略論GPS和GIS技術(shù)在田野調(diào)查中的應用

摘要：本文概述了GIS和GPS技術(shù)的特點，并以多款GPS和GIS軟件為例，介紹了GPS技術(shù)在田野調(diào)查中的具體應用情況。

關鍵詞：田野調(diào)查 GPS GIS

在進行民族學田野調(diào)查、撰寫田野調(diào)查記錄或報告的過程中，為了清楚地表達自己的思想，文字說明、示意圖、圖表、照片、錄音和錄像等是調(diào)查者最習慣使用的幾種手段，然而，在許多場合，調(diào)查者需要說明自己的調(diào)查地點、路線、調(diào)查對象的歷史變遷等內(nèi)容，此時如果離開了地圖，調(diào)查者就很難說清楚自己的意圖。很多調(diào)查者也意識到了“一圖頂萬言”的好處，但由于手工繪圖既復雜又難以保證精度，不得不放棄了繪制專題地圖的打算。好在近些年GPS與GIS技術(shù)突飛猛進，筆者從調(diào)查者的角度出發(fā)，談談如何因陋就簡，繪制出適合調(diào)查者需要的專題地圖。

1 GPS的主要功能是進行定位、導航和記錄航跡

1.1 GPS技術(shù)和接收設備簡介 GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)），是美軍在20世紀70年代在“子午儀衛(wèi)星導航定位”技術(shù)上發(fā)展起來的具有全球性、全能性、全天候優(yōu)勢的導航、定位、定時、測速系統(tǒng)。它包括三大部分：空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶接收系統(tǒng)。GPS的主要功能是在野外進行定位、導航和記錄航跡。2000年美國取消了對GPS衛(wèi)星民用信道的SA干擾信號，民用GPS的平均定位精度提高到了實用化水平，達到6.2米，從而興起了GPS產(chǎn)業(yè)與應用的高潮。

自2002年以來，各類GPS接收設備的價格迅速下降，普通便攜式GPS接收機的價格已經(jīng)降到人民幣1000元以下，USB和藍牙接口的GPS模塊，其價格也已降至人民幣300元左右。越來越多的智能手機、掌上電腦、筆記本產(chǎn)品，甚至是數(shù)碼相機都集成了GPS模塊。目前國際上已經(jīng)推出數(shù)十種用于測量的GPS接收機，實用且輕便。與專業(yè)測繪行業(yè)相比，民族學和人類學田野調(diào)查對定位精度的要求一般不是很高，因此，普通的民用GPS設備就可以滿足需要了。

1.2 適合田野工作者的GPS硬件配置 對田野工作者而言，對GPS設備的硬件要求并不是很高。通常情況下，一部集成了GPS模塊的智能手機，一臺便攜式GPS接收機，一臺配備了外置或內(nèi)置GPS模塊的筆記本電腦都是可以考慮的選項。一般情況下，市售的各種主流品牌的GPS接收機、GPS模塊或者集成GPS模塊的智能手機，都可以滿足田野調(diào)查的需要。

1.3 適合田野工作者的GPS軟件配置 至于GPS的軟件配置，相對硬件選擇來說更重要一些。首先是操作系統(tǒng)的選擇，筆者建議，從升級和擴充功能的角度考慮，便攜式GPS接收機盡量選擇Windows CE系統(tǒng)，其它的操作系統(tǒng)，如MQ-Linux，盡量不要使用，因為廠商的升級服務不一定很完善；如果是集成GPS模塊的智能手機，盡量選擇Windows Mobile平臺的移動設備，以筆者有限的知識來觀察，相對于其它手機平臺，這個操作系統(tǒng)似乎擁有更多的應用軟件，使得移動設備的功能擴充變得簡便易行。

其次是GPS定位軟件的選擇，以Windows CE 4.2或者Windows Mobile 6.1這兩個平臺為例，如果只是為了定位，并且獲得經(jīng)緯度信息，GPSViewer 1.5是比較理想的選擇。圖1-1是GPSViewer 1.5的使用界面，在GPS Status（GPS狀態(tài)）一欄，右上方的經(jīng)緯度是陜西師大雁塔校區(qū)研樓339南陽臺的位置，除此之外，從該界面可以獲得的其他信息還有日期、時間、方向、速度、高度等數(shù)據(jù)；藍色柱狀條的長度表示衛(wèi)星信號的強度，接收到信號的衛(wèi)星如果超過3顆，可以獲得3D數(shù)據(jù)；PDOP（Position Dilution of Precicion）是位置的精度強弱度，在獲取位置信息時，PDOP的值越小越好，比如3，而比7更大的值通常會被認為是比較差的。在田野調(diào)查中，想用這個方法確定某個地點的位置是很容易的。比如筆者要確定連云港市清真寺的位置，僅需站在這座1987年落成的建筑物門前，在移動設備中打開GPSViewer，1分鐘左右即可獲得所需數(shù)據(jù)。

再次，是有關電子地圖的選擇問題。第一，很多人會想到使用Google地圖進行標注，這的確是個便利的選擇。但在制作專題地圖時，有一些無關主題的信息不易剔除，有所不便，并且還容易使得調(diào)查者的地圖風格失去應有的個性。隨著車載導航的普及，目前中國國內(nèi)的電子導航地圖市場競爭激烈，出現(xiàn)了幾家公認的知名地圖供應商：高德、靈圖、城際通、道道通、凱立德、高明（Garmin）等等。其中，靈圖有PC版，可以直接在Windows環(huán)境下使用；而其他導航地圖，如高德、凱立德等，一般只能在Windows CE或者Windows Mobile系統(tǒng)中使用，如果一定在PC中使用，只有借助于PPC模擬器了。另有著名的Ozi導航軟件，有PC版和PPC版，使用OziExplorer軟件加載地圖，所有地圖均由驢友和地理愛好者自制；該軟件還提供里程表、速度表和電子羅盤等輔助功能（見圖1-2）。從筆者個人的感受來說，高德軟件的界面相對比較好，Ozi地圖雖可以自制，但因大部分數(shù)據(jù)并非矢量格式，地圖縮放時的清晰度會受到一定的限制。目前中國國內(nèi)所有的商業(yè)車載導航電子地圖，都沒有標出山川河流等地形的名稱，沒有經(jīng)緯度顯示（大都是廠商定制的位置描述系統(tǒng)），更談不上海拔高程的標示了。因此在田野調(diào)查中，這些地圖在應用的廣度和深度方面都會受到很大的限制。

當然，現(xiàn)有的電子地圖對田野調(diào)查的幫助已經(jīng)很大了。舉個例子，比如在調(diào)查連云港市穆斯林的生活狀況時，需要找出全市大約有多少家拉面館，這個問題在電子地圖中幾秒鐘就可以得出結(jié)果了，因為，關于有多少家拉面館的問題，早就有專業(yè)測繪人員做好了，可以直接拿來用，減少了很多工作量。在這種場合，電子地圖中的資料越新越好。圖1-3所示的過程就是在高德地圖中搜索連云港市（含四縣）全部拉面館的方法。不過，要把所有的拉面館都放到一張地圖上，最好是借助于GIS軟件。又如，導航電子地圖也可以保存調(diào)查者行進的路線，如圖1-4所示，圖中粗線代表調(diào)查者的行進路線。

2 GPS技術(shù)與GIS軟件的結(jié)合，可使田野調(diào)查結(jié)果信息化和直觀化

利用GPS技術(shù)可以幫助田野調(diào)查者對調(diào)查對象進行定位、導航，甚至可以記錄下調(diào)查者運行的軌跡。利用各種導航電子地圖，調(diào)查者已經(jīng)可以做出初步的專題地圖了。當然，要想如魚得水，心之所向，圖之所指，還需要借助于各種GIS軟件。因為前述位置數(shù)據(jù)的采集，只是一種前期準備工作，使用GIS軟件制作專題地圖，才是真正的數(shù)據(jù)加工。GPS技術(shù)與GIS軟件的結(jié)合，可以使田野調(diào)查結(jié)果信息化、直觀化，將那些用文字難以表述的內(nèi)容形象地呈現(xiàn)在人們面前。因此，作為民族學人類學的田野工作者，應當適當?shù)亓私釭PS和GIS技術(shù)，并將其運用到自己的研究領域。林耀華先生曾在其著作說道，一個合格的民族學調(diào)查者，不但要成為民族學的專家，而且還應該是個知識廣博的雜家。從這個意義上講，民族學家“更像一盒‘萬金油’”。對于一個好的調(diào)查者來說，多才多藝不是苛求。記錄、錄音、攝影、錄像、繪圖、統(tǒng)計、測量等技能應該是必備的，指的就是這樣的學習要求。目前市面上GIS軟件，比較知名的有MapInfo Professional，ArcGIS，MapGIS等等，掌握它們的用法，對調(diào)查工作會有一定的幫助。不過這一類軟件專業(yè)性很強，需要花費相當多的精力去研究、學習，方能熟練使用。田野調(diào)查者進行專題地圖制作，一般是出于演示、出版和分析的需要。在這種場合，筆者推薦田野工作者學習使用Curious Software出品的Curious World Maps，用于制作專題地圖。該軟件的基本特點是：第一，內(nèi)置精確的矢量地圖，包括經(jīng)緯度和海拔高程，其范圍覆蓋全球；第二，專題地圖可顯示為多種風格，如帶地形的政區(qū)圖、黑白的素描圖等等；第三，內(nèi)置龐大的地名數(shù)據(jù)庫，方便使用者進行查詢、修改和添加。第四，專題地圖可制作成動畫，方便調(diào)查者進行演示。正因為有上述特點，Curious World Maps被許多新聞媒體采用，成為制作新聞地圖的重要工具。當然，民族學與人類學田野工作者為了研究的需要，也可以將Curious World Maps作為一個重要的表達手段。

就筆者本人而言，目前關于Curious World Maps的應用主要有以下幾點：①利用現(xiàn)有地名數(shù)據(jù)庫制作現(xiàn)代專題地圖。Curious World Maps中內(nèi)置了一個龐大的地名數(shù)據(jù)庫，在地圖中可直接在相應的位置添加地名。當然，這個軟件是英文版的，如需要中文地名，則需要單獨輸入。例如在做有關新疆城鄉(xiāng)和區(qū)域差距的研究時，需要在地圖中標示新疆全區(qū)27個國家級貧困縣時，可以使用Curious World Maps，直接從地名數(shù)據(jù)庫中抽取數(shù)據(jù)，添加到專題地圖中。其過程如圖2-1所示。最終成品圖如2-2所示。從成品圖中很容易看出大部分國家級貧困縣位于南疆。

②利用田野調(diào)查中采集的或查詢文獻所得的位置信息，制作歷史專題地圖。從田野調(diào)查中采集的任意位置信息，以及從文獻資料中獲得的特定歷史地點的位置信息，只要它們是以經(jīng)緯度來加以描述的，都可以通過Curious World Maps來重新展現(xiàn)。在東漢時期西域地圖的制作過程中，筆者就遇到了很多困難，許多西域小國的都城不能直接從現(xiàn)有的地名數(shù)據(jù)庫中添加，通過查閱歷史文獻，以及考研、探險隊的資料，得到了一些古地名的經(jīng)緯度信息，于是就可以將這些信息直接輸入到地圖中。包括精絕、交河、務涂谷等地點的位置都是根據(jù)資料中的經(jīng)緯度信息加入地圖的。如圖2-3和2-4所示。當然，圖中蔥嶺河的水文狀況還需要繼續(xù)求證。

③結(jié)合歷史與現(xiàn)實，制作調(diào)查對象變遷過程的動畫演示。當各個歷史時期與當代都有根據(jù)田野調(diào)查或文獻分析得出的專題地圖以后，制作調(diào)查對象變遷過程的動畫演示也就不成問題了。動畫演示可以形象地展示大到一個國家，小到一個社區(qū)的演變過程。限于精力，筆者目前只是做了一些戰(zhàn)爭和部族遷移方向的動態(tài)地圖，如在一份讀書報告中附有漢匈戰(zhàn)爭動畫示意圖。隨著田野調(diào)查的展開和繼續(xù)，會有更多新的素材投放到地圖中來。

④注意事項。使用該軟件時，應注意調(diào)整中印邊界的走向，中國不承認非法的“麥克馬洪線”，也拒絕印度對阿克賽欽地區(qū)的領土要求。Curious World Maps是西方人做的軟件，其中描述的中印邊界有好幾種狀態(tài)，修改的方法是，打開菜單欄，View>>Options，在Options對話框中選定Map Data下的Database，找到Disputed Regions（爭議地區(qū)），先選中Kashmir（克什米爾），選擇“Divided 2”，確認阿克賽欽地區(qū)屬于中國；再選中Arunachal Pradesh，選擇“Part of China”，取消中印邊界東段的“麥克馬洪線”。

3 關于GPS和GIS技術(shù)的幾點期望

如果說有什么期望的話，首先，在GPS技術(shù)方面，筆者不希望美國的GPS是唯一的選擇，盼望有一天能用上中國自己的導航定位系統(tǒng)，并且一如美國的GPS，是免費使用的，也希望屆時自己的GPS接收設備還能繼續(xù)使用，以保護自己的投資。十幾天前的一個晚上，筆者的四個GPS設備曾同時失靈，收不到衛(wèi)星信號。這顯然是GPS系統(tǒng)出了故障或者是在調(diào)整。這讓筆者感到前所未有的震撼。其次，筆者希望中國的GIS理念和技術(shù)能有所進步，正版的GIS軟件的價格降至合理區(qū)間。

參考文獻：

[1]林耀華.《民族學通論》[M]，北京，中央民族大學出版社，1997.