从“中国历史地图集”到“中国历史地理信息平台”

——大数据时代的中国历史地理学

张晓红

概括:

地理信息系统(GIS)是20世纪以来出现的一种用于地理信息采集、存储、管理、计算和分析的新方法。 21世纪初,由于“中国历史地理信息系统”(CHGIS)的研发,这一方法被引入到中国历史地理学的研究中,并引发了学科研究范式的转变。 复旦大学中国历史地理研究所在CHGIS的基础上,整合自身数据资源后,建立了集数据服务、API接口服务、GIS空间分析功能服务、在线地图绘制服务等功能于一体的统一门户平台—— “中国历史地理信息平台”。 简要介绍了GIS在中国历史地理研究中的发展历程、CHGIS的研发过程以及“中国历史地理信息平台”的设计理念和主要功能,并指出数据平台在历史地理多源时空数据综合管理中发挥着重要作用。 整合和探索开放的历史地理数据共享机制,促进多学科研究具有重要影响和价值。

关键词:《中国历史地图集》; 地理信息系统(GIS); 中国历史地理信息系统(CHGIS); 中国历史地理信息平台; 大数据时代

进入21世纪以来,信息技术快速发展,人类进入大数据时代。 在这种新形势下,人文学科面临着巨大的挑战:大数据时代是否会给人类社会带来新的问题? 信息处理的变化会导致传统研究范式的变化吗? 传统人文社会科学带来的这些问题也困扰着历史地理学的研究。 例如,如何对不同来源、不同格式的历史地理数据实现信息化和一体化存储管理? 新技术、新方法能否解决历史地理学需要处理的复杂空间化问题? 例如,我们是否可以像现代地理学那样,利用新技术、新方法来模拟已经逝去的地理现象,并在此基础上进行空间分析,从而获得新的信息? 事实上,近20年来,历史地理学在面对上述问题时虽然遇到了很多困难,但最终这些困难不但一一得到解决,而且促进了这门学科的发展,这一切都归功于引进地理信息系统。

地理信息系统(简称GIS)作为一种收集、存储、管理、计算和分析地理数据的技术含量较高的方法,从20世纪末开始被中国地理学界引进,并很快成为地理学的重要组成部分。其研究范式的发展和转变的力量。 但由于历史地理学研究对象、数据和问题意识的独特性,GIS技术并没有引起中国历史地理学界的重视。 只有少数学者利用GIS进行了尝试性研究。 虽然成果令人惊叹,但无论是研究理念、研究方法还是研究方法都无法被当时的学者所接受,因此追随者寥寥无几。 直到2001年,哈佛大学与复旦大学中国历史地理研究所(以下简称复旦历史地理研究所)正式合作开发“中国历史地理信息系统(CHGIS)”,才出现了这种情况。被改变了。 此后20年,引发了中国历史地理学研究的革命性变革。

1首创:“中国历史地理信息系统”研发

中国古代历来有“左图右史”的传统。 由于疆域辽阔,秦朝建立了中央集权的郡县制,以实现对辽阔领土的直接管理。 这一制度虽然延续了2000多年,但随着统治的逐渐深入和人口的不断迁徙,地名频繁发生变化。 因此,不了解中国历史地名的变化过程和地名的具体地理位置,就很难还原中国历史的发生和发展。 因此,反映中国地名变迁过程的历史地图对于了解中国历史发展具有重要作用。 因此,历史地图的研究在中国历史地理学的研究中具有十分重要的作用。

1955年,已在复旦大学历史系任教的谭其骧教授受吴瀚先生委托,借调到中国社会科学院历史研究所编撰《中国历史地图集》 。 两年后,由于复旦大学的需要,谭先生回到复旦工作。 同时,地图编制工作也将转移到复旦继续进行。 谭先生在编纂地图集的过程中,按照现代历史地理学的研究范式,构建了该历史时期的基本地理信息。

(1)创建了历史地图标准年代的表达范式。 以往学者编修的历史地图集,大多以官方历史地理中的政区为依据,往往将不同时代的政区和疆域放在一张地图上,形成了关于王朝疆域和政区的错误观念。 特别是,它会误导用户关于我国四个历史领土的信息。 但《中国历史地图集》在编撰之初就意识到了这个问题的重要性,因此确立了各朝代的基本地理信息,并以最能反映该朝代疆域的年份作为标准年份,比较行政区域。 为了获得年份的行政区域和领土情况,例如,东汉王朝采用舜帝永和五年(140岁)作为标准年龄。 只有少数朝代时间跨度较长,疆域变迁复杂,所以用两年来表示。 例如,唐代先国289年,当疆域东至朝鲜半岛时,西部疆域已缩至帕米尔高原,其西极处于高原地区。 宗时期,到达阿姆河河流域。 因此,本图册采用了宗章二年(669年)、开元二十九年(741年)、元和十五年(820年)三个标准日期来代表唐代疆域行政区域的分布。以及我国当时的边疆政权。

(2)以现代实测图为底图。 为了更加准确地反映古今政治区域和自然地理要素的变迁过程,本图集以总参测绘局、国家测绘局新编的第一百万张中国地图作为底图,仅根据地图来表达。 内容按不同比例缩放。

(三)确定嘉庆二十五年(1820年)的疆域为中国历史领土的地理范围。 历史上每当政治权力中心在这一疆域内时,就被视为历史上的中国范围,改变了以中原王朝为中心的旧传统观念。

《中国历史地图集》历时三十多年,于1987年全部八卷出版,成为国内质量最高、内容最详尽、印刷最精美的中国历史地图集。和国外。 1986年,在《中国历史地图集》公开版出版之前,该地图集就被授予上海市哲学社会科学优秀成果特等奖。 1994年荣获中国社会科学院荣誉奖。 1998年获首届郭沫若中国历史奖荣誉奖。

然而《中国历史地图集》完成至今已有30多年了,历史地理学在各个领域都取得了长足的进步。 特别是新的出土文献和传世资料不断被发现。 《中国历史地图集》刻不容缓,集中纠正一些文字错误。 但由于纸质图册修改难度较大,这项工作一直推迟启动。 这个。 其次,《中国历史地图集》的标准年代虽然具有一定的代表性,但在使用过程中却很难反映整个王朝的疆域和行政区域的变迁过程。 王朝行政区域地理研究的进展,使得逐年还原疆域行政区域的变迁成为可能。 但纸质地图容量有限,难以适应更高精度的地域行政区域变化。 第三,用户二次加工极为不便。 从地图分类来看,《中国历史地图集》应属于一般地图范畴,即仅表达基本地理信息,如果表达某一专题的时空分布,则可以使用作为底图来绘制历史时期的专题地图有一定的难度,尤其是绘制非标准时期的专题地图时需要作者进行修改和修正。 这对于用户来说是非常不友好的。 上述问题在传统历史地理学研究框架下难以解决。

正因为如此,在信息时代给历史地理学发展带来新的发展机遇的背景下,如何将这一学术趋势转化为新的学术增长点,是历史地理学界迫切需要思考的新问题。 将地理信息系统采集、存储、管理、计算、分析地理数据的强大技术和方法应用于历史地图编制,为传统纸质地图难以处理的实际问题提供了解决方案。

正是在全球数字化趋势、GIS技术支撑和中国传统学术继承与发展三大需求的刺激下,促成了“中国历史地理信息系统”项目的研发。 早在1999年,时任复旦历史地理研究所所长的葛建雄教授就开始联系电子文化地图计划(ECAI),并向他们介绍了通过数字化补充和修订《中国历史地图集》的计划,时任副所长的满志敏教授则对明清时期的一些样本进行了数字化制作。 哈佛大学教授Peter Bowman表示哈佛大学愿意通过国际合作完成这一数字信息项目。 经过多方讨论,“中国历史地理信息系统”项目的研究工作终于在2001年启动,由于中美联合研发,设立了双主编:中方编辑主编为复旦大学葛建雄教授,美国版主编为哈佛大学鲍布特教授,中文执行主编为满志敏教授,美国版主编为Mr. . 裴明远.

前现代或前信息时代的各种古籍中储存了大量的历史地理信息。 想要用GIS方法来呈现古籍中这些时空信息的内容,首要的工作就是获取这些历史数据,尤其是CHGIS最基本的政区演变过程。 当时,复旦历史地理研究所参与编撰《中国历史地图集》的学者大多已经退休,但都被聘为项目研究员,如王文初、邹宜林、张修贵、赵永福、钱林书等教授。 同时,为了加快工作进程,组建具有年龄梯度的研究团队,付林祥、鲁卫东、孟刚、孙涛等青年学者也参与了资料整理和考证工作。项目的。 还有一些研究生也通过参与该项目接受了基础的学术训练。

2001年CHGIS项目启动后,项目组首先以《嘉庆一通志》为核心数据,恢复了嘉庆二十五年(1820年)的基本地理信息,包括行政区划、河流岸线、县级以下聚落等作为演示和模型验证数据。 随后,CHGIS以秦朝建立(公元前221年)至清朝灭亡的宣统三年(1911年)为时间范围,恢复了涵盖我国政治历史变迁的逐年数据。这段历史时期的地区。 该工作不仅为历史地理界提供了一套中国地名查询系统和政区空间数据,也为多个研究方向的信息化建设提供了基础平台。

CHGIS第一版于2002年发布,随着数据主题的完善和数据量的积累,随后几年陆续发布了更新版本。 直到2016年第六版数据发布,该项目才正式完成。 系统地名数据服务器原位于哈佛大学,2016年后迁移至复旦大学,哈佛大学保留镜像。

截至2016年项目完成,CHGIS主要完成了以下工作:一是建立了能够连续反映中国政治区域变化时间序列的数据,二是恢复了2016年两个时间段的基础地理数据。 1820年和1911年。后者不仅包括1820年和1911年的领土和政治区域数据,还包括基于数字地形数据(即DEM数据)的水系和聚落数据,即矢量数据、交叉数据的完整呈现。截面数据和时间序列数据。

CHGIS项目的研制和完成在学术界引起了很大反响,对历史地理学的发展具有重要意义。 其价值主要体现在两个方面。 一是形成一套时空数据生产技术标准。 由于GIS技术主要应用于空间数据的存储和管理,而历史地理学不仅有空间维度,还有时间维度,这就增加了呈现的难度。 而CHGIS则采用数据生命周期的方法来体现政区的分离与合并,形成了一套时空数据生产的技术标准。 这不仅是对历史地理学领域的重大贡献,也是对GIS技术应用拓展的重要贡献。 贡献。 二是引发历史地理学研究范式的转变和研究精度的提高。 这不仅使得一些过去无法使用的数据,包括图像数据、文献资料等能够得到利用,更重要的是,一些无法人工处理的数据也可以被学者用来反映自然和人文。历史时期。 现象的空间分布及其演化极大地提高了历史地理学研究的准确性。 可以毫不夸张地说,正是CHGIS项目的研发带动了GIS技术在历史地理学中的应用,引领了中国历史地理学近20年的发展潮流。

2进展:“中国历史地理信息平台”建设

CHGIS项目于2016年正式完成。如上所述,该项目不仅基本完成了近2000年来中国行政区域变迁的恢复,而且利用GIS技术进行历史地理研究和历史地理信息处理方法。它彻底改变了21世纪中国历史地理学的研究。 但CHGIS并没有完全实现最初设定的目标。 首先,数据在时间和空间上仍然缺乏。 在时间维度上,1820年(清嘉庆二十五年)和1911年(宣统三年)两个时间段的历史地理资料较为完整。 时间序列数据中,非统一王朝时期的数据由于数据不系统、研究难度等因素,存在较多空缺; 在空间维度上,仅完成了行政区划相对单一、文献资料相对丰富的地区的逐年变化。 其他地区要么涉及复杂的行政区划体系,要么缺乏文献记载,因此只完成了部分内容,但政区边界还存在不少空缺。 其次,数据类型比较单一。 系统数据主要由政区数据组成,其他历史、地理专题数据量相对较少。 由于完成过程中出现的各种问题和困难,目标规划中自然要素和社会经济要素的研究工作没有来得及启动。 另外,CHGIS本身只提供研究数据下载。 如果想要使用CHGIS数据进行分析或绘图显示,用户还需要掌握一定的GIS使用方法。 也就是说,使用CHGIS需要一定的门槛,这对于CHGIS来说非常重要。 应用和推广形成了很大的障碍。

在这种情况下,虽然CHGIS项目已经完成,但历史地理信息化工作还没有结束。 既然CHGIS打下了很好的基础,我们就会利用好这个资源,同时利用好复旦历史地理研究所长期积累的历史地理专题数据资源。 我们努力建立一个用户友好的历史地理信息平台,方便用户。 各自的研究。 因此,我们启动了第二阶段的工作,就是“中国历史地理信息平台”的建设。

2.1 建设中国历史地理信息平台的基本构想

早在谭其骧先生编纂《中国历史地图集》时,复旦历史地理研究所就积累了大量供绘制用的旧地图。 这些地图保存在研究所的资料室,并已扫描成电子版。 近年来,复旦历史地理研究所从日本、美国等主要研究机构获取了一批中国现代测量地图。 同时,我们的研究人员在承担国家、省部级项目时,也会从各大图书馆和世界各地的地图中获取地图。 该馆藏收集了大量地图的电子版本。 为了更好地利用这些古地图,复旦大学历史地理研究所于2016年尝试建立“古地图平台”,服务学术界。 同时,复旦历史地理研究所还利用学校211工程、985工程的资助,完成了专题研究,积累了历史时期地震分布数据库、明清台站数据库等一系列专题数据库。 、长三角地区佛寺数据库、上海地区聚落数据库等,这些学术资源大多具有时空信息。 如果它们能够与CHGIS集成并提供给学术界,将极大地促进中国历史地理学研究的进步。

事实上,这一时期国内外已有一些比较好的中国历史GIS数据平台,如哈佛历史地理信息系统、台湾“中央研究院”的“中华文明时空框架”和“丝绸之路”等。陕西师范大学历史地理信息》. 此外,国外也有一些国家级历史地理数据平台,如英国历史地理信息系统(GBHGIS)、美国国家历史地理信息系统(NHGIS)等。

经过对国内外历史地理信息平台的认真分析和比较,我们认识到,GIS技术发展到现在,其对历史地理的提升不仅仅是数据的管理和呈现,更重要的是对其数据的利用。强大的空间分析功能处理历史数据以回答历史地理问题。 第一个是; 二是数据平台除了完成研究工作外,还需要具备发布科研成果等功能。第三,通过在同一个数据平台上整合多种类型的数据,叠加不同要素的空间分布,或许可以促进学科之间的交叉融合,推动新文科的建设。 因此,在现有CHGIS、古地图数据库和历史地理专题数据库的基础上,建立多元历史地理时空数据库,形成系统的历史地理数据集和数据发布平台是我们下一步的任务。 在此设计思路下,我们最终确定了基于时空框架、古地名模型分析服务系统、用户地图、监控运维五个方面的“中国历史地理信息平台”()(图1)、达到学术资源共享的目的。

中国历史地图集_《中国历史地图集》_中国历史地图集是谁写的/

2.2 中国历史地理信息平台功能设计

中国历史地理信息平台的主要用户是历史地理研究人员,因此需要满足用户在历史地理基础数据的存储、展示、应用等方面的需求。 同时,平台架构(图2)是基于复旦历史地理研究所开发的数据形成的,因此需要实现的主要功能包括CHGIS、古地图、和历史地理专题数据。 因此,其基本功能包括数据服务、API接口服务、GIS空间分析功能服务、在线地图测绘服务等。

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2.2.1 数据服务

数据服务是中国历史地理信息平台的基础。 平台主要数据来源包括CHGIS数据、古地图数据平台以及复旦历史地理研究所开发的历史地理专题数据库。 在该平台的架构中,根据数据来源分为服务器数据、用户数据和志愿者数据。

服务器数据主要包括三部分,即《中国历史地图集》各标准年代剖面的矢量数据、

CHGIS数据集和历史河流数据集。 其中,CHGIS主要为用户提供中国历史行政区域的连续数据和个别年份的截面数据。 断面数据主要是嘉庆二十五年(1820年)和宣统三年(1911年)的政区、聚落和水系数据; 古地图数据主要基于“古地图平台”中的地图资源,包括传统地图、清代三大地图以及现代测绘方法绘制的各种比例尺的实测图; a 历史地理专题数据库包括历史地震专题、交通站点专题、寺庙专题、聚落专题等。这些专题数据中,具有可以定位到特定位置的空间信息的,用今天的地形底图来展示,例如历史地震数据库; 那些缺乏空间信息而无法定位的,例如现代上海出版业数据库,则使用数据表。 以允许学术界继续使用这些资源的形式呈现。

用户数据是指用户根据自己的研究需要上传自己的数据,并利用服务器数据绘制所需的历史地图。 用户上传的数据分为矢量数据和栅格数据。 其中矢量数据包括csv、shp、geojson等格式文件,栅格数据主要上传发布历史地图和古地图。

志愿者数据主要利用西安云图信息技术有限公司提供的各类已登记实测地图进行管理、更新、检索、调用历史地名数据,进行古今地名对比。 这部分数据主要是为用户提供一个在线平台,实现结果的可视化、编辑、共享和在线注册。

2.2.2 应用共享

如前所述,历史地理学在利用GIS进行空间分析方面相对滞后于数据服务。 然而,随着GIS技术的发展和学者对GIS认识的提高,对GIS空间分析的需求也越来越大。 因此,中国历史地理信息平台建设的重点不仅是持续为用户提供高质量的历史地理基础数据,还要让用户实现CHGIS数据的任意剪切、下载、打印等功能平台上,支持用户个性化数据管理。 除了实现在线编辑、在线制图、地图共享等功能外,还为用户提供空间分析技术支持。 这部分主要包括模型分析应用和时序分析应用。

平台的模型分析应用主要包括剖面分析、属性重分析、可见区域分析、缓冲区分析、热图分析、位置方向分析等功能。 时态分析应用主要用于展示不同时代的数据。 行政区域、聚落、水系等地理要素的变化过程可以直观地呈现。

复旦历史地理研究所自CHGIS发展以来,一直坚持数据共享的基本原则。 我们在中国历史地理信息平台的建设中仍然坚持这个原则。 该平台还进一步支持论文成果的共享,包括协作数据挖掘、数据制图以及《历史地理研究杂志》手稿的使用。 此外,该平台还致力于大规模专题数据标准的制定和制作。

综上所述,中国历史地理信息平台是基于CHGIS标准数据格式,集成多要素、不同主题的历史地理相关数据,集成多要素、多主题信息的综合历史地理信息系统平台。 。 实现历史地理时空数据的统一存储、管理、查询、分析和可视化。

3 展望:GIS技术与数字人文研究

拓展地理信息科学在历史地理学研究中的应用,可以为历史地理学研究提供空间化、可视化、定量分析的新理论和方法。 GIS强大的空间数据采集与管理、空间数据可视化、空间分析能力已逐步应用于历史行政区划和历史地图。 从目前历史地名数据库、历史地貌、历史气候研究的学术发展趋势来看,中国历史地理信息平台的学术贡献主要集中在三个方面。

首先,实现历史地理多源时空数据的综合管理和整合,将不同来源、不同特征的时空数据整合在同一平台上进行存储和管理,使原本分散各处的数据可以建立时空关系。 通过时空分析,揭示了之前隐藏的因果关系。 毫无疑问,它能够极大地推动历史地理学研究的进步,就像GIS引起了地理学的革命性进步一样。 二是探索历史地理数据共享开放机制。 Data opening and sharing are both opportunities and challenges for academic research in the era of big data. Can form stronger academic productivity. However, currently affected by various factors, many historical geographic data cannot be openly shared to benefit scholars. Therefore, the establishment of an open and shared Chinese historical geographic information platform is expected to play an important role in the exploration of academic resource sharing mechanisms. Finally, the advancement of multidisciplinary cross-integration research. Through the publishing system of the China Historical Geographic Information Platform, on the one hand, it can further promote the development of the emerging digital humanities. On the other hand, it is also hoped that more disciplines such as history, geography, sociology, etc. will use the data on the platform to Achieve the purpose of multi-disciplinary intersection and integration. In particular, the current disciplinary system is undergoing the largest adjustment process since the end of the 19th century. The cross-integration between disciplines is constantly bringing new problems to the academic community as well as new methods and new technologies to solve these problems. Therefore, the establishment of a Chinese historical geographic information platform based on interdisciplinary subjects is expected to further promote the interdisciplinary integration.

The construction of China’s historical geographical information platform plays an important role in promoting the development of historical geography disciplines and academic progress. In addition, we also hope that through the construction of GIS technology and digital platforms, the formation process of Chinese civilization that has lasted for thousands of years and its rich The cultural connotation is presented in a visual way.

About the author: Zhang Xiaohong, female, PhD in history, professor, doctoral supervisor, director of the Institute of Chinese Historical Geography at Fudan University, and director of the Historical Geography Research Center of Fudan University, a key research base for humanities and social sciences of the Ministry of Education.

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