罗灵军， 金贤锋

（1.重庆市地理信息中心，重庆 401121）

地理认知演变与地理信息人的历史使命

罗灵军1， 金贤锋1

（1.重庆市地理信息中心，重庆 401121）

讨论了地理认知演变的3个阶段，以及地理认知演变的动力。提出地理信息人与地理认知的地理数据服务-地理信息服务-地理知识服务3个阶段相对应的各阶段任务和使命、技术支撑。

地理认知； 演变 ；地理信息人； 使命

地理学在科学认识和社会实践中的作用可以概括为“探究天人之际，谋求经世致用”，前者是指地理学的认识功能和科学地位，后者是地理学的实用价值和社会功能[1]。地理认知则是发挥地理学作用的必经途径和重要内容。从认识论角度看，地理认知是以理学思维为指导，从空间视角出发，记录自然人文现象、探索内在运行规律、解决各种地理问题的过程。科学的地理认知是“人地关系”和谐的保障，也是历代地理信息人的任务与使命。

1 地理认知演变

1.1 地理认知演变阶段

人们对地理的认识是一个不断演变的过程。古希腊学者埃拉托色尼第一次提出“Geography”一词时，地理意指大地的记述。而如今，地理一词被用于泛指地球表层自然人文现象或事物的空间分布特性及其运行规律与机理。这一变化，既是地理内涵的丰富，亦是地理认知演变的体现。

地理认知具有阶段性特征。鲁学军曾运用认知科学理论来分析地理学对象研究的整个过程，并获得了关于地理研究过程的“认知图式”[2]。该图式将地理认知过程分为前段“地球表层-地理知觉”、中段“地理知觉-地图”和后段“地图-实践验证”。前段重在研究地理信息的结构和性质、获取方法、分类、表达、定位及其应用基础；中段研究为地理信息系统所要表达、计算和模拟的中心内容；后段为地理空间行为决策。从广义的认知内容、手段和作用而言，地理认知的阶段演变更具有一般的认知过程特征。类比人与人之间认知过程中的“相见、相知、相恋”，地理信息人对地理的认知也分为地理感知、地理再现、地理思维3个阶段，认知的成果则分别表现为地理数据、地理信息和地理知识。

“地理感知”阶段对应于人与人之间认知的相见阶段，即通过感官或工具将地表现象转化为地理数据，记录和描绘地理现象，感受我们的地球是什么样的；地理认知的“再现”阶段对应于相知阶段，即借助地理信息技术，将地理数据转化为地理信息，展示与再现地球面貌，理解我们的地球为什么是这样的；地理认知的“思维”阶段对应于相恋阶段，即经过人的主观思辨，将地理信息转化为地理知识，探索和谐的人地关系，谋划我们的地球应该是什么样的，详见图1。

图1 地理认知演变与技术发展

1.2 地理认知演变动力

地理认知的阶段演变，是人类社会发展与技术进步共同作用的结果。从技术层面看，地理认知的演变与技术革新，特别是信息技术的革新息息相关[3]。地理大发现之前，人们主要依靠身体感官认知周边的生活环境，通过写意的文字、图画记述大地；地理大发现开始后，特别是在工业革命的推动下，印刷术、测绘技术的发展，使得人们开始更加准确地观测地球，并以地理数据这种标准的形式进行记录和广泛传播。信息技术革命让世界进入了地理信息时代，3S集成技术、互联网技术的发展，使人们在精确描述地球的同时实现现实世界的模拟再现。人们开始全面认识和理解地球，并以地理信息平台的形式发挥地理认知成果在社会经济发展中的作用。近年来，大数据革命已经来临，随着物联网、云计算技术的发展，如何将地理信息概括抽象为地理知识，用于实现“人地和谐”的发展目标，成为该阶段地理认知的重要目标。

2 地理信息人的历史使命

2.1 与地球相见阶段的地理数据服务

与地球相见阶段，地理信息人的历史使命重在感受地球、认知自身赖以生存的自然与人文环境，通过“行、观、记、量、测、绘”等手段，记录地表的人文与自然现象，形成有用的地理信息数据，服务社会生产、日常生活与国家管理。该阶段的地理信息人不仅包括运用经纬仪、水准仪等测绘仪器的测绘人，也包括古代的徐霞客、管仲、哥伦布、马可波罗等地理发现者和描绘者。

根据技术水平和地理数据的形式，该阶段地理信息人的地理数据服务又可进一步划分为2个阶段。在古代，以旅行家、方志学家为主要代表的地理信息人的地理认知主要以自身的感官对所处的地理环境进行朴实、简单的认识，所形成的“地理数据”则以定性描述和写意描绘为主，内容上则以地表形态、山川格局和风土人情为主，记录速度缓慢、适用范围有限、传播速度较慢。印刷术的出现加快了地理数据的应用，但该阶段的服务对象主要是传统农业生产、古代城市选址、国家分区管理等方面，如秦汉时期人们将观察总结出来的二十四节气用于指导农业生产；《管子》在城市选址上提出“高勿近旱而水用足，低勿近水而沟防省”，在城市形制上提出“因天材，就地利，故城郭不必中规矩，道路不必中准绳”。

近现代，以测绘人为主要代表的地理信息人开始全面而准确地认识世界。运用分度器、度盘等传统测绘仪器观察地球，形成了较为准确的地图资料，地理数据开始标准化、规范化。现代时期，以第一台光学经纬仪的出现为标志，地理信息人进入全方位认识世界的阶段。此后，大地测量、遥感、GIS、RS技术的出现，全球范围地形图测绘、基础地理信息数据库建设、三维建模等认知活动快速发展，“数字城市”、“数字地球”等目标不断实现，世界为人们所精确描绘和定位。该阶段，地理数据服务开始涵盖社会经济生活的各个领域。

2.2 与地球相知阶段的地理信息服务

与地球相知阶段，地理信息人的历史使命重在理解、展示与再现地球，并通过地理数据的梳理和挖掘，将之转化为有用的地理信息，使得人们能更加直观、深入地理解地球。该阶段，大范围、高精度、多时段的快速数据获取和海量数据的处理、存储、展示模拟技术支撑着地理再现，地球被搬进计算机并以需求为导向，以平台为载体，为各行业、政府和公众提供全方位的地理信息服务。

例如在重庆，为实现向不同用户提供便利、适用、全方位的地理信息服务，以“三大平台”的模式构建地理信息公共服务平台。其中基础平台以专网的形式为测绘、规划、勘测等领域的专业人员提供精确的服务；政务地理信息平台以电子政务网的形式，为各委办局提供政务地理信息服务，目前已在交通、规划、国土、农业、环保、公安、应急、扶贫、人口、税务、工商、气象等29个行业部门以及渝中、江北、长寿、永川、黔江等多个区县的多个专业业务系统中得到了应用，取得了显著的应用效果；社会服务地理信息平台以互联网的形式，为社会公众提供各类服务。 目前，重庆正在结合“智慧城市”建设需要构建时空云平台，通过泛在网络、传感设备、智能计算等新型高科技手段，实时汇集城市的各种时空信息，开展包括空间、属性和时间维度的时空数据库建设，搭建具有大数据分析、服务和应用能力，能融合“智慧城市”建设及应用数据的云服务平台，为全市的城市运行、管理和市民的生活提供智能化的服务，见图2。

图2 “三大平台”架构体系

2.3 与地球相恋阶段的地理知识服务

与地球相恋阶段，地理信息人的历史使命重在谋划地球。通过思辨，地理信息人将地理数据和地理信息抽象上升为地理知识，并通过知识运用探索各个空间尺度下人地系统的演变规律与内在机理，设计符合人地关系协调发展的地理空间解决方案。除3S集成外，大数据、云计算等新兴技术是支撑该阶段地理知识服务的核心技术。

地理设计是大数据时代地理知识服务的典型代表[4,5]。它是以地理科学理论为指导，以地理信息为支撑，为实现特定地理单元的合理利用而开展的调查、分析、评估和设计过程。其中，地理调查凭借快速、实时的地理调查手段完成对设计对象所处区域各要素的准确描述；地理分析从空间视角出发，分析区域内各要素的相互关系与运行规律，发现潜在的问题；地理评估以定量化的评估工具为依托，实时、快速地评估设计方案的环境影响效应和优化途径；地理设计则是将上述3个环节贯穿始终的设计过程。与一般设计相比，地理设计包含4个特征，“以人为本”是它的出发点和终极目标。地理单元内“人地系统”区别自然系统的核心是“人”，开展地理设计的宗旨在于实现“人地和谐”的可持续发展。“因地制宜”是它的实现路径与科学方法。地理设计秉承了地理学人地关系的核心思想，尊重区域空间差异性和特色化发展的内在需求。“注重时空”是它的基本出发点[6-9]。地理设计强调全局和整体的综合效益。地理信息是它的基本技术支撑，主要在于实现对设计对象现状与运行规律的全面把握，实现设计方案环境影响效应的快速评估。

青藏铁路工程是地理设计的典型代表。为了解决在多年冻土的地基上修筑铁路的问题，地理专家们根据青藏铁路沿线的资料给出了冻土环境因素影响下的冻土工程适应性分析图，创造性地采取了解决冻土施工难题的相应对策：对不良冻土发育地段，线路尽量避让；对于高温极不稳定冻土区，采取“以桥代路”；在施工中采用了热棒、片石通风路基、片石通风护道、通风管路基、铺设保温板等多项措施。为了保障野生动物的正常生活、迁徙和繁衍，全线建设了33个野生动物通道，从而使沿线的生态环境没有受到明显影响。

3 结 语

地理认知从地理感知到地理再现到地理思维，符合认知规律，是人类社会发展需求和技术进步共同作用的结果，也是人地关系和谐发展的必然要求。地理信息人作为地理认知的主体，也是将地理认知转化为服务的主体，必须清楚地认识到：①地理数据服务和地理信息服务是地理知识服务的基础，地理知识服务是地理数据服务与地理信息服务的深化；②随着地理认知的演进和地理信息服务的深化，地理知识服务将成为未来地理信息人的核心使命；③从地理信息服务到地理知识服务，需要地理信息人凭借信息与技术更多地探知地理规律、解决大地理问题；④地理设计是地理知识服务的典型，未来将在各行业、各领域中蓬勃发展。

[1] 蔡运龙，陈彦光，阙维民，等.地理学：科学地位与社会功能[M].北京：科学出版社, 2012

[2] 鲁学军，承继成.地理认知理论内涵分析[J].地理学报，1998,53(2)：132-140

[3] 邬伦，王晓明，高勇.基于地理认知的GIS数据元模型研究[J].遥感学报，2005,9(5)：583-588

[4] 迈克尔·弗莱克斯曼，迟晓毅，李乃聪，等.地理设计基础[J].中国园林，2010,26(4)：29-34

[5] 杰克·丹哲芒，马劲武，李乃聪.地理信息系统：设计未来[J].中国园林，2010，26(4)：19-22

[6] 罗灵军,邓仕虎，金贤锋.从地理信息服务到地理设计服务[J].地理信息世界，2012,10(6)：40-46

[7] 李莉，袁超.地理设计的思想、方法和工具[J].地理空间信息，2011，9(6)：42-44

[8] 金贤锋，袁超，陈甲全.3S技术与地理信息在规划现状分析中的应用[J].地理空间信息，2011，9(4)：19-21

[9] 顾朝林，段学军，于涛方.论“数字城市”及其三维再现关键技术[J].地理研究，2012，21(1)：14-24

Geographical Cognition Evolution and Historical Mission for Geographical Information Worker

byLUO Lingjun

Geographical cognition evolution is a process to record natural and cultural phenomenon and its inherent law to resolve kinds of geographical problems. Geographical cognition is a dynamic evolution course including geographical cognition, geographical representation and geographical thinking. Its evolution is closely related to cognitive ability and technology development in the specifi c time.With the evolution of geographical cognition, geographical information workers historical mission is changing, that is from initial earth describing to geographical data service, geographical information service and geographical knowledge service in recent years.

geographical cognition, evolution, geographical information worker, historical mission

P208

B

1672-4623（2014）02-0021-03

10.11709/j.issn.1672-4623.2014.02.009

2013-12-24。

项目来源：中国博士后科学基金资助项目（2012M511891、2013T60832）；重庆市博士后基金资助项目（XM20120028、RC20120019、XM20120012）。

罗灵军，博士，正高职高级工程师，主要研究领域为3S技术集成与应用、地理设计理论与应用。