇讲话随后被摘录在ArcNews 2007秋季版上。在今天这篇文章中，我想进一步说明这一主题。地理之道是指将地理科学作为框架来理解我们的世界，以及运用地理知识解决遇到的问题，并指导人类的行为。每个使用GIS的人就是在运用地理之道。我们定义和讨论地理之道的目的就是解释为什么地理如此重要——为何应用地理科学处理日常问题会带来不同的结果。    例如，某人用数学方法来处理问题与他人用地理原理来解决同一问题所得到的结论将有天壤之别。当做一个对我们的生活具有重大影响的长远决策时，不采用地理方法的后果可能是极其严重的。    地理学是关于我们世界的科学，它描绘我们这个星球的自然和人文特征及其发展过程。这门科学告知人们什么正在发生，预测什么将要发生，还为我们进行的系统规划和决策提供有用的信息。    地理帮助我们更好的理解各种各样的空间现象以及它们之间的联系。比如，将气候、土壤和地形坡度联系起来可以帮助预测农业生产力。这种理解力使我们更加理性，更深入的了解事物的内在相关性，更清楚的认识到我们的行为累积对我们的星球所产生的影响。    GIS通过数字工具使地理学的这种能力更为强大，这些数字工具可以提炼和组织地理空间数据，为地理过程建模，并利用先进的计算机技术将这些数据和模型进行可视化。应用地理知识
    GIS正在帮助我们运用地理知识解决各种问题，其应用范围从提高企业效率到综合考量各种地理因素进行选址。    例如，我们需要为一条高速公路选线，GIS和地理之道可以同时考虑物理和人为因素，从而决定高速公路的布局和设计。这些要素包括环境、现有土地利用情况、地形、社会影响，甚至工程约束条件和造价。
全盘考虑多种因素是极具挑战性的，特别是试图权衡各种复杂关系的时候。GIS的价值便在这种情况下得以突现。起源
    地理之道的关键方法之一是在一张地图上整合多种要素，并依靠地图叠加的方法对其含义进行全面解释。这一经典方法在上个世纪60年代由Ian McHarg在他的著作《Design with Nature》中提及并推广开来。    GIS的出现使规划者能够用数字地图替代了塑料地图，前者可以通过多种定量的空间分析工具对数据进行集成建模。这些地图可以将基于科学的或者人为判断的各种要素经过加权叠加综合起来，从而帮助我们做出正确的决策。例如，一幅用于显示新设施选址或特殊土地利用规划的各地块相对适应性的地形图。    如今，生物学家运用这种方法为自然栖息地进行地理建模。同样，水文学者为洪水和洪水风险建模，社会学家为邻里关系和社会行为建模，而土地利用规划者则定期将这些模型整合，以便能更好的制定设计未来的战略规划。    地理之道还广泛应用于其他领域：在军事上用于越野调度；在资源规划上用于森林管理、采矿和石油开采；在城市规划上用于组织和管理城市的发展。它还被用于对火灾、地震、飓风和洪水等灾害进行预报和应急响应。地理之道还帮助各种组织机构在饥荒和社会冲突中提供人道主义援助。公共事业机构利用地理之道规划、建设和管理基础设施网络；商业机构则运用它来进行选址、产品推广、市场管理以及线路规划，从而使企业效益达到最大化。所有这些应用都对机构个体和整个社会带来了巨大利益。社会影响
    地理之道有很多显而易见的好处，其应用已大大超越了特定的范围。它对我们如何思考和理解这个世界，如何分析并做出决定，如何选择评估的方法，如何教育子孙后代，怎么与他人交流，确定怎样的管理风格，怎样对待我们的环境，都产生了深远的影响。前景
   尽管我们对地理方法的利用已日益娴熟，但也不过才开始区区几十年。因此，我们认为运用地理知识解决人类遇到的各类问题的旅程才刚刚开始。    也许，最具挑战性的应用就是理解和管理全球变化。当今世界正在飞速的变化当中。持续不断的人口增长、城市的扩张、自然资源的消耗、气候的变迁，以及生物多样性的消失等等问题都使未来充满挑战。    显然，我们最需要的是一种新方法，一个不仅可以综合考虑政治和经济因素，还可以顾及我们赖以生存的生态系统的方法。    就目前的环境而言，我们需要改变我们的生活方式：降低能源消耗，减少二氧化碳排放，保护或重建自然环境，削减消费，降低污染。    正如我们的个体活动需要统筹安排一样，我们的世界显然也需要一个系统而全面的框架，一种在保护环境的前提下能够理解和管理人类行为的方法。这种方法需要全盘考虑各种必要的因素，来创造和维护一个可持续发展的世界。    以GIS技术为支撑的地理科学提供的正是这样一种有力方法。它提供了一种全新的思维和行为方式，为我们的未来设计和创造解决方案，这就是地理之道。改进的技术及趋势
    今天，地理信息网络服务已被引入到开放的互联网环境中。这一概念的出现方便了市民查阅和使用地理空间数据。随着地理信息技术的改进，它们将促进地理信息和地理之道在更广泛和更丰富的空间中得到应用。    GIS行业的市场趋势有如下重要的几点：    1.支撑GIS的技术越来越先进。计算机越来越快，越来越便宜（摩尔定律），网络带宽渐增，移动技术（尤其是与GPS集成的移动技术）正在渗透到大众的日常生活之中，Web Services逐渐成为下一代所公认的处理平台，并且越来越多的采用互操作标准（IT界和GIS界都如此）。    2.很多大型企业越来越趋向于使用GIS作为实现企业战略目标的企业级技术平台。很多组织机构都与我们签订了企业许可协议。这些高速增长的行业包括：商业企业、物流运输、公共安全、自然资源、公共事业、国防、国土安全以及地方政府等。更多机构的高层领导也要求将GIS加入到讨论日程。他们希望他们的企业更具空间思维，能从空间的角度去部署、规划和管理企业。    3.在网络上，更多的GIS技术变得触手可及。受欢迎的网站，如Google Earth和Microsoft Virtual Earth，已将越来越多的人引入到地图和可视化世界中来，但实际上大众期望得到的远不止这些。因而我们的用户不断建造一些新站点，并在未来还将把他们的服务融入到全球可视化环境中。    4.GIS系统日益强大。它们存储和管理着更大量的数据，支持更多的应用，因而影响着企业对数据的投资，同时也给企业带来更大效益。    5.多源地理空间数据量成倍增长。新的技术（比如更多人造卫星和机载数码相机、更多激光雷达、GPS以及其他数字测量装置）和更多的运用这些技术正在驱动着地理测量的进步。所有这些地理测量手段为GIS专业人员提供了更加准确、更加全面的数据。    6.GIS数据正在逐渐被包装成“现成”的产品。ESRI最近已经发布了完整的全球和地图数据应用，可以安装在防火墙之内以供企业内部使用。    7.知晓GIS的人越来越多。很多人不但知道GIS的能力，而且知道将GIS数据整合到他们企业的工作流中所带来的价值。这在某种程度上要归功于一些消费地图网站，和我们用户的积极努力也是分不开的。    8.GIS软件在不断演化和发展。其中最重要的趋势是Server GIS的广泛应用。这项技术的发展（在服务器上的商业逻辑）为扩展桌面软件环境提供了平台，也为与传统IT基础架构进行整合提供了更快更简单的方法。Server GIS也为实现协作GIS网络（空间数据基础设施）提供了一个新的手段。例如，某地方政府中的一个GIS系统，现在可以由分布式的GIS工作组服务器网络与中央企业级服务器集成组成，自动复制数据，提供传统的数据仓库功能，支持并操纵交叉应用。    9.在边缘学科研究中，将GIS与传感器网络相结合，可以精确地观测实时变化，如温度、土地湿度、水流、微气候变化，植物生长及其它情况。这些传感器网络直接连接到GIS系统之中，譬如由全美大学水文科学联合会（CUAHS）研制的水文信息系统（由美国国家科学基金会资助）。   10.GIS的商业行情蒸蒸日上。ESRI及其合作伙伴就是很好的证明。我们相信这种效益增长反映出了人们对GIS日益浓厚的兴趣，也反映了我们的用户在各个领域所取得的成功。GIS小荷才露尖尖角
    我们相信GIS技术正帮助我们改善人类社会的诸多方面，也影响着我们与自然界的相互作用，而这种作用是潜移默化的。    我们认为GIS依然处于起步阶段。在不久的将来，我们的用户会建立起更加综合全面的系统，不但服务于其内部组织，而且还服务于其它机构和整个社会。这将产生巨大的效益。新兴的Web services体系和协作工具，将使用户以新的方式共同协作，并创造出更通用的问题解决方案。结语--- GIS专业人员为将来之需
    尽管地理之道获得了巨大的成功，但是它的广泛应用有赖于GIS专业人员不断地致力于建设和维护基础地理信息（高质量的数据库、强大的Web应用，以及与此相关的所有业务流程)。此外，我们还要鼓励和培养开放的信息共享和新形式的协作。    显然，GIS专业人员将在实现这个梦想的过程中发挥非常重要的作用。
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