Michael Goodchild：对GIS教育的第四次反思

对GIS教育的第四次反思：空间文化
Michael Goodchild

       当罗斯·纽柯克和我1975年在加拿大西安大略大学开设GIS课程时，我们希望向本科阶段的学生介绍各种新的关于地理学的计算机应用。这似乎意味着一种巨大的承诺。三十年过去了，这个承诺已经得到了兑现。GIS课程在几乎所有的高校均有开设：从地理学到犯罪学，从环境研究到土木工程，各种专业的学生都在学习GIS知识。因为几乎所有的专业都会和地球表面相关，所以就不可避免接触地理信息系统。在加州大学设芭芭拉分校，甚至有一些人文学科都会使用GIS，比如在日本文化中的空间圣意研究时就会用到GIS。在美国，每年有大约一万名学生学习GIS，而全世界大约有超过十万人。

　　那么谁在上这些课程呢？如果规划和环境科学的学生学习了GIS，不管他们到私营部门、政府或是研究院所工作，能对他们的求职有所帮助么？军事和情报机构急需GIS人才，但是这种需求更加抽象、更像是传统的文科教育：GIS更像是受教育的人都应该知道的东西，是一套我们能够用来更好地同世界交流的工具，一种满足对地图和地理学热爱的新的方式，或是一种表达对地球未来的关切的方式。

　　这也是我写这篇文章的最初动机，因为GIS教育正处在一个发展的关键时期。在过去的一些年里，GIS在社会中的应用量、在人们日常生活中的重要性、以及对人们生活的价值，都有了明显增长。现在不会出现像2005年8、9月份卡特里娜飓风前后，获取GIS和空间数据等重要信息都非常困难的那种情况。只要上网下载Google Earth的客户端，用户就可以清楚地看到新奥尔良的状况。自从2005年有了Google Earth后，许多类似的产品开始推广，比如ESRI的ArcGIS Explorer，微软的Windows Live Local，亚马逊的A9等。随着卫星定位系统、网络地图和车载导航系统的广泛使用，公众开始意识到地理空间数据的强大作用，以及这些技术在信息共享、可视化和搜索地理信息上的重要作用。今年Nature杂志把Google Earth作为封面故事的时候，其中引用了我的一句话：正如25年前微型计算机解放了运算，Google Earth代表了GIS的大众化。

　　我们把我们研究的所谓高科技服务叫做GIS，但公众感觉到的只是他们使用的简单的服务，尽管他们都在使用空间技术来观察世界并解决实际问题。这对部分用户有一定的要求，比如在地图上获取和交流信息的能力，理解和识别地图上的世界，辨认和理解各种符号，明白地理学不仅仅是地球表面上地方的简单罗列，把地理学作为发现信息的基础，理解比例尺、空间分辨率等概念……总之，这可以认为是一种空间文化，是一种利用空间信息进行推理的能力，即能从一幅地图中找出许许多多的信息。就像孩子在长大过程中一定要学会阅读、写作和计算，这是做其它任何事情的基础。今天，我们也要把空间文化作为其中之一。

　　这一主题似乎在全世界所有地方有相似之处。在英国，三所同SPLINT合作的大学都取得了很好的效果。在美国，国家研究院刚刚发布了名为“学习空间思考”的讲座，其中包含了许多如何学习空间知识的方法。Google Earth更是刺激了许多人通过这些程序、标注和扩展来学习这些东西，不仅包括一些黑客和计算机研究人员，更有很多没有任何GIS背景的公众。

　　这对于地理信息系统的教育意味着什么呢？在我看来，教育中需要有一种新的方式，在这种方式下地图、图片、空间数据同人类从事任何活动都不可缺少的数字、文字、逻辑等要素密切联系起来。在美国传统的高等教育中，他们把空间文化作为核心课程或者基础课程。

　　空间文化的课程应该是什么样子的呢？我认为这至少包括空间思考和推理的基本概念，包括定位和地区、距离和方位、拓扑关系、路径查询、地图阅读等。课程应该讨论地理理解的基础，包括相邻域、空间交互、空间比对、领地、迁移和空间范围。可视化、制图以及人们表达自己可视化的方式也将成为一项重要的内容。这项课程将将会帮助学生打下良好的基础，并介绍一些GIS的基本概念，如栅格和矢量、图层和叠加、点、折线和多边形等，以及地理空间数据的结构。这将包括人们描述和记录地理事物的基本方式，包括坐标系统，基准、地图投影等。最后，如果加上地理数据的空间属性信息，尤其是空间依赖和空间异质性就更好了。

　　这听起来或许很熟悉，因为这是今天GIS专业人员学习过程中一些内容。但是不同之处是现在所说的，是面对全体社会成员的，而不仅仅是针对专业人员。这是相当不同的两个概念，这种空间文化是对所有人的，至少所有有机会接触和理解这种教育的人。

　　在我看来，今天这种形势同上世纪80年代的情况类似：很多人对此感兴趣，但并没有太多适合的课程及教育模式，也没有合适的教科书。1988年，许多GIS社团的共同努力促使国家地理信息和分析中心（NCGIA）制定的核心教程填补了这个空白，很多大学都开始制定教学计划和课程。今天这种类似的情况可能会促使另外一套教材的产生，来填补这个空白。

　　我侧重于本科教育，因为我在这方面有更多的经验。但是很明显，空间文化的发展需要在更早的学习阶段展开。NRC的报告已经明确了许多基础工作，有许多可行方案，但仍有许多问题。他们之间的问题是空间文化应该处于总课程的什么位置。应该是一部分地理学，在大多数学校中作为相对小部分内容的社会研究课程？或许作为数学的一部分，因为几何学、集理论、演算都是和数学相关的。事实上，很容易就可以看到空间文化如何在总课程中变得有用。但是，这既是好消息又是坏消息，好是因为它为空间文化提供了极好的论据，坏是因为没有固定的促进它的学科。

　　这许多的问题将会在今后的几年有更多的争议。但是不可否认的是，地理信息系统的教育需要考虑它的未来，把它角色扩展到一个全新的概念。全球十万学生接受GIS课程让我们很欣慰，但是这还不到全球所有受教育学生的百分之零点一。中学教育是非常难改变的，而改革的压力更大，尤其是中国等一些快速发展的国家。但是，如果压力大到一定程度，任何教育体系都可以有效开展改革。供资机构和基金会会通过资源共享和工作的协同努力引发改革，而整个社会的共同努力会带来意想不到的结果。只要齐心协力，我们就可以做到这一点。

　　关于作者

　　Michael Goodchild，加州大学圣巴巴拉分校地理学教授。他于2002年当选为美国科学院院士并获得了四所大学的荣誉博士学位。在2001年，他获得ESRI颁发的终身成就奖。他迄今已发表15部专著和350多篇论文。

（翻译整理：七仔）