—大数据时代下的中国历史地理学

 

从《中国历史地图集》到“中国历史地理信息平台”—大数据时代下的中国历史地理学 张晓虹摘要:地理信息系统（GIS）是 20 世纪开始用于地理信息采集、存储、管理、运算、 分析的新方法，这一方法在 21 世纪初因“中国历史地理信息系统”（CHGIS）的研发而得以引入中国历史地理学研究中，并引发学科研究范式的转型。

在 CHGIS 的基础上，复旦大学中国历史地理研究所将自有数据资源整合后，建立一个集数据服务、API 接口服务、GIS 空间分析功能服务、在线地图制图服务等功能为一体的统一门户平台—“中国历史地理信息平台”。

本文简要介绍了 GIS 在中国历史地理学研究中的发展，以及 CHGIS 研发过程和“中国历史地理信息平台”的设计理念及主要功能，指出该数据平台对实现历史地理多源时空数据的综合管理和集成、探索开放的历史地理数据共享机制和推进多学科交叉融合研究都有着重要的影响与价值。

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，信息化技术的发展日新月异，人类进入了大数据时代。

在这一新局面下，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？信息处理方式的改变会不会引发传统研究范式的改变？这些对传统人文社会科学所带来的问题，同样也困扰着历史地理学的研究诸如，对于不同来源、不同格式的历史地理数据如何实现信息化并一体化存储管理？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？如，我们能否如同现代地理学一样，利用新技术与新方法模拟已逝去的地理现象，并在其基础上进行空间分析以获取新的信息？事实上，近 20 年来，历史地理学在直面上述问题中虽然遇到过不少困难，但最终这些难点不仅被一一化解，还促进了本学科的发展，这全归功于地理信息系统的引入。

地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）作为对地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析的一种技术性极强的方法，从 20 世纪末开始被中国地理学界引入，很快成为引领地理学发展及其研究范式转型的重要力量。

但由于历史地理研究的对象、资料及其问题意识的独特性，GIS 技术一直没有引起中国历史地理学界的重视，只有少数学者利用 GIS 进行试探性研究，其成果虽然惊艳，但无论是研究理念，还是研究方法都还不能为当时的学者所接受，故跟随者寥寥。

直到 2001 年哈佛大学与复旦大学中国历史地理研究所（下简称复旦史地所）正式合作研发“中国历史地理信息系统（Chinese Historical Geographic Information System，简称 CHGIS）”，这一局面才得以改变，并在随后 20 年间引发了中国历史地理学研究革命性的变化。

1 开创：“中国历史地理信息系统”研发中国古代一直有“左图右史”的传统由于疆域辽阔，秦代为了实现对广袤疆域的直接管理，确立了郡县制的中央集权制这一制度虽历经 2000 年不替，但随着统治逐渐深入、人口不断迁移，地名变迁频繁。

故此，如果不了解中国历史地名的变化过程，以及地名的具体地理位置，很难还原中国历史的发生与发展，因而反映中国地名变化过程的历史地图在理解中国历史发展中发挥着重要作用是故，历史地图研究在中国历史地理研究中地位十分重要。

1955 年，已在复旦大学历史系任教的谭其骧教授受吴晗先生之托，借调到中国社会科学院历史研究所编纂《中国历史地图集》，两年后因复旦大学工作需要，谭先生返回复旦工作，同时将编图工作也转移到复旦继续进行在编辑该图集的过程中，谭先生按照现代历史地理学的研究范式，进行了历史时期基础地理信息的构建。

（1）创立了历史地图标准年代的表达范式之前学者所编辑的历史地图集，大多以正史地理志中的政区设置作为基础，常常会把不同年代的政区与疆域放在一张地图上表现，对王朝疆域和政区形成错误观念，尤其是会误导使用者对我国历史疆域四至的认识。

而《中国历史地图集》在编撰之初就意识到这一问题的重要性，因此确立了每一个朝代的基础地理信息用一个最能反映该王朝疆域范围的年份作为标准年代，并对政区设置及疆域范围进行翔实的考证，以求得该年份的政区与疆域状况，如东汉就采用顺帝永和五年（140 年）作为标准年代。

只有个别朝代时间跨度大、疆域变迁复杂，才设置两个年份来表达，如唐代享国 289 年，疆域最东达朝鲜半岛时，西部的疆域已内缩到帕米尔高原，而其西极在高宗时期可达阿姆河流域故图集采用总章二年（669 年）、开元二十九年（741 年）和元和十五年（820 年）三个标准年代表现唐代疆域政区和当时我国边疆政权的分布状况。

（2）以现代实测地图为底图为更精确地反映出古今政区及自然地理要素的变迁过程，该图集采用总参测绘局和国家测绘总局新编的一百万分之一的中国地图为底图，只是根据图幅表达的内容缩制为不同的比例尺（3）确定了以嘉庆二十五年（1820 年）的疆域为历史上的中国疆域的地域范围。

凡历史上政权中心在此疆域内，都作为历史上的中国范围，改变了旧有的以中原王朝为中心的传统观念《中国历史地图集》的编撰历经 30 余年，至 1987 年全部八册图集才出版完成，成为国内外质量最高、内容最翔实、印制最精美的中国历史地图集。

1986 年，在《中国历史地图集》的公开本还没有出全的情况下，该地图集就被评为上海市哲学社会科学优秀成果特等奖，1994 年再获中国社会科学院荣誉奖，1995年获国家教育委员会普通高等学校首届人文社会科学研究优秀成果著作类一等奖，1998 年获首届郭沫若中国历史学奖荣誉奖。

但是，迄今《中国历史地图集》完成已经 30 多年，历史地理学已在各个领域取得了巨大的进步，尤其是新的出土文献与传世资料不断被发现，使得近 30 年中学者们不断对图集中一些考订错误进行纠正，这就亟需对《中国历史地图集》进行修订。

然而由于纸质地图集修订不易，这一工作迟迟无法启动此其一其二，《中国历史地图集》的标准年代虽然有一定的代表性，但在使用过程中，很难反映整个朝代的疆域政区变迁过程而断代政区地理研究的进步，使得逐年复原疆域政区变迁成为可能，不过纸质地图的容量有限，难以容纳更高精度的疆域政区变迁过程；其三，是使用者再加工极为不便。

《中国历史地图集》如果从地图学分类上来看，应该属于普通地图类，即只表达了基础地理信息，而如若表达某一专题的时空间分布，利用它为底图绘制历史时期的专题地图就有一定难度，特别是绘制非标准年代的专题地图还需要作者进行考订、校正。

这对使用者来讲很不友好上述问题在传统的历史地理学研究框架下都难以得到解决正因为如此，在信息化时代给历史地理学发展带来新的发展机遇的大背景下，如何将这一学术趋势化作新的学术增长点，正是历史地理学界亟需思考的新问题。

将地理信息系统对地理数据进行采集、存储、管理、运算、分析等功能强大的技术与方法应用到历史地图编撰中，为传统纸质地图难以处理的现实问题提供了解决方案正是在全球范围内的数字化趋势、GIS 技术支撑和中国传统学术继承与发扬三大需求刺激下，促成了“中国历史地理信息系统”项目的研发。

早在 1999 年，时任复旦史地所所长的葛剑雄教授开始与电子文化地图协会（Electronic Cultural Atlas Initiative，简称 ECAI）联系，向他们介绍准备通过数字化增补、修订《中国历史地图集》的计划，并由时任副所长的满志敏教授用数字化方式制作部分明清样图。

哈佛大学包弼德教授表达了哈佛大学希望通过国际合作完成这一数字化信息项目的意愿经过多方商讨，最终从 2001 年开始启动“中国历史地理信息系统”项目的研究工作由于是中美两方联合研发，因此设立了双主编制：中方主编是复旦大学葛剑雄教授，美方主编为哈佛大学包弼德教授，执行主编中方为满志敏教授，美方为贝明远先生。

在前现代或前信息化时代的各类古籍中，储存着大量的历史地理信息如果想要把古籍中这些具有时空信息的内容用 GIS 方法呈现出来，首要的工作就要把这些历史数据，特别是 CHGIS 最基础的政区沿革变迁过程考订出来。

当时复旦史地所参加编撰《中国历史地图集》的学者，虽然大多已退休，但都被聘为项目研究人员，如王文楚、邹逸麟、张修桂、赵永复、钱林书等教授同时，为了加快工作进程，也为了形成有年龄梯度的研究团队，一些年轻学者，如傅林祥、路伟东、孟刚、孙涛也参与了该项目的资料整理与考证工作。

还有一些在校研究生也通过参与该项目得到了基本的学术训练CHGIS 项目在 2001 年启动以后，项目团队首先利用《嘉庆一统志》为核心资料，复原了嘉庆二十五年（1820 年）包括行政区划、河流海岸线和县级以下聚落点在内的基础地理信息作为演示和模型验证数据。

随后，CHGIS 以秦朝建立（公元前 221 年）开始到清朝灭亡的宣统三年（1911 年）为时间范围，将涵盖了这一历史时期我国政区的逐年变化数据复原出来这一工作不仅为历史地理学界提供了一套中国地名查询系统和政区空间数据，更为多个研究方向的信息化建设提供了基础平台。

CHGIS 在 2002 年发布了第一版，随着数据专题的完善和数据量的积累，在后续的几年中陆续发布更新版本，直到 2016 年第六版数据发布，该项目正式完成该系统的地名数据服务器最初设在哈佛大学，2016 年以后迁移到了复旦大学，哈佛大学保留镜像。

到 2016 年项目完成时，CHGIS 主要完成了以下工作：一是建立了可以连续反映中国政区变迁时间序列的数据，二是复原了 1820 年和 1911 年两个时间断面的基础地理数据后者不仅包括 1820年和 1911 年的疆域、政区数据，还有基于数字地形数据（即 DEM 数据）的水系与聚落数据，即包括矢量数据、截面数据和时间序列数据的完整呈现。

CHGIS项目的研发及完成在学术界引起了很大的反响，对历史地理学的发展也具有重大的意义其价值主要体现在两个方面一是形成了一套时空数据制作的技术标准由于 GIS 技术主要是应用于空间数据的存储与管理，而历史地理不仅有空间维度，还有时间维度，因此增加了呈现的难度。

而 CHGIS 采用数据生存期的方式以反映政区的置废分合，形成了一整套时空数据制作的技术标准，这不仅是对历史地理学界的一个重大贡献，同时也是对 GIS 技术应用拓展的重要贡献二是引发了历史地理学研究范式的转型和研究精度的提高。

这不仅使过去无法使用的一些数据，包括图像资料、文献资料可以得到利用，更主要的是一些数据量大，无法用人工处理的资料也可以为学者们利用起来，以反映历史时期自然、人文现象的空间分布及其演变过程，极大地提高了历史地理学研究的精度。

可以毫不夸张地讲，正是 CHGIS 项目研发带动了 GIS 技术在历史地理学中的应用，并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 项目已于 2016 年正式完成，正如前文所述，该项目不仅基本完成了对中国 2000 年来行政区域变迁的复原，而且采用 GIS 技术进行历史地理学研究，以及处理历史时期地理信息的方法，导致了 21 世纪中国历史地理学研究革命性的进步。

 但是 CHGIS 并没有全部完成最初设定的目标首先，数据在时空两个维度上都还有欠缺时间维度上，两个时间断面—1820 年（清嘉庆二十五年）和 1911 年（宣统三年）—的历史地理数据相对完整，时间序列数据中非统一王朝时期的数据因为资料不系统以及考证难度大等因素，空缺较多；空间维度上，只完成了行政区划较为单一、文献记载相对丰富地区的逐年变化，其他地区或是涉及复杂的行政区划体系、或是缺少文献记载，故只完成了部分内容，政区界线尚存在较多空缺。

其次，数据类型相对单一系统数据以政区数据为主，其他历史地理专题数据量较少，由于完成过程中各种问题和困难的出现，目标计划中的自然要素和社会经济类要素研究工作没有来得及展开此外，CHGIS 本身只提供研究数据下载，如果要利用 CHGIS 的数据进行分析或是绘图展示，还需要使用者掌握一定的 GIS 使用方法，也就是说，使用 CHGIS 需要一定的门槛，这一点对 CHGIS 的应用与推广形成了较大的障碍。

在这种情况下，CHGIS 项目虽然业已完成，但历史地理信息化的工作并没有结束既然已经有了 CHGIS 奠定的良好基础，利用好这一资源，同时利用复旦史地所长期以来积累的历史地理专题数据资源，我们力图建立一个界面友好的历史地理信息平台，以方便使用者用于各自的研究。

故我们开始了第二阶段的工作，这就是“中国历史地理信息平台”建设工作2.1  中国历史地理信息平台搭建的基本构想早在谭其骧先生编纂《中国历史地图集》时，因绘图所需，复旦史地所积累了大量古旧地图，这些地图一直收藏在所资料室，并已被扫描成电子版。

近年来，复旦史地所又从日本、美国等各大研究机构收购了一批中国近代实测地图，同时本所研究人员在承担国家及省部级项目时，也从世界各主要图书馆与地图收藏机构搜集了众多地图的电子版为了更好地利用这些古旧地图，复旦史地所在 2016 年尝试建立了“古旧地图平台”以飨学界。

与此同时，复旦史地所还在学校 211 工程和985 工程的资助下，完成专题研究的同时积累了一系列专题数据库，如历史时期地震分布数据库、明清驿站数据库、长三角地区佛寺数据库、上海地区聚落数据库等等这些学术资源大多有时空信息，如若能与 CHGIS 整合后向学术界公开，可以极大地推动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“中研院”的“中华文明时空框架”和陕西师范大学的“丝绸之路历史地理信息开放平台”等此外，国外也有一些国家级历史地理数据平台，如大英历史地理信息系统（The Great BritainHistorical GIS，GBHGIS）、美国国家历史地理信息系统（The U.S. National Historical GeographicInformation System，NHGIS等。

在对国内外的历史地理信息平台进行认真分析、比较后，我们认识到 GIS 技术发展到现在，其对历史地理学的推动，不仅仅是数据的管理与呈现，更重要的是利用其强大的空间分析功能处理历史数据，以解答历史地理问题此其一；其二，数据平台除了完成研究工作之外，还需要有科研成果的发布功能等等。

其三，通过多种数据整合在同一个数据平台上，将不同要素的空间分布叠加起来，或许可以促进学科之间的交叉融合，推动新文科建设因此，以现有的 CHGIS、古旧地图数据库和历史地理专题数据库为基础，建立多要素的历史地理时空数据库，形成一个系统的历史地理数据集和数据发布平台，就成为我们下一步的任务。

在这一设计思路下，我们最终确定了以时空框架、古旧地图库、历史地名模型分析服务体系、用户地图和监控运维等五个方面架构“中国历史地理信息平台”（http://timespace-china.fudan.edu.cn）（图 1），以达到学术资源共享的目的。

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主要用户是历史地理研究者，因此需要在历史地理基础数据的存储、展示、应用等方面满足用户的需求同时，平台架构（图 2）是在复旦史地所研发数据的基础上形成的，故需要实现的主要功能包括实现对 CHGIS、古旧地图、历史地理专题数据的存储、管理和在线服务。

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、在线地图制图服务等

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的主要数据来源包括 CHGIS 数据、古旧地图数据平台以及复旦史地所研发的历史地理专题数据库在本平台架构中，按数据来源，又分为服务器数据、用户数据和志愿者数据。

服务器数据主要包括三个部分，即矢量的《中国历史地图集》各标准年代断面政区数据、CHGIS 数据集和历史河流数据集其中，CHGIS 主要是为用户提供连续的中国历史政区数据以及个别年份的截面数据截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；古旧地图数据主要以“古旧地图平台”中的地图资源为主，包括传统舆图、清三大图和用近现代测绘方法绘制的各种比例尺的实测地图；a 历史地理专题数据库则包含有历史地震专题、交通驿站专题、寺庙专题和聚落专题等。

这些专题数据中，具有空间信息可以定位到具体位置上的，就配以今天的地形底图作为展示，如历史地震数据库；缺少空间信息无法定位的，如近代上海出版业数据库，就采用数据表的形式呈现出来，使得这些资源仍可为学术界所使用。

用户数据则是使用者根据自己的研究所需，上传自己的数据后，利用服务器数据绘制所需的历史地图用户上传数据分为矢量数据和栅格数据两类其中，矢量数据包括 csv、shp、geojson 等格式文件，栅格数据则以历史地图、古地图的上传与发布为主。

志愿者数据则主要利用西安云图信息技术有限公司提供的经过配准的各类实测地图，以实现历史地名数据管理、更新、检索和调用，进行古今地名对照这部分数据主要是为用户实现成果的可视化、编辑、共享和在线配准提供线上平台。

2.2.2  应用共享如前所述，历史地理学在利用 GIS 空间分析方面相对迟滞于数据服务但随着 GIS 技术的发展，以及学者们对 GIS 认识的提高，对 GIS 空间分析的需求也不断增加因此，中国历史地理信息平台建设的重点除了继续为用户提供高质量的历史地理基础数据，使用户可以在平台上对CHGIS 数据实现任意裁剪、下载、打印输出等功能，支持用户进行个性化数据管理，可以实现在线编辑、在线制图和进行地图分享等功能外，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态分析应用平台的模型分析应用主要有剖面分析、属性重分析、可视区域分析、缓冲区分析、热力图分析和位置方向分析等功能时态分析应用则主要用于展示不同年代的数据情况，如政区、聚落、水系等地理要素的变化过程均可以直观地呈现出来。

从研发 CHGIS 开始，复旦史地所就秉持着数据共享的基本原则，在中国历史地理信息平台建设中，我们仍然坚持这一原则而平台也进一步支持论文成果的共享，包括合作数据挖掘、数据成图和《历史地理研究》期刊用稿的使用。

另外，平台也致力于大型专题数据标准的制定与生产综上所述，中国历史地理信息平台是基于 CHGIS 的标准数据格式，整合多种要素、不同专题的历史地理相关数据，将多要素、多专题信息集成在一起的综合历史地理信息系统平台，以实现历史地理时空数据的统一存储、管理、查询、分析和可视化应用。

3 前景：GIS技术与数字人文研究拓展地理信息科学在历史地理研究中的应用，可为历史地理学研究提供空间化、可视化、量化分析的新理论和新方法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，已逐步应用于历史政区、历史地图。

历史地名数据库、历史地貌、历史气候等研究中，从目前的学术发展趋势来看，中国历史地理信息平台的学术共献，主要集中在三个方面首先，实现了历史地理多源时空数据的综合管理和集成，将不同来源、不同特点的时空数据，集成在同一个平台上进行存储、管理，使原本分散在各处的数据建立起时空关系，将原来被遮蔽的因果关系通过时空间分析揭示出来。

无疑可以极大的推进历史地理研究的进步，正如GIS在地理学中引发的革命性进步一样其次，探索开放的历史地理数据共享机制数据开放与共享是大数据时代对学术研究的机遇与挑战能够形成更强大的学术生产力但目前受到多种因素的影响，很多历史地理数据都无法实现开放共享使学者们受益。

因此，建立开放共享的中国历史地理信息平台，有望在学术资源共享机制探索中发挥重要的作用最后，对多学科交叉融合研究的推进通过中国历史地理信息平台的发布系统，一方面可以进一步推动方兴未艾的数字人文发展，另一方面也希望能有更多的学科如历史学、地理学、社会学等利用该平台上的数据，以达到多学科交叉与融合的目的。

尤其是当下学科体系正处于19世纪末以来最大的调整过程中，学科之间的交叉融合正不断为学术界带来新的问题以及解决这些问题的新方法与新技术因此，以交叉学科为基础的中国历史地理信息平台的搭建，有望进一步促进学科的交叉与融合。

中国历史地理信息平台的搭建，在推动历史地理学科发展和学术进步方面有重要的作用，此外，我们也希望通过GIS技术和数字平台建设，将绵延数千年的中华文明形成过程及其丰富的文化内涵，用可视化的方式呈现出来作者简介：张晓虹，女，历史学博士、教授、博士生导师，复旦大学中国历史地理研究所所长，教育部人文社会科学重点研究基地复旦大学历史地理研究中心主任。

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