北京大學(xué)劉瑜教授：關(guān)于地理學(xué)和GIS&S一點(diǎn)想法

地理學(xué)作為一個(gè)學(xué)科，其科學(xué)性經(jīng)常受到質(zhì)疑。我們需要回答，地理學(xué)研究某一特定問(wèn)題（如移民），和其它領(lǐng)域（如經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)）研究同一問(wèn)題，有什么區(qū)別。而在目前，對(duì)于某項(xiàng)研究是否屬于“地理學(xué)”的范疇的爭(zhēng)論也經(jīng)常出現(xiàn)。個(gè)人認(rèn)為，地理學(xué)者是在一個(gè)地理空間的框架中探討這些問(wèn)題，必須要考慮地理空間的特點(diǎn)。在地理研究中，空間分布的異質(zhì)性及依賴(lài)性、距離影響、尺度效應(yīng)、區(qū)域綜合都是必須要注意的問(wèn)題。比如，我們需要了解由于空間自相關(guān)的存在，在進(jìn)行相關(guān)分析時(shí)需要考慮樣本獨(dú)立性假設(shè)是否成立。而地理分析沒(méi)有天然的空間單元，在分析中需要注意可變面狀單元問(wèn)題，即對(duì)研究區(qū)采用不同的劃分方式，得到的分析結(jié)果就會(huì)有差異。因此，在進(jìn)行地理分析時(shí)，需要對(duì)上述問(wèn)題有深刻的認(rèn)識(shí)，并指導(dǎo)我們開(kāi)展具體的研究。

 “軟件是固化的思想(楊芙清)”，地理信息科學(xué)和系統(tǒng)(GIS&S)形式化了地理學(xué)的基本概念、基本規(guī)律、以及基本分析方法。例如，GIS&S利用柵格和矢量這兩個(gè)基本模型表達(dá)了地理現(xiàn)象的空間分布以及不同地理對(duì)象的特征。同時(shí)，GIS&S實(shí)現(xiàn)了一系列分析手段，體現(xiàn)了地理學(xué)研究中的概念、規(guī)律和方法。舉例而言，Tobler地理學(xué)第一定律表達(dá)了距離對(duì)于地理現(xiàn)象的影響，實(shí)際上蘊(yùn)含了兩個(gè)方面的含義，一個(gè)是地理分布的相似性（或空間依賴(lài)），即空間上越近的地方屬性越相似，二是空間聯(lián)系的強(qiáng)度，距離越近的兩個(gè)地物，空間聯(lián)系和交互相對(duì)越強(qiáng)。GIS&S則提供了一系列方法去“固化”Tobler第一定律所蘊(yùn)含的思想，如空間插值、空間自相關(guān)度量、分布模式檢測(cè)等體現(xiàn)前者，而重力模型等則用于量化后一方面。

值得指出的是，不論是人文地理現(xiàn)象還是自然地理現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)GIS&S建模后，都變成了相對(duì)一致的表達(dá)方式并適用于相似的分析方法，從這個(gè)角度講，GIS&S對(duì)地理學(xué)做了更高層面的抽象，從而超脫于具體的部門(mén)地理學(xué)，并促使我們?nèi)ヌ骄扛鼮榛A(chǔ)的地理學(xué)問(wèn)題。做一個(gè)“異想天開(kāi)”的設(shè)想，假定地外文明也發(fā)展了他們的不同學(xué)科，如數(shù)、理、化，必然也會(huì)有“地理學(xué)”。他們的物理、化學(xué)可能和地球人的物理、化學(xué)會(huì)比較相近，但他們的“地理學(xué)”和地球人的地理學(xué)肯定有不同的關(guān)注也會(huì)有相近的議題，這些相近的議題應(yīng)該是地理學(xué)更為本質(zhì)、更為核心的問(wèn)題。很容易可以想到，空間分異格局、距離、尺度等也是他們的“地理學(xué)”研究中需要面對(duì)的問(wèn)題，因此，假定外星人能夠開(kāi)發(fā)出地理信息系統(tǒng)，應(yīng)該和地球人用的地理信息系統(tǒng)比較接近。

作為結(jié)論，GIS&S對(duì)于地理學(xué)的科學(xué)化具有重要的意義，北大承繼成先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，地理信息系統(tǒng)就是地理學(xué)?？紤]到地理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，自然地理學(xué)不同方向（如水文、土壤、氣象）很容易在對(duì)應(yīng)的專(zhuān)門(mén)學(xué)科找到落腳點(diǎn)，而人文地理學(xué)則肩負(fù)了堅(jiān)守地理學(xué)核心價(jià)值的重任，更需要好的方法和工具的支撐。在中國(guó)，人文地理學(xué)發(fā)展相對(duì)落后于自然地理學(xué)。隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，許多學(xué)者都敏銳地認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)帶來(lái)了新的對(duì)地理空間的觀察手段，能夠透過(guò)海量人群的時(shí)空行為模式研究地理環(huán)境，對(duì)于地理學(xué)尤其是人文地理學(xué)是個(gè)很好的機(jī)遇。大數(shù)據(jù)對(duì)于GIS&S也是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要GIS&S學(xué)者研究新的分析方法和工具，為不同應(yīng)用提供支撐。簡(jiǎn)而言之，人文地理學(xué)者需要和GIS&S學(xué)者聯(lián)起手來(lái)，共同應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，研究地理學(xué)核心理論，并最終服務(wù)于解決不同的實(shí)際問(wèn)題。