“一帶一路”地理空間認(rèn)知與地理信息系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)支持

陸鋼

內(nèi)容提要 習(xí)近平總書記關(guān)于“國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略”的講話為“一帶一路”的大數(shù)據(jù)研究指明了方向。隨著研究的深入，應(yīng)該在“一帶一路”大數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)上引入地理空間的認(rèn)知概念。“一帶一路”地理信息系統(tǒng)（GIS）是沿線國家地理空間與決策者之間實現(xiàn)有效溝通的大數(shù)據(jù)可視化工具。該系統(tǒng)面向“一帶一路”決策高層，強(qiáng)調(diào)智庫與專業(yè)機(jī)構(gòu)之間的合作，具有協(xié)同性、疊加性和可塑性，可以隨時對沿線地區(qū)的實際情況做出反應(yīng)，為決策高層提供精準(zhǔn)、即時和周到的大數(shù)據(jù)決策服務(wù)。

關(guān)鍵詞 “一帶一路”；地理信息系統(tǒng)；GIS；大數(shù)據(jù)

DOI： 10.19422/j.cnki.ddsj.2018.02.017

作為新興的科技大國，中國在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域發(fā)展迅速。目前大數(shù)據(jù)發(fā)展已經(jīng)成為受到黨中央高度重視的國家戰(zhàn)略。2017年12月8日，中央舉行實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的第二次集體學(xué)習(xí)。習(xí)近平總書記主持會議就國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略實施提出了重要的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)要“審時度勢、精心謀劃、超前布局、力爭主動”“推進(jìn)數(shù)據(jù)資源整合和開放共享”，為研究與制定“一帶一路”大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略提供了理論指導(dǎo)。

“一帶一路”建設(shè)需要大數(shù)據(jù)的支持，似乎已經(jīng)成為共識。一些“一帶一路”大數(shù)據(jù)的門戶網(wǎng)站或?qū)I(yè)網(wǎng)站也紛紛出現(xiàn)；有關(guān)“一帶一路”安全投資指數(shù)或國家治理指數(shù)的概念也相繼推出。這些發(fā)展充實和豐富了“一帶一路”大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的內(nèi)涵，促進(jìn)“一帶一路”決策系統(tǒng)的科學(xué)性與實踐性。然而，地理空間概念似乎沒有完全被整合到“一帶一路”大數(shù)據(jù)的決策系統(tǒng)之中。決策者與大數(shù)據(jù)之間存在最后一公里的現(xiàn)象，即“一帶一路”大數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)備工作比較充分，但無法及時將有用的數(shù)據(jù)推送到?jīng)Q策者面前，協(xié)助其做出正確的決策。究其原因，是因為目前尚未研發(fā)成功具有直觀性、空間性和即時性等屬性的“一帶一路”大數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)，這正是未來應(yīng)當(dāng)努力的方向。

地理空間認(rèn)知的重要作用

長期以來，人類對自然與社會的認(rèn)知建立在兩維基礎(chǔ)上：時間維度與空間維度。因此，我們在研究國際關(guān)系和制定對外戰(zhàn)略時必然遵從兩維認(rèn)知規(guī)律，既要回溯歷史鏡像，研究大國興衰規(guī)律；也要俯瞰全球景象，分析地理空間與外交戰(zhàn)略之間的關(guān)系。古今中外大戰(zhàn)略家們無不重視地理空間認(rèn)知在政治經(jīng)濟(jì)和治國方略中的重要作用。他們的理論盡管各有千秋，但貫穿的共同主線就是地理空間認(rèn)知對其研究的指導(dǎo)作用，這一點(diǎn)迄今仍有重要的啟示意義。

“一帶一路”倡議本身就是對傳統(tǒng)地理空間認(rèn)知的重大突破，它建立了一種新的地理空間認(rèn)知體系。充分認(rèn)識這個新的地理空間體系，對于“一帶一路”建設(shè)具有不可或缺的指導(dǎo)意義。一般而言，按照行政屬性劃分，世界可以劃成亞洲、歐洲、美洲、非洲和大洋洲。按照地理屬性劃分，又可以分為海洋國家、大陸國家和半島國家。歷史上諸大國根據(jù)這些屬性制定對外戰(zhàn)略，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年。中國提出的“一帶一路”在地理空間布局上有其獨(dú)特性。它兼顧海洋與陸地的地理形態(tài)，以歐亞大陸為主要地理板塊，以穿越歐亞大陸的古代絲綢之路為地理主軸，形成了一個以發(fā)展中國家為主要群體的新興地緣政治板塊。它不是世界地理的大發(fā)現(xiàn)，而是中國地理空間認(rèn)知的一次大發(fā)現(xiàn)，其靈感源自于古代絲綢之路。具體而言，“一帶一路”沿線地區(qū)是客觀存在的，它的自然地理和地緣政治的傳統(tǒng)屬性沒有改變，改變的是中國建立一種新的認(rèn)知，一種新的聯(lián)系。中國的參與賦予“一帶一路”沿線地區(qū)一種新時代的意義。

然而對于中國來說，“一帶一路”建設(shè)面臨著不同的政策環(huán)境。首先“一帶一路”在地理空間上跨度很大，沿線國家分布在不同的地理區(qū)域，包括亞洲、歐洲等地區(qū)，也包括非洲、大洋洲等地區(qū)。這些地區(qū)與國家差異性很大，不僅地理屬性不同，更有政治文化差異以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡。要將如此龐雜的國家群體整合到一個統(tǒng)一的建設(shè)方案，沒有正確的思維方式與科學(xué)的決策方法幾乎是不可能的。

以計算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展，帶動了地理空間認(rèn)知技術(shù)基礎(chǔ)的巨大變革。地理信息技術(shù)、全球定位、遙感技術(shù)、數(shù)字地球、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動技術(shù)、人工智能、城市模擬、人臉識別等一批先進(jìn)技術(shù)，極大地提升了人類地理空間的認(rèn)知能力，這無疑給“一帶一路”地理空間認(rèn)知以及建設(shè)方案的擬訂帶來巨大的便利。

大數(shù)據(jù)治下的地理信息系統(tǒng)

技術(shù)增長

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，直接催生了地理信息系統(tǒng)（GIS）的問世。地理信息系統(tǒng)是運(yùn)用計算機(jī)信息技術(shù)對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的技術(shù)，其功能在于根據(jù)客戶需求，提供查詢、分析和預(yù)測等功能。它的特點(diǎn)在于，地球上任何發(fā)生的事件都可以在GIS上以圖像的方式呈現(xiàn)，從而為使用者帶來強(qiáng)烈的視覺效果。同時，地理信息系統(tǒng)上的圖像又有地理數(shù)據(jù)支持，具有實時性和精確性。GIS集成了眾多技術(shù)，經(jīng)歷了一個歷史發(fā)展過程。

早期GIS受到信息技術(shù)的限制，基本上按照當(dāng)時計算機(jī)技術(shù)的水平而設(shè)計，因此它處理的空間比較狹隘，數(shù)據(jù)的儲存與運(yùn)算能力比較低下，處理的數(shù)據(jù)格式也比較單一，因此當(dāng)時GIS數(shù)據(jù)主要針對靜態(tài)的建筑物和地理目標(biāo)，對于動態(tài)的交通工具和人體運(yùn)動尚無能力處理。然而最近20年，信息技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，其中比較突出的特征就是GIS可以與其他信息技術(shù)融合一體，極大地豐富了GIS的內(nèi)涵，提升了它對地理數(shù)據(jù)的處理能力，因而可以滿足各式各樣的人類決策需求。

現(xiàn)代信息技術(shù)對于地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用性具有驚人提升作用。第一是外層空間技術(shù)。一個是全球定位系統(tǒng)（GPS）；另一個是衛(wèi)星遙感技術(shù)。GPS是通過太空運(yùn)行的一組衛(wèi)星對地球進(jìn)行全方位、全天候、全時段和高精度的定位，為地面機(jī)構(gòu)和人員提供三維位置、速度和精確定時的導(dǎo)航信息。遙感技術(shù)也是GIS十分依賴的技術(shù)。它與GPS的共同點(diǎn)就是利用太空運(yùn)行的衛(wèi)星，對地球表面物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離、無接觸的探測和監(jiān)視。對于用戶來說，遙感技術(shù)的直接用處就是能夠獲取任何地理空間的影像數(shù)據(jù)。

第二是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。地球空間衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展為GIS賦予了太空之眼，任何地面信息一覽無遺。與此同時，地球經(jīng)歷著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化的革命。數(shù)據(jù)流量的通道越來越寬，數(shù)據(jù)流通的速度也越來越快。

第三是大數(shù)據(jù)技術(shù)。人類發(fā)展進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代，這一點(diǎn)基本上毋庸置疑。大數(shù)據(jù)時代是人類信息技術(shù)發(fā)展到高級階段的結(jié)果，包括存儲技術(shù)、運(yùn)算速度、移動技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)帶寬和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等。地球的數(shù)字化使得數(shù)據(jù)呈幾何級數(shù)增長。自然界變化以及人類活動所產(chǎn)生的影像、音頻和文字?jǐn)?shù)據(jù)，都被記錄下來并可儲存起來。而互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及大數(shù)據(jù)分布式工作方式使得人類有能力處理這些海量數(shù)據(jù)。

第四是人工智能技術(shù)。在大數(shù)據(jù)時代，人工智能屢屢展現(xiàn)風(fēng)采。對于GIS來說，人工智能的強(qiáng)勢不在于它能戰(zhàn)勝世界上所有頂尖圍棋高手，而在于它的人臉識別技術(shù)與音頻識別技術(shù)。這是一個巨大的突破，改寫了大數(shù)據(jù)時代的思維規(guī)則，即由于大量類似圖像、視頻和音頻等非結(jié)構(gòu)性的存在，人們處理數(shù)據(jù)不必追求精確性，人工智能技術(shù)把非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)重新變成可以像文本那樣處理的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，從而在實踐中顯示巨大的實用性。

上述四項技術(shù)深刻影響了GIS的發(fā)展，使其從一個簡單的、基于地理空間的信息咨詢系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成高級的、善于處理地理空間數(shù)據(jù)并能滿足決策者各種需求的智能系統(tǒng)。在大數(shù)據(jù)時代，沒有哪種技術(shù)像GIS那樣，在決策者與大數(shù)據(jù)為核心的各種高技術(shù)之間搭建合適的平臺和提供易于操作的界面。決策者由于視閾有限、時空有限、思維有限，不可能成為無所不知、無所不曉的超人。他需要如此良好的決策體驗：在辦公室里，靜靜地看著電子屏幕。在專家團(tuán)隊的輔助下，基于GIS的電子屏幕不斷傳送決策者所需要的信息，甚至具體到某個工程項目的財政決算，或某個重要政治人物的活動蹤跡。

當(dāng)前，固然大家認(rèn)識到“一帶一路”大數(shù)據(jù)運(yùn)用的重要性，但從現(xiàn)有研制的“一帶一路”大數(shù)據(jù)項目來看，與理想中的大數(shù)據(jù)決策環(huán)境仍然有一段距離。主要問題是，決策者仍然依靠傳統(tǒng)方式獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行決策；現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)僅僅提供一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)、新聞報道和政策文件，這仍然源自于小數(shù)據(jù)思維，無法滿足決策者的當(dāng)下需求；大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)只存在于某些部門，其他部門尤其是智庫無法共享，而沒有智庫的參與，大數(shù)據(jù)難以轉(zhuǎn)化為決策者所需要的決策依據(jù)。這已經(jīng)成為“一帶一路”大數(shù)據(jù)系統(tǒng)研發(fā)與使用的一個瓶頸。若要解決這個瓶頸，目前比較合適的技術(shù)手段是“一帶一路”地理信息系統(tǒng)（GIS）。這個系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐下，可以為決策者提供強(qiáng)大的決策輔助手段。

“一帶一路”GIS的決策設(shè)計

“一帶一路”地理信息系統(tǒng)（GIS）的決策設(shè)計是一個相當(dāng)龐大復(fù)雜的工程，它的核心思想是面向決策領(lǐng)域，協(xié)助決策者解決實際生活中面臨的各類問題。因此GIS設(shè)計初始需要避免“一帶一路”大數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題，即只追求形式，不考慮效果，以及只有靜態(tài)架構(gòu)沒有動態(tài)過程。整個“一帶一路”的數(shù)據(jù)分布離散混雜，缺乏統(tǒng)籌的系統(tǒng)，難以為決策者提供貼身服務(wù)。

在此從兩個方面提出“一帶一路”GIS的設(shè)計思路。一個是戰(zhàn)略思維層面，主要探討“一帶一路”GIS的根本性問題。它為“一帶一路”決策者提供了大數(shù)據(jù)的底層設(shè)計。該系統(tǒng)具有地理空間的特性，并以動態(tài)過程展示時間的特性。它能容納“一帶一路”所有相關(guān)的大數(shù)據(jù)，并在這些大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上生成其他可滿足決策者需要的數(shù)據(jù)子系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)子系統(tǒng)在地理信息系統(tǒng)的平臺上以直觀形象的方式展示給決策者。決策者從中獲得信息，獲得靈感。

除了時空特性外，“一帶一路”GIS還具有協(xié)同性、疊加性和可塑性等特點(diǎn)。所謂協(xié)同性，是指使用該系統(tǒng)的研究人員雖然在不同的地點(diǎn)，但是通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻。大家圍繞熱點(diǎn)或某個問題進(jìn)行集體會診，迅速判明情況，提出解決方案。專家來自各個學(xué)科領(lǐng)域，因而可以避免單一學(xué)科所固有的知識缺陷、思維盲區(qū)而造成的判斷失誤。同時，來自不同領(lǐng)域、不同地區(qū)的專家把各自的專業(yè)知識補(bǔ)充到數(shù)據(jù)庫，充實和豐富“一帶一路”地理信息系統(tǒng)。

疊加性是指GIS可以把地理空間、專業(yè)領(lǐng)域和人文社會等數(shù)據(jù)全部集成一體。巨量龐雜的數(shù)據(jù)在地理空間系統(tǒng)里卻井然有序地排列組合。它們相互疊加，在電子屏幕的有限空間里展示無限的可能性，以滿足決策者的各類需求。

可塑性則指GIS可以隨時根據(jù)決策者的眼光而自由切換。決策者既可以瀏覽宏觀地理空間，如地區(qū)、國家和城市，也可以聚焦于某個基礎(chǔ)設(shè)施項目，如油田、港口和鐵路。系統(tǒng)甚至還可以縮小至人類個體。當(dāng)系統(tǒng)在強(qiáng)大的大數(shù)據(jù)支持下把鏡頭對準(zhǔn)某個個體的時候，所有相關(guān)的大數(shù)據(jù)包括其地理活動數(shù)據(jù)瞬間爆發(fā)，為決策者提供了其精準(zhǔn)的圖像。

“一帶一路”地理信息系統(tǒng)的三個特性給該系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用帶來很大的便利。它滿足了不同層級、不同部門決策者在制訂“一帶一路”政策時的各類需求，既有宏觀把控，又能微觀深入，為決策者創(chuàng)造了一種身臨其境的環(huán)境情勢。在虛擬真實的環(huán)境中，決策者對國際問題特別是跨境、跨界問題的了解更為精確、形象和直觀，容易彌補(bǔ)個體知悟能力有限而造成的決策短板。

另一個屬于技術(shù)層面，主要考慮“一帶一路”GIS設(shè)計中的具體問題，主要包括系統(tǒng)的使用者、專業(yè)分工和數(shù)據(jù)添加。從當(dāng)前實際來看，“一帶一路”領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室與“一帶一路”智庫合作聯(lián)盟秘書處是“一帶一路”GIS的合適使用者。前者掌握著“一帶一路”建設(shè)的宏觀政策決策權(quán)，后者是指導(dǎo)國內(nèi)智庫、為“一帶一路”建言獻(xiàn)策的協(xié)調(diào)者。它們需要一個強(qiáng)大的“一帶一路”地理大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為決策與協(xié)調(diào)提供周到的服務(wù)。此外，其他職能部門或?qū)I(yè)部門也有使用該系統(tǒng)的需求。例如反恐機(jī)構(gòu)，需要在地理信息系統(tǒng)上研判其掌握的沿線國家恐怖主義活動的數(shù)據(jù)，并提供給相關(guān)部門共享。再有對外援助機(jī)構(gòu)和中資企業(yè)。它們在沿線國家有很多重大援建項目或投資項目。通過GIS的展示，這些工程項目的進(jìn)展?fàn)顩r和財政狀況全部以空間直觀的形式展現(xiàn)，可以讓決策者一目了然，減少由于層層報送而出現(xiàn)的信息磨損。

專業(yè)分工也是需要重視的問題。當(dāng)前容易出現(xiàn)的局面是，各個部門研發(fā)自己的“一帶一路”大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)缺乏全局性、針對性和有效性，而且深度不夠，容易陷入低水平的重復(fù)?！耙粠б宦贰盙IS解決了數(shù)據(jù)處理的底層問題，好比火鍋的鍋底，余下的事情是轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)分工，專家團(tuán)隊協(xié)同創(chuàng)新。中共中央對外聯(lián)絡(luò)部牽頭成立“一帶一路”智庫合作聯(lián)盟，教育部為“一帶一路”研究設(shè)立了國別與區(qū)域備案項目，國內(nèi)大批智庫投入到“一帶一路”研究中，這些值得稱贊。但如何在智庫之間形成合理的分工，如何把專業(yè)的問題交給專業(yè)團(tuán)隊去做是“一帶一路”GIS設(shè)計需要解決的問題。比較期待的景象是，在中央的部署下，各個智庫和專業(yè)機(jī)構(gòu)在“一帶一路”GIS這個平臺上進(jìn)行協(xié)同研究。它們一方面共享系統(tǒng)本身提供的數(shù)據(jù)，另一方面也向系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)的搜索引擎起初比較蒼白，但使用者多了，搜索引擎就變得豐滿。使用者輸入的搜索詞本身就是數(shù)據(jù)來源，人工智能通過對這些搜索詞的挖掘而導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)出現(xiàn)。

最后是數(shù)據(jù)添加問題。這里涉及數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)維護(hù)和數(shù)據(jù)更新。 “一帶一路”GIS的數(shù)據(jù)添加有其鮮明的特點(diǎn)，它強(qiáng)調(diào)的不是文本數(shù)據(jù)，更多的是地理數(shù)據(jù)，包括圖像和視頻數(shù)據(jù)。因此GPS和北斗導(dǎo)航的數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感照片是重要的數(shù)據(jù)源。筆者曾在華東師范大學(xué)地理信息系統(tǒng)實驗室調(diào)閱費(fèi)爾干納地區(qū)的衛(wèi)星遙感照片，清晰度高，但城市建筑物的地標(biāo)看不清楚，這就需要地面的辨認(rèn)。現(xiàn)在技術(shù)高度發(fā)達(dá)。衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)獲取的終端變得更小和多樣，大部分功能被整合到手機(jī)上去。旅行者只需一部手機(jī)就可以解決不明建筑物的地標(biāo)問題。正如上面所述，以人臉識別為代表的圖像和視頻識別技術(shù)的突破，將沖擊大數(shù)據(jù)時代非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)不可辨識的思維定式。數(shù)據(jù)處理方式重新回到小數(shù)據(jù)時代。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將變得像結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)那樣數(shù)字化、可讀化和可辨識。這將會極大地提升“一帶一路”GIS的大數(shù)據(jù)決策功能。

目前，無論是國內(nèi)還是沿線國家，儲備了大量的可視化數(shù)據(jù)，包括圖像和視頻。特別在大城市，銀行營業(yè)廳、交通路口、機(jī)場車站、小區(qū)門口、街區(qū)商店、醫(yī)院學(xué)校和其他公共場所等安裝了24小時工作的監(jiān)視探頭。但由于圖像識別技術(shù)的落后，海量視頻數(shù)據(jù)無法快速處理。而有了人臉識別技術(shù)，意味著任何可疑目標(biāo)只要出現(xiàn)在監(jiān)視視頻里面，一旦被鎖定就被迅速提取，這將在防范“一帶一路”恐怖主義威脅、跨國犯罪活動和保障領(lǐng)導(dǎo)高層互訪、維護(hù)海外中國公民利益方面發(fā)揮重要的作用。

總之，大數(shù)據(jù)獲取不是問題，問題是如何把已有的大數(shù)據(jù)特別是圖像和視頻數(shù)據(jù)整合到“一帶一路”地理信息系統(tǒng)中去，并且轉(zhuǎn)化為可讀取、可辨識的類文本化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與其他大數(shù)據(jù)結(jié)合，為決策者及其輔助團(tuán)隊提供所需要的決策咨詢服務(wù)。

（作者系華東師范大學(xué)國際問題

研究所所長，教授）

（責(zé)任編輯：蘇童）