張曉虹：GIS與中國歷史地理信息平臺建設

作者：張曉虹，系復旦大學中國歷史地理研究所教授

進入21世紀以來，信息化技術發展日新月異，人類進入數字時代。在這一形勢下，歷史地理學研究面臨著巨大的機遇和挑戰：對于不同來源、不同格式的歷史地理數據如何信息化并一體化存儲管理？新技術、新方法能否解決歷史地理學需要處理的復雜“時空間”問題？在精細的空間分析基礎上是否可以獲取對歷史時期人地關系的新認識？利用新技術、新方法推動歷史時期人與自然關系，探討信息化技術對學科發展的影響與促進，成為數字時代歷史地理學的核心問題。在此過程中，作為對地理數據進行采集、存儲、管理、運算、分析的技術性極強的學科，地理信息科學（GIS）發揮了極其重要的作用。

GIS技術與“中國歷史地理信息系統”研發

我國自秦代確立郡縣制和中央集權體制，實現對廣袤疆域的直接管理。隨著中央統治的逐漸深入、各時期人口的不斷遷移，我國的疆域范圍和政區統屬多有變遷。因此，如果想準確地了解中國歷史進程和朝代興衰，就必須對歷代疆域政區沿革及其自然地理環境變遷有明確的認識，因而我國古代就有“左圖右史”的傳統。

編繪歷史地圖在我國有著深厚傳統，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，我國歷史地理學已在各個領域取得巨大進步，尤其是新的出土文獻與傳世資料不斷發現，極大推動了歷史地理學發展。不僅如此，隨著歷史學研究的不斷精細化，其中的數據已不能滿足學者們的研究需要，學界不斷呼吁對其進行修訂。

恰在此時，GIS技術開始從地理學研究走向數字人文研究領域，成為解決修訂《中國歷史地圖集》的重要方案。由復旦大學和哈佛大學聯合研發的“中國歷史地理信息系統”（CHGIS）項目2001年啟動后，項目團隊利用《嘉慶一統志》為核心資料，復原了1820年包括行政區劃、河流海岸線和縣級以下聚落點在內的基礎地理信息作為演示和模型驗證數據。隨后，CHGIS以秦朝建立到清朝滅亡為時間范圍，將我國政區的逐年變化數據復原出來。這一工作不僅為歷史地理學界提供了一套中國地名查詢系統和政區空間數據，更為多個研究方向的信息化建設提供了基礎平臺。

CHGIS項目的研發及完成對歷史地理學在數字時代的發展具有重要意義：發明呈現歷史時期基礎地理信息的技術標準，以生存期的方式呈現歷史時期政區的置廢分合，確立了一整套時空數據制作的技術標準。引發歷史地理學研究范式的轉型：各類古籍中有大量具有時間和空間信息的記載，但用傳統的方法難以利用，而GIS技術強大的資料處理能力和研究理念，有效提高了歷史時期自然、人文現象的空間分布及其演變過程的研究精度。

GIS科學與“中國歷史地理信息平臺”建設

隨著GIS的不斷發展，特別是空間分析方法的進步，進一步促進了歷史地理學研究。綜合性的、集成各類數據的歷史地理數據平臺開始涌現，極大推動了數字人文研究的發展。以CHGIS為基礎，建立一個基于多源數據的、綜合性的“中國歷史地理信息平臺”，成為勢在必行的工作。

基本構想。GIS技術發展到現在，更重要的是利用其強大的空間分析功能處理歷史數據，以解答歷史地理學的核心問題——人地關系問題。通過多種數據整合在同一數據平臺，將不同要素的空間分布疊加起來，可以促進學科之間的交叉融合，推動新文科建設。此外，數據平臺還需要具備科研成果的發布功能。因此，以現有的CHGIS項目成果為基礎，建立多要素的歷史地理時空數據庫，形成一個系統的歷史地理數據集和數據發布平臺。在這一設計思路下，“中國歷史地理信息平臺”確定以時空框架、古舊地圖庫、歷史地名模型分析服務體系、用戶地圖和監控運維等方面進行架構，并于2021年7月正式對外發布。

功能設計。平臺架構是在復旦史地所研發數據的基礎上形成，需要實現的主要功能包括實現對CHGIS、古舊地圖、歷史地理專題數據的存儲、管理和在線服務。因此，其基本功能包括數據服務、API接口服務、GIS空間分析功能服務、在線地圖制圖服務等。數據服務是中國歷史地理信息平臺的基礎。在平臺架構中，按數據來源，又分為服務器數據、用戶數據和志愿者數據。服務器數據主要包括矢量的《中國歷史地圖集》各標準年代斷面政區數據、CHGIS數據集和歷史河流數據集。用戶數據是使用者根據研究所需上傳自己的數據后，利用服務器數據繪制所需的歷史地圖。志愿者數據則主要利用西安云圖公司提供的經過配準的各類實測地圖，以實現歷史地名數據管理、更新、檢索和調用，實現古今地名對照。平臺還具有應用共享功能，為用戶提供空間分析技術支持，主要包括模型分析應用和時態分析應用。平臺支持論文成果的共享，也致力于大型專題數據標準的制定與生產。

“中國歷史地理信息平臺”的學術價值

拓展地理信息科學在歷史地理研究中的應用，為歷史地理學研究提供空間化、可視化、量化分析的新理論和新方法。GIS強大的空間數據采集與管理、空間數據可視化、空間分析能力，已逐步應用于歷史政區、歷史地圖、歷史地名數據庫、歷史地貌、歷史氣候等研究中。中國歷史地理信息平臺的學術貢獻，主要集中在三個方面：

首先，實現了歷史地理多源時空數據的綜合管理和集成。將不同來源、不同特點的時空數據集成在同一個平臺上進行儲存、管理，使原本分散在各處的數據建立起“時空間”關系，將原來被遮蔽的因果關系分析揭示出來，無疑可以極大地推進歷史地理研究；其次，探索開放的歷史地理數據共享機制。建立開放共享的中國歷史地理信息平臺，有望在學術資源共享機制探索中發揮重要作用；最后，對多學科交叉綜合研究的推進。通過平臺的發布系統，一方面可以進一步推動數字人文發展，另一方面也希望更多學科如歷史學、地理學、社會學等研究者利用該平臺數據，以達到多學科交叉與融合的目的。