【原创】丝绸之路历史地理信息系统建设的构想及其价值与意义
作者︱张萍
作为信息化时代的重要科研手段之一的地理信息系统，已经为多学科所采纳。历史研究者称之为历史地理信息系统，其建设的路径与方法已在全球范围内受到关注。以国家社会科学基金重大招标项目“丝绸之路历史地理信息系统建设”为契机，可揭示建设两千年陆上丝绸之路历史地理信息系统的构想、价值与意义: 帮助历史时期丝绸之路沿线空间信息的获取与研究手段的更新; 丝绸之路信息资料库的链接与共享，提供该项研究中所需的多元史料的支撑; 突破现有学科界限，是实现丝绸之路研究多学科发展的有效途径。
地理信息系统( Geographical Information System 和Geographical Information Science，简称为 GIS) ，按照规范的定义是以计算机技术为基础，以具有地理内涵的空间数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论、方法，采集、存储、管理、显示、处理、分析和输出地理信息及其产品（如数字地图）的集成型计算机信息系统。顾名思义，它是信息化时代的产物，是伴随计算机科学发展而出现的新的技术手段与研究内容。但是，自它产生之日起，即伴随技术的日新月异而带来相关应用的飞速发展，如今其应用领域已涵盖公用事业、电信、交通、城市应急管理、土地管理、城市规划、军事、图书馆管理、健康和保健、政治领域、景观保护、城市与区域规划中的土地覆盖和土地利用监测、国家和全球农业、环境监测与评价等等，应用之广、发展之快、涉及层面之多，都远远超出了人们的预期。
地理信息系统应用于历史研究时间虽然不长［1］，但前景却被不断看好，近年来投入历史研究领域的分析与日俱增。而对于古老的丝绸之路，近年来也有学者从不同的角度开展此项工作，尝试利用 GIS系统进行综合研究。那么，建设丝绸之路历史地理信息系统的意义何在，其开发的价值有哪些，对未来丝绸之路研究的帮助究竟有多大，这是本文所要阐述的问题。
一、地理信息系统的特点
作为一门独立的学科，地理信息系统在上世纪 40—50 年代就被试图用来管理地理空间数据——特别是地籍数据。1956 年，奥地利测绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库。随后各国的土地测绘和管理部门都逐步发展土地信息系统( LIS) 用于地籍管理。首个提出地理信息系统概念的是加拿大测量学家汤姆林森(Tomlinson) ，他于 1963 年第一次使用这一术语，并在 1971 年建立了世界上第一个地理信息系统——加拿大地理信息系统( CGIS) ，管理和规划该国的自然资源。1967 年，纽约土地利用和自然资源信息系统也宣告建立。由于早期的地理信息系统技术应用中成本过高，且存在许多技术上的困难，一般仅局限于大的用户使用，未能普及。到 20 世纪70—80 年代，伴随着计算机的普及和数字化空间数据的大量增加，地理信息系统技术开始普及，地理信息系统逐渐发展为地理信息科学以及今天的地理信息服务，其应用的学科领域也越来越多、越来越广泛。
作为信息化工程的产物以及大型数据库系统，地理信息系统的优势有哪些呢?
1.作为系统的空间数据管理系统，地理信息系统可以采集与管理多种地理空间实体数据，包括空间定位数据、图形数据、遥感影像数据、属性数据等等，这种数据系统涵盖了科学研究过程中所需要的绝大多数的数据系统，是对存在于人类空间系统中多面向资源的整合与存储。用于历史研究，它不仅可以将各种文献数据库加以整合并进行空间定位，同时能够融合考古文物与地面资料、地图与遥感资料、声音与图像资料。作为系统数据库，其优势是非常明显的。
2.用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。1992 年迈克尔·弗兰克·古乔( Michael Frank Goodchild) 在其著作《地理信息系统与科学》( GeographicalInformation Systems andScience) 中提出“地理信息科学”的概念，使“地理信息系统”进一步迈向一个新的台阶。以往地理信息的不确定性、地理现象的空间分析方法、空间模型构建等一系列问题进一步得到提升，并将之置于科学的层面来审视。作为一门科学而非技术，其存储、提取以及管理和分析问题的过程就十分重要，运用地理信息技术处理地理问题的同时，研究方法与理论的重要性成为进一步探索问题的核心。以地理信息技术支撑的空间分析成为重中之重，如空间数据的获取和集成、分布式计算、缓冲区分析等等。
3.可视化与空间显示功能。这是地理信息技术的一个重要功能。基于互联网的网络 GIS 就是其一，地理数据经处理后，通过网络发布，可实现可视化与空间显示功能，同时今天的三维 GIS 与时态 GIS都将地理空间模拟发展到极致，它的服务功能越来越受到人们的重视。
目前，GIS 已成为一门综合性的技术，随着计算机技术的发展，地理信息系统与其他技术互相融合。到目前为止，计算机技术的发展已成为地理信息系统技术飞速发展的主要动力，几乎每一次计算机信息技术的重要进展都带动地理信息系统技术的重大进步，如空间数据的管理、网络 GIS、三维 GIS等技术，每一步的重要发展都与计算机信息技术的进展有关。
二、丝绸之路研究的成就与地理信息系统对其瓶颈的突破
作为中西方贸易路线与民族迁徙交流大通道的丝绸之路，其形成不晚于公元前 5 世纪，与之相应的历史记录也大体起源于这一时期。而对于丝绸之路的研究则基本是近百年的事，尤其在 19 世纪90 年代以后，西方对于东方的探险活动大大增加，对于丝绸之路的研究也成为热门与显学。［2］
1898 年英国人鲍尔( Bower)在库车发现用波罗迷文体书写的梵文文书，发表后受到国际学术界的关注。由于新疆联系中亚与欧洲，地处战略要冲，格外受到国际社会的关注。1899 年瑞典人斯文·赫定( Sven Hedin) 第2 次考察新疆，发现并挖掘了著名的楼兰遗址。1902年汉堡召开国际东方学会议，针对新疆考古探察工作，成立了东方学研究会，欧洲和北美洲主要国家都成立了分会。从此以后，西方各国开始有计划地向中亚以及中国的新疆乃至西北地区派遣考古队。其中，以瑞典的斯文·赫定、英国的斯坦因( MarcAurel Stein) 、法国的伯希和( PaulPelliot) 、德国的格伦威德尔(A． Grünweldel) 和勒柯克( A． vonLeCoq) 、俄国的克列门兹(Dimitri Klementz) 和奥登堡(S. F.Oldenburg) 、日本的大谷( おおたにこうずい) 探险队最有代表性。20世纪20 年代以前，他们在中国的新疆、甘肃一带进行了长时段、大规模的考古调查，涉及的遗址多、面积大、种类全，出版的考古报告、图录、专著多，涉及的国家与地区包括欧洲的英国、法国、瑞典、德国、俄国，亚洲的日本，以及美国等全球国家，影响深远，也催生出一大批东方学的学术大家，成为影响国际学术界的一门显学。1930 年以后，以徐旭生、黄文弼为代表的中国考古学家开始参与其中，考察进行到 1940 年代，后因西北抗战爆发，工作被迫中断。
大量出土文物与文献带动了丝绸之路研究的繁荣，20 世纪前半叶，无论在西方还是东亚，丝绸之路研究都是东方学研究的重点，法国汉学、日本相关研究十分发达。它带动了中西交通史的研究，其中中印关系史、西域史、突厥史、艺术史、佛学、藏学、文献学全面繁荣，这些学术方向的开辟夯实了丝绸之路研究的基础。七八十年代以后，我国丝绸之路研究呈现出新局面，整个社会的关注抬升了丝绸之路的社会认知度和该学科的地位。到目前为止，有关丝绸之路的研究取得了国际公认的标志性成就，大抵总结有以下 3 个方面：
1.丝绸之路研究历时长、成果丰富。从 19 世纪中期以来的丝绸之路沿线探险考察，中西方学者对这一问题就进行了研究投入，法国、英国、德国、意大利、日本以及中国大陆学者为解读丝绸之路沿线各种丰富的文字与文物投入其中，产出成果质量与数量都是其他研究所不能比的。1989 年由甘肃省图书馆编辑出版的《丝绸之路文献叙录》共收录 20 世纪 20—80 年代中期有关丝绸之路（中国段）的调查报告、考古发掘报告以及研究论著共计 786 篇，达百余万字。近年来由于国家西部大开发，伴随经济与文化事业的发展，有关丝绸之路的考古发掘、出土文献、综合性的文献汇编、流失海外文献的引进、编著与研究、大量专题性研究论著、西方学者相关研究的译著等等都有新的突破。
2.丝绸之路沿线地面、考古资料齐全。新中国考古事业的发展带来大批的成果产出，据中国文物地图集现有数据统计，西北 5 省共有文物点 4 万余处，其中，各地考古事业发展也使成果不断产出。据不完全统计，目前已出版及发表的地面、考古发掘报告、简报及各类专题、研究性论著论文不下 7 000 余篇（册）。其中陕西近 3 000 篇（册）［3］，甘肃 1 800 余篇（册）［4］，宁夏数百篇（册）［5］3，新疆1 000 余篇（册）［6］，青海 200余篇（册）［7］，还不包括中亚以西丝绸之路沿线地区。大量遗址点与发掘报告为我们进行丝绸之路研究提供了方便，也为丝绸之路 GIS 系统建设提供了数据。
资料来源: 国家文物局主编系列图书: 《中国文物地图集·甘肃分册》（上）“概述”，测绘出版社2011 年版，第 3 页；《中国文物地图集·宁夏分册》，文物出版社 2010 年版，第 15 页；《中国文物地图集·青海分册》，中国地图出版社 1996 年版，“概述”；《中国文物地图集·陕西分册》，西安地图出版社1998 年版，第 15 页;《中国文物地图集·新疆分册》（下），文物出版社 2012 年版，第 700 页。
3.丝绸之路沿线出土文献丰富。汉简、敦煌吐鲁番文献、黑水城汉文与西夏文资料、回鹘文书、藏文、于阗文、粟特文、梵文乃至蒙古文文书等等。秦汉简帛在丝绸之路沿线最早发现于20 世纪初，1906—1907 年间斯坦因第 2 次探险时，在新疆和阗、尼雅、楼兰古城遗址，及甘肃敦煌汉代长城障隧遗址发现一些汉代简牍，以后又在沿线各地陆续有所出土，20 世纪 70年代以来，甘肃省天水市北道区党川乡放马滩秦代墓葬中，又发现部分秦代简帛，相关的整理与研究也陆续开展，到目前为止大量秦汉简帛都已陆续出版。敦煌吐鲁番文书在 20 世纪80 年代就已整理，唐长孺主编《吐鲁番出土文书》( 1—110 册)，早在1981 年就陆续由文物出版社出版。以后甘肃、上海、北京大学、天津图书馆收藏的敦煌文献都在陆续整理出版，俄、法、英等国所藏文献也在引进。近年来，编辑出版的此类文献极为丰富。黑水城文献是中国西夏学研究的重要的原始文献，被公认是 20 世纪初中国殷墟甲骨、敦煌吐鲁番遗书之后的第 3 大考古文献重大发现，目前多数也已整理出版。其他金石、民族文献都极为丰富，是学术研究的基本史料。
以上诸多研究都证明了丝绸之路研究在中外史学界所受到的关注，其繁荣、发达影响一个多世纪。作为横跨欧亚大陆的大课题，其对世界文明发展影响之深、作用之大，均非一国、一地的研究能力所能涵盖。但毋庸置疑，丝绸之路研究仍有许多瓶颈问题无法解决:（1）到目前为止，有关丝绸之路研究的成果虽然丰富，但仍多局限于专题性研究。分时段、分学科的史实考订以及器物解读、文字辨识占绝大比重，贯通性、长时段的研究几乎做不到，一些有价值的规律性总结难以实现。（2）丝绸之路研究涉及到考古学、文献学、历史学、语言学、民族学、科技史以及地理学与环境科学等多学科领域。这种综合性研究对于解决繁难的历史问题会有很大帮助，而学科间的割裂是没有办法解决一些关键性问题的，这也是目前丝绸之路研究无法深入的一个重要原因。利用新技术手段，解决繁难的历史问题是深化丝绸之路研究的重中之重。在当今信息化、大数据时代，实现丝绸之路研究的数字化与信息化成为一种必要与可能，也是目前各方关注的焦点。
三、建设丝绸之路历史地理信息系统的构想
2013 年 9 月7 日，中国国家主席习近平在哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学作重要演讲，提出共同建设“丝绸之路经济带”的理念。2014 年国家社会科学基金重大招标项目“丝绸之路历史地理信息系统建设”课题立项，陕西师范大学西北历史环境与经济社会发展研究院承担此项目，集多年历史空间分析实验室( HGIS) 建设经验与西北、中亚研究基础，提出了一整套设计理念。
针对丝绸之路研究的复杂性与多学科特点，提出利用空间信息技术，主要是 3S 技术、网络技术、数据库技术等，结合传统的历史学、考古学等研究方法，针对丝绸之路沿线的环境、民族、经济、交通、文化等要素进行空间定位，利用空间数据库资源实现多学科、多角度解读丝绸之路空间走廊的发生与发展史，深化丝绸之路研究的问题意识，解决多重复杂条件下繁难的历史问题。
在研究时段上重点集中在汉代、唐代、明代和清代丝绸之路的兴起、发展和演变的过程。重构 2 000年历史跨度的丝绸之路沿线的地理环境，模拟其变迁过程。针对古丝绸之路沿线人文发展等要素，对影响其变迁的原因进行分析，为研究丝绸之路沿线社会变迁提供一个基础的、可视化的网络信息平台。
研究空间上主要集中在今天所谓陆上丝绸之路联系的区域范围内。这一地带大抵从古代中国的政治、经济、文化中心——古都长安（今西安）起，跨越陇山山脉，穿过河西走廊，通过玉门关、阳关，抵达新疆，沿绿洲和帕米尔高原通过中亚、西亚和北非，最终抵达非洲和欧洲，连接亚洲、非洲和欧洲的古代丝绸之路上商业贸易路线所辐射的范围，也被称为绿洲丝绸之路或沙漠之路，偶有涉及草原丝绸之路。它是古代东方与西方经济、政治、文化交流的主通道，也是沿途地区古代各国、各民族发生政治、经济交往的必经之路。
平台开发同时引入丝绸之路经济带概念，即在古丝绸之路概念基础之上形成今天意义上的新的经济发展区。所谓经济带是经济地理学概念，经济带发展需要依托一定的交通运输干线，并以其为发展轴，以轴上经济发达的一个或几个大城市为核心，发挥经济集聚和辐射功能，联结带动周围不同等级、规模城市的经济发展，由此形成点状密集、线状延伸、面状辐射的生产、贸易、流通一体化的带状经济区。新丝绸之路经济带是今天的地理概念，就其所涵盖的地理区域来讲，横跨亚非欧大陆，绵延 7 000 多公里，途经十几个国家，总人口近 30 亿。在现代交通、资讯飞速发展和全球化背景下，丝绸之路沿线区域经贸领域的发展合作，既是对历史文化的传承，也是对该区域蕴藏的巨大潜力的开发。
丝绸之路历史地理信息系统包括一个平台开发和 7 个子课题的数据库建设。平台建设是系统建设的基础，平台主要利用 Web GIS 技术，数据采集工作主要在 Access 环境下进行，将 Access 环境下建立的数据表中的信息在 Oracle 中实现复杂的关系数据库构建。基于 Arc GIS 软件进行二次开发以及 Access 等关系数据库软件进行数据库关系构建，实现多种空间分析模块、模拟模块和系统的嵌套与耦合。以科学、方便、界面友好为目的，便于专家多类型检索、重组，挖掘数据，进行系统研究; 便于展示学界的研究成果，使一般人员直观、便捷地了解丝绸之路历史地理相关信息; 便于已建成数据库更好地发挥其社会实用价值，在相关社会活动中产生实际效益。
7 个子课题分别为丝路沿线土地利用、生态环境、交通商贸、民族宗教、聚落城市、文化传播和考古遗址。丝绸之路研究要素的选择，主要从自然与人文地理要素出发，进行各要素历史地理信息源的采集与数据库建设。针对历史时期大量的文献数据、考古数据、地图数据、遥感数据以及树木年轮、实验室数据等等进行信息化处理，建立符合要求的地理数据库，形成各历史时期综合的生态、环境、交通、商贸、民族、宗教、聚落、城市、文化、考古遗址的地理信息系统。
目前学界针对丝绸之路交通体系所做的 GIS 系统大多附着于今天的地球影像系统，由于历史发展、环境变迁，许多路线的走向与定位和今天地理环境不能形成地貌上的匹配，本系统则强调建立一套 2 000年丝绸之路土地利用( 土地覆被) 、生态环境的历史地理信息系统。各人文环境要素与此系统建立关系，形成比较准确的历史环境复原与人文要素的体现。各人文要素的选取则强调尽量全面，同时对要素的地理属性进行规范。
我们生活在地球之上，现实当中，各种经济、社会、文化、自然资源、环境等方面的大量信息，绝大多数都带有空间位置的属性，而 GIS 最大的特点就是进行空间操作，对空间数据存储、管理、分析、更新，因此，完成各要素地理属性的确定、空间位置的定位，点、线、面的动态管理是这一项目的重要内容。
四、丝绸之路历史地理信息系统建设的价值与意义
丝绸之路历史地理信息系统建设具有重要的学术与现实应用价值，在学术研究理念上是一次更新，同时能够为丝绸之路经济带建设提供可资利用的地理信息平台，其开发的价值与意义表现在以下 4 个方面。
1.历史时期空间信息的获取与研究手段的更新
丝绸之路历史地理信息系统建设是将丝绸之路研究系统化、信息化。在学术思想理论方面，主要来源于对于现代信息技术与 GIS 技术的理解。现实当中，经济、社会、人口、自然资源、环境等方面的大量信息，绝大多数都带有空间位置属性，历史上也是一样。GIS 最大的特点就是能进行空间操作，对空间数据进行存储、管理、分析和更新。所以，GIS 应用于历史研究，也会让历史信息在空间中展现，将静态的历史转化为动态的过程，解决以往文献中所无法看到的变化过程，并进行多角度分析。
其中，空间信息的建立与获取是最主要的一个方面，此处我们所强调的空间信息的获取是多方面的，包括历史文献分析、考古遗址呈现、遥感影像解译、古环境重建等等。一方面它可以帮助我们实现地理实体变化过程的呈现及意义分析。另一方面，还可以帮助我们进行地理现象分析。此处的地理现象是指那些地理实体时空格局所反映的现象，或者难以为人类直接感知的地理要素之间的关系及其变化过程，它是对地理实体变化内涵和原因的理解，实现地理现象的深刻揭示和关系变化的揭示。
2.相关文献资料库的链接与共享，可以提供多元史料的支撑与研究
地理信息系统可以将各类型文献数据库加以整合，以各种查询功能实现数据的大容量。本系统开发的一个重要模块就是文献数据库的建设与共享。而在所有的历史研究方向中，丝绸之路研究的史料最为庞杂，数量大，文字种类丰富，地面与地下文物也非常丰富。19 世纪以来，伴随西方探险家在西域的考古大发现，以及后来敦煌吐鲁番文书的出土，西夏文文书、回鹘文文书的发现，丝绸之路研究的深度与广度都在加深与拓展。对丝绸之路的研究，这些新出土文献与考古资料一直是支撑其发展的主要手段。将考古资料、文献资料相结合，且强调这些资料的综合性和空间的利用，与近代地图、遥感影像资料进行空间叠加，在资料的使用上也会有新的突破。更加强调文献资料的空间落实与经纬度定位，让历史资料变成活的、有生命力的记录。文献在地域上的动态表达是本课题资料利用的一大特色，也是预期将要达到的一个目标。
3.突破现有学科界限，是实现丝绸之路研究多学科发展的有效途径
历史不可能游离于地理空间之外，而构成地理空间的诸多要素则并非仅靠文字描述就能还原其面貌。已经逝去的地理现象必须依靠一些技术手段去模拟，再在其基础上进行分析探讨，进而审视不同空间尺度下的历史进程，在目前众多可借鉴的技术方法中，地理信息系统是最为理想的选择。GIS 目前已经广泛应用于多个学科和研究领域，早已超出了地理学领域本身，已成为管理、分析多种具有空间属性信息或数据的有效手段。
近年来，伴随人们对它的认识不断加强，GIS 在历史学中使用的深度与广度也在不断加深和扩展，因此，在建立具有学科特色的历史地理信息系统的同时，GIS 也开始作为一种手段直接参与到历史学研究当中来，越来越多的矢量化空间数据被重建，在其基础上引入一些形态与空间分析方法，对于我们认识历史时期地表事物和现象变化规律帮助极大。因此，GIS 等一系列信息化手段在给丝绸之路历史研究带来便利的同时，我们更需强调其作为研究手段的思考。可以说，目前 GIS 对于历史研究已不再是一种纯技术手段，相反，它已成为一种新的研究方法。作为学科的一种方法论，在推进丝绸之路沿线历史、社会、经济综合研究的同时，就更有必要建立丝绸之路历史地理信息系统，这也是该系统建设的一个终极目标。
［参考文献］
［1］顾雅文.再现、认知与解释历史的新工具： GIS 与台湾史研究的对话［M］∥赖进贵.数位典藏地理资讯.台北:台湾大学地理资源学系，2008．
［2］李明伟.丝绸之路研究百年历史回顾［J］.西北民族研究，2005( 2) ．
［3］国家文物局.中国文物地图集: 陕西分册［M］.西安: 西安地图出版社，1998．
［4］国家文物局.中国文物地图集: 甘肃分册［M］.北京: 测绘出版社，2011．
［5］国家文物局.中国文物地图集: 宁夏分册［M］.北京: 文物出版社，2010．
［6］国家文物局.中国文物地图集: 新疆分册［M］.北京: 文物出版社，2012．
［7］国家文物局.中国文物地图集: 青海分册［M］.北京: 中国地图出版社，1996．
该文原发表于《陕西师范大学学报》（哲学社会科学版）2016年1期。转载请注明出处：来自微信公众号历史真有趣（lszyqwx）。
作者简介
张萍，陕西师范大学西北历史环境与经济社会发展研究院教授、博士生导师。“全国百篇优秀博士论文奖”获得者。先后在《中国社会科学》《中国史研究》《民族研究》《中国经济史研究》及中国台湾和日本、韩国等国期刊发表学术论文50余篇。著有《地域环境与市场空间——明清陕西区域市场的历史地理学研究》《黄土高原村镇市场的发展及近代转型（1860——1949）》等学术专著。“新世纪百千万人才工程”国家级人选，“享受国务院特殊津贴专家”。哈佛大学访学学者，台湾中研院近代史研究所访问学人。