10月15-16日，主題為「GIS——助力世界可持續發展的智能神經系統」的2019年易智瑞用戶大會在北京國際會議中心舉行。
會上，著名地理學家、美國科學院院士、藝術與科學院院士Michael F. Goodchild先生向與會的5000餘名空間信息技術從業者和愛好者分享了The Science of Where（位置科學）對於他的意義。
他認為，The Science of Where這句英文很好地涵蓋了軟體的內容，是非常言簡意賅的總括。它指導著我們應該如何去做GIS，也就是地理信息系統。
在報告中，他主要從「GIS與科學方法」、「GIS用於科學」、「地理信息的科學」三個角度來理解The Science of Where的主題。
首先，科學方法是什麼？他舉例，在科學領域，科學是可以被報告的，而且是非常高效的，也是足夠細節的，能夠反映真實的工作。所以當我們編輯科學期刊或者撰寫科學論文的時候，應該符合這樣的科學方法原則。我們可以用同樣的原則來做GIS，比如說可以用ModelBuilder或者Jupyter Notebooks這樣的工具，來使GIS工作可以重現。
還有一個原則就是術語應對所有人具有相同的含義，應該是標準化的，比如說柵格、矢量、折線、多邊形、拓撲。質心是一個例外，不同學科對於質心的定義不一樣。但是總的來說，GIS與科學方法原則是契合的。
再說可重複性或者可複製性。比如物理化學領域當中，它的結果應該是放之四海而皆準，比如牛頓的運動定律，並不是說在星期二就適用，到了其它時間就不適用。元素周期表也是一樣的，無論你在世界上任何一個地方用的元素周期表都是一樣的。對於我們來說，研究者應該能夠得到類似的結果，比如當他使用其它的樣本或其它的軟體的時候，結果應該是一樣的。所以可複製性和重複性，意味著不一定非要使用同一個軟體，用其它的軟體得出的結果也應該是一樣的。
GIS當中的可重複性並非是就通常科學的意義而言的。Goodchild認為GIS的可重複性是比較弱的，所以就有一個術語——基於地點的分析。這是一個非常重要的概念，它有著非常強大的GIS做支持。
第二個話題就是針對科學的GIS。《科學地理信息系統 —— 地圖與空間分析應用》是一本非常著名的書，由道恩·賴特、克裡斯蒂安·哈爾德所著。在這本書裡可以看到GIS可以做什麼樣的研究，它可以用於包括貧困、犯罪等任何東西的分析。所以現在可以說GIS是科學的一個工具，它可以涵蓋環境科學、社會科學，有著非常廣泛的應用。
但是，差距到底在什麼地方？哪一種應用，哪一種科學沒有像我們期待的那樣注意到GIS。GIS在各種地方被用於科學分析和解決問題，但在有的領域卻還沒有跟上。Goodchild舉了兩個例子，一是公共衛生領域。公共衛生領域可以通過研究疾病分布的模式，來探索疾病的誘因，並對治療方案給出建議。GIS也可以用於醫護便利度模式分析。一個人是否倖免於心臟病發作，取決於你距離醫院有多遠。你離醫院越遠，倖免於心臟病發作的可能性越小。同時，GIS在商業當中的應用也不夠。我們經常會聽到三個L，地點、地點、地點。我們知道商業當中地點最為重要。但如果你去研究一些商學院的書，可能就沒有看到關於地點重要性的描述，這也是Goodchild感到十分遺憾的地方。他認為如果把GIS用在商業領域的話，它的潛力將是無限的。但大家並沒有關注到這點，Goodchild也不太明白這是為什麼。
第三個話題是地理信息科學，一個界定地理信息科學的方式就是它是系統背後的科學，它是在GIS當中所實現的原理。有經驗的GIS使用者都在考慮什麼？Goodchild覺得答案應該是這些原理。他介紹了關於地理信息科學的幾個原理：
1、託布勒地理學第一定律，它的核心是越相近的事物越相似。
2、空間異質性，整個地球不是一成不變的，基於位置的分析也是不一樣的，而且可重複性比較弱。
3、可塑性面積單元的問題，是指任何分析的結果都與所用的空間單元相關，改變空間單元就會改變分析的結果。
這些年來Goodchild最關切的一個問題就是不確定性，所有的地理數據都有其不確定性，原因如下：
比如你不可能對位置進行一個精確的測量，就像你不可能完全精準地測量一個人的體重和氣溫一樣。有很多地圖類型都具有不可復現性，而且有太多的細節經常被剔除，地圖上的邊界通常以銳代緩。
在1933年，有一本書叫做《地圖不是疆域》。它指出，所謂的地圖不是代表現實世界，地圖只是對現實的一種表達，而非複製。所以，所有的地圖和地理資料庫都給用戶留下了對真實世界的某種程度的不確定性。Goodchild對這樣的問題已經做了幾十年的研究，也看到了GIS工作的一些特點。
Goodchild認為，如果GIS用戶沒有關於不確定性的確切信息，如模型、指標，沒有直接接觸實際獲取的信息，如地表實況、野外觀察，沒有地理學識的智慧，也就沒法知道缺失了什麼。
Goodchild還介紹了「第四範式」，其核心就是數據驅動的科學（研究方法）。不要插入任何理論、想法，讓數據自己說話，這是「第四範式」的核心。但是地理的數據永遠不是地理本身，所以當地理數據自己說話的時候，它們不會為地理本身說話。Goodchild看來，這可能是最重要的一個問題，也是當我們在談論GIS的時候面臨最大的一個問題。只有經驗特別豐富的GIS用戶才會考慮到存在於數據中的不確定性。不要去假設，不要去猜，但是一定要清楚它們在多大程度上反映了真實的情況。
最後，Goodchild向大家展示了荷蘭畫家維米爾在1668-1669年間所作的一幅地理學家的畫作。畫中手持地圖的地理學家，若有所思地看著窗外的世界。這幅畫給人的啟發是，如果你只有地圖知識，而沒有真正的地理智慧的話，是不能夠知道真相的。這也是我們在地理信息領域當中面臨的最大的兩難的局面。
來源：國脈電子政務網
責任編輯：侯哲