馬 玲 葉 勝 張雪清

（1、深圳市易簡(jiǎn)空間技術(shù)有限公司，廣東 深圳518000 2、重慶市地理信息和遙感應(yīng)用中心，重慶400000 3、中冶賽迪重慶信息技術(shù)有限公司，重慶400000）

1 概述

隨著人類科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)和信息通訊技術(shù)的繁榮帶來了各種以電子形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量也呈指數(shù)式迅速增長(zhǎng)，根據(jù)IDC（Internet Data Center）的統(tǒng)計(jì)，人類社會(huì)的數(shù)據(jù)量以每年50%的速度增長(zhǎng)，每?jī)赡暝鲩L(zhǎng)一倍多。所謂大數(shù)據(jù)，是指“用目前數(shù)據(jù)庫(kù)管理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法難以獲取、管理和處理的巨大復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合”?！按髷?shù)據(jù)”是繼“云計(jì)算”之后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代掀起的又一個(gè)熱潮。

2“大數(shù)據(jù)”熱潮下地理學(xué)的機(jī)遇

2.1“地理大數(shù)據(jù)”的定義與特征

人類信息技術(shù)的井噴式發(fā)展使得全球每18 個(gè)月新增的數(shù)據(jù)量是人類有史以來全部數(shù)據(jù)量的總和，到2020 年全球數(shù)據(jù)量將達(dá)到40ZB，并且這些數(shù)據(jù)中的95%是不精確的和非結(jié)構(gòu)化的，同時(shí)具有典型的5V（Volume、Varity、Velocity、Veracity 和Value）特征，我們根據(jù)這些數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為“大數(shù)據(jù)”。地理學(xué)科所面對(duì)的是復(fù)雜的地球系統(tǒng)，因此地理信息是天然的大數(shù)據(jù)。上至衛(wèi)星遙感對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)、下至航空傳感器數(shù)據(jù)、以及我們常見的統(tǒng)計(jì)、環(huán)境、土地等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)都屬于地理數(shù)據(jù)，因此地理信息技術(shù)數(shù)據(jù)源之多，數(shù)據(jù)量之大是不言而喻的。

2.2 大數(shù)據(jù)時(shí)代地理學(xué)的機(jī)遇

大數(shù)據(jù)在一定程度上克服了傳統(tǒng)地理數(shù)據(jù)時(shí)空屬性缺失和不連續(xù)的不足，也為創(chuàng)新地理學(xué)研究的議題提供了機(jī)遇。大數(shù)據(jù)細(xì)化了時(shí)空尺度，人類活動(dòng)的三維空間具有時(shí)空三維屬性的變化，并且這種變化是每時(shí)每刻在發(fā)生的，意味著地理數(shù)據(jù)的細(xì)化是同步于時(shí)間發(fā)展的，因此移動(dòng)的個(gè)體或群體所產(chǎn)生的地理信息位置和屬性變化更為明顯，地理大數(shù)據(jù)在這個(gè)尺度上促進(jìn)了地理計(jì)算與城市計(jì)算和社會(huì)計(jì)算的交叉和融合，符合人文地理學(xué)“計(jì)量轉(zhuǎn)向”與“社會(huì)轉(zhuǎn)向”的發(fā)展規(guī)律。大數(shù)據(jù)提供的豐富且詳細(xì)的信息，使得社會(huì)學(xué)家全面、精細(xì)化分析各類社會(huì)科學(xué)問題提供了契機(jī)，而社科學(xué)家在越來越多地理空間屬性信息的支持下，研究結(jié)果也越加具有實(shí)證性。大數(shù)據(jù)對(duì)人文地理學(xué)的影響也是自然地理學(xué)的影響。在優(yōu)化區(qū)域布局、防災(zāi)減災(zāi)、城市精細(xì)化管理、智慧城市等方面綜合多維的國(guó)情地理數(shù)據(jù)影響甚大。這些大數(shù)據(jù)，對(duì)人文地理學(xué)研究?jī)?nèi)容與研究范式提供了巨大突破創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。

地理學(xué)+大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)成為了地理空間分析的前沿，是當(dāng)前地理學(xué)研究的重要新方向。美國(guó)NASA 已經(jīng)利用地理大數(shù)據(jù)開展了氣候變化的深入模式探究，結(jié)合GIS 研究建筑物的氣候變化反應(yīng)和規(guī)劃，為全球數(shù)據(jù)應(yīng)用提供了范式。

3“大數(shù)據(jù)”時(shí)代下地理學(xué)的反思

3.1 數(shù)據(jù)決定論的反思

Anderson 在《Wired Magzine》的一篇評(píng)述中強(qiáng)調(diào)“大數(shù)據(jù)”可能帶來理論的終結(jié)和傳統(tǒng)科學(xué)方法的過時(shí)，因?yàn)閮H僅依靠“大數(shù)據(jù)”就足以直觀地了解所發(fā)生的各種現(xiàn)象，簡(jiǎn)單的數(shù)字就能表達(dá)一切。盡管這種言論有很多漏洞，但卻引發(fā)了眾多關(guān)于“大數(shù)據(jù)”在研究過程中所起作用的討論。不可否認(rèn)的是大數(shù)據(jù)作為一種新的技術(shù)為地理學(xué)研究提供了新的數(shù)據(jù)類型和新的研究范式，但需要深思的是需要回歸到數(shù)據(jù)本身，數(shù)據(jù)本身不是知識(shí)，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，科學(xué)研究也應(yīng)該需要進(jìn)行過濾和篩選，從眾多的數(shù)字背后探究深入的社會(huì)機(jī)理和有效信息，而這個(gè)過程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)人的作用而不是數(shù)據(jù)本身的作用。

從數(shù)據(jù)知識(shí)以至經(jīng)驗(yàn)的過程需要地理學(xué)者的挖掘和提煉，重點(diǎn)把握尺度效應(yīng)，不應(yīng)在大數(shù)據(jù)時(shí)代下忽視了小數(shù)據(jù)的價(jià)值，正如地理學(xué)尺度永遠(yuǎn)不能細(xì)化至極致，研究人員在收集數(shù)據(jù)時(shí)需要尋求合適的尺度，小空間的尺度數(shù)據(jù)有助于把握地理細(xì)節(jié)，對(duì)大數(shù)據(jù)分析下的時(shí)空趨勢(shì)進(jìn)行更好的輔政與說明。這一過程不僅需要地理大數(shù)據(jù)的空間可視化同時(shí)需要更深層次地挖掘現(xiàn)象背后的空間規(guī)律。

3.2 大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地理研究的反思

在大數(shù)據(jù)的沖擊下，當(dāng)今地理學(xué)學(xué)科內(nèi)部出現(xiàn)了一種破碎化和離心化的趨勢(shì)，正如有學(xué)者的批判：自然地理破碎化、人文地理經(jīng)濟(jì)化、地理信息科學(xué)信息技術(shù)化。傳統(tǒng)地理學(xué)的“區(qū)域性”和“綜合性”的傳統(tǒng)學(xué)科特色與優(yōu)勢(shì)遭受挑戰(zhàn)。地理學(xué)要“回歸”到哪里？地理學(xué)有自己的共同體共識(shí)，第一是研究取向上對(duì)“地”的重視，第二是研究方式上對(duì)地的重視，即強(qiáng)調(diào)實(shí)地取證與調(diào)查，堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)和唯物主義觀點(diǎn)。目前在地理大數(shù)據(jù)的研究中和對(duì)大量數(shù)據(jù)操作的過分關(guān)注而忽略了典型代表的選擇等，這樣會(huì)導(dǎo)致出各種偏差。利用地理數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)也需要進(jìn)一步的理論支撐，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)源于過去數(shù)據(jù)的積累，在未來與現(xiàn)在具有相似情景的條件下，則可通過算法預(yù)測(cè)未來。然而地表過程和人類社會(huì)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)非線性的過程，一旦未來某段時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)動(dòng)力發(fā)生改變，那大數(shù)據(jù)對(duì)未來的預(yù)測(cè)也需要改變。

地理大數(shù)據(jù)狂熱的背后依然擺脫不了多數(shù)成果探索性階段的現(xiàn)實(shí)。例如谷歌流感趨勢(shì)預(yù)測(cè)失效案例。與傳統(tǒng)地理學(xué)注重野外實(shí)證和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)驗(yàn)證數(shù)據(jù)相比，絕大多數(shù)的“大數(shù)據(jù)”是有偏數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)受環(huán)境和人群的影響和干擾較大。由于原始樣本的偏差、預(yù)處理方法是否恰當(dāng)?shù)榷喾矫嬉蛩兀乩韺W(xué)者對(duì)收集來的大數(shù)據(jù)的質(zhì)量無法進(jìn)行系統(tǒng)性評(píng)估，大數(shù)據(jù)是一個(gè)新呈現(xiàn)出來的新鮮事物，研究案例可供借鑒研究的少之又少，條件也不夠充足，所以研究問題片面不夠具體，所以研究的結(jié)果大多數(shù)都不夠足以讓人信服，因此大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地理研究仍然需要更加嚴(yán)謹(jǐn)和魯棒的算法。地理學(xué)者能夠做的不應(yīng)該是面對(duì)數(shù)據(jù)的狂歡，也不應(yīng)該趨向于計(jì)算機(jī)科學(xué)對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)算法的深化，而是應(yīng)該扎根學(xué)科特色，回歸人地關(guān)系主題，扎根現(xiàn)實(shí)、回歸研究本質(zhì)，冷靜客觀對(duì)地理大數(shù)據(jù)的使用條件進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。同時(shí)地理學(xué)是一門實(shí)證主義較強(qiáng)的學(xué)科，在社會(huì)發(fā)達(dá)地區(qū)，地理大數(shù)據(jù)的豐富可以對(duì)地理環(huán)境進(jìn)行表達(dá)，而對(duì)于自然區(qū)域，也存在數(shù)據(jù)盲區(qū)。在這個(gè)過程中，基于訪談、野外調(diào)查等途徑獲得的小數(shù)據(jù)的價(jià)值依然不可忽略。

3.3 大數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)地理學(xué)的沖擊反思

新事物的產(chǎn)生總是具有強(qiáng)大的生命力，在以矛盾具有兩面性的思想指導(dǎo)下地理學(xué)者不應(yīng)該過分抬高大數(shù)據(jù)對(duì)地理學(xué)發(fā)展的作用，不能妄自菲薄，全盤否定傳統(tǒng)地理科學(xué)的研究意義和研究方法。在新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)學(xué)科的沖擊中只有通過辯證法的思維看待問題，抓住問題的本質(zhì)，方能發(fā)揚(yáng)本學(xué)科特色。地理學(xué)的發(fā)展依靠數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的壟斷會(huì)產(chǎn)生“數(shù)據(jù)鴻溝”，對(duì)于地理學(xué)而言，數(shù)據(jù)是血液，只有與相應(yīng)的社會(huì)部門或公司協(xié)商，或借助計(jì)算機(jī)科學(xué)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，才能多方面獲取多尺度數(shù)據(jù)。在獲取數(shù)據(jù)之后，在數(shù)據(jù)分析上依然不能固步自封，應(yīng)認(rèn)識(shí)到與其他學(xué)科分析方法上的一些差距，加強(qiáng)學(xué)科融合和學(xué)科交流合作，地理大數(shù)據(jù)的交叉學(xué)科特性也將成為未來地理學(xué)數(shù)據(jù)研究的新趨勢(shì)。

4 結(jié)論與討論

首先值得深思的是地理大數(shù)據(jù)應(yīng)回歸到數(shù)據(jù)本身，地理學(xué)需要從眾多的數(shù)字背后探究深入的社會(huì)機(jī)理和有效信息，而這個(gè)過程重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)人的作用而不是數(shù)據(jù)本身的作用。同時(shí)地理學(xué)要回歸到對(duì)“地”的重視，強(qiáng)調(diào)實(shí)地取證與調(diào)查，扎根現(xiàn)實(shí)、回歸研究本質(zhì)，冷靜客觀對(duì)地理大數(shù)據(jù)的使用條件進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估。最后面對(duì)大數(shù)據(jù)的沖擊，傳統(tǒng)地理學(xué)應(yīng)認(rèn)識(shí)到自身的缺陷，加強(qiáng)學(xué)科特色融合。在新時(shí)代背景下，地理學(xué)勿固步自封，積極面對(duì)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，融合交叉學(xué)科，回歸人地關(guān)系主題，切實(shí)給人們帶來更多的地理信息服務(wù)。