略論GPS和GIS技術(shù)在田野調(diào)查中的應(yīng)用

摘要：本文概述了GIS和GPS技術(shù)的特點(diǎn)，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(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：田野調(diào)查 GPS GIS

在進(jìn)行民族學(xué)田野調(diào)查、撰寫(xiě)田野調(diào)查記錄或報(bào)告的過(guò)程中，為了清楚地表達(dá)自己的思想，文字說(shuō)明、示意圖、圖表、照片、錄音和錄像等是調(diào)查者最習(xí)慣使用的幾種手段，然而，在許多場(chǎng)合，調(diào)查者需要說(shuō)明自己的調(diào)查地點(diǎn)、路線、調(diào)查對(duì)象的歷史變遷等內(nèi)容，此時(shí)如果離開(kāi)了地圖，調(diào)查者就很難說(shuō)清楚自己的意圖。很多調(diào)查者也意識(shí)到了“一圖頂萬(wàn)言”的好處，但由于手工繪圖既復(fù)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(jìn)，筆者從調(diào)查者的角度出發(fā)，談?wù)勅绾我蚵秃?jiǎn)，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(jìn)行定位、導(dǎo)航和記錄航跡

1.1 GPS技術(shù)和接收設(shè)備簡(jiǎn)介 GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)），是美軍在20世紀(jì)70年代在“子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航定位”技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的具有全球性、全能性、全天候優(yōu)勢(shì)的導(dǎo)航、定位、定時(shí)、測(cè)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(jìn)行定位、導(dǎo)航和記錄航跡。2000年美國(guó)取消了對(duì)GPS衛(wèi)星民用信道的SA干擾信號(hào)，民用GPS的平均定位精度提高到了實(shí)用化水平，達(dá)到6.2米，從而興起了GPS產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用的高潮。

自2002年以來(lái)，各類GPS接收設(shè)備的價(jià)格迅速下降，普通便攜式GPS接收機(jī)的價(jià)格已經(jīng)降到人民幣1000元以下，USB和藍(lán)牙接口的GPS模塊，其價(jià)格也已降至人民幣300元左右。越來(lái)越多的智能手機(jī)、掌上電腦、筆記本產(chǎn)品，甚至是數(shù)碼相機(jī)都集成了GPS模塊。目前國(guó)際上已經(jīng)推出數(shù)十種用于測(cè)量的GPS接收機(jī)，實(shí)用且輕便。與專業(yè)測(cè)繪行業(yè)相比，民族學(xué)和人類學(xué)田野調(diào)查對(duì)定位精度的要求一般不是很高，因此，普通的民用GPS設(shè)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(duì)田野工作者而言，對(duì)GPS設(shè)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(jī)，一臺(tái)便攜式GPS接收機(jī)，一臺(tái)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(xiàng)。一般情況下，市售的各種主流品牌的GPS接收機(jī)、GPS模塊或者集成GPS模塊的智能手機(jī)，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(duì)硬件選擇來(lái)說(shuō)更重要一些。首先是操作系統(tǒng)的選擇，筆者建議，從升級(jí)和擴(kuò)充功能的角度考慮，便攜式GPS接收機(jī)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?yàn)閺S商的升級(jí)服務(wù)不一定很完善；如果是集成GPS模塊的智能手機(jī)，盡量選擇Windows Mobile平臺(tái)的移動(dòng)設(shè)備，以筆者有限的知識(shí)來(lái)觀察，相對(duì)于其它手機(jī)平臺(tái)，這個(gè)操作系統(tǒng)似乎擁有更多的應(yīng)用軟件，使得移動(dòng)設(shè)備的功能擴(kuò)充變得簡(jiǎn)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(gè)平臺(tái)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(yáng)臺(tái)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(shí)間、方向、速度、高度等數(shù)據(jù)；藍(lán)色柱狀條的長(zhǎng)度表示衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)度，接收到信號(hào)的衛(wèi)星如果超過(guò)3顆，可以獲得3D數(shù)據(jù)；PDOP（Position Dilution of Precicion）是位置的精度強(qiáng)弱度，在獲取位置信息時(shí)，PDOP的值越小越好，比如3，而比7更大的值通常會(huì)被認(rèn)為是比較差的。在田野調(diào)查中，想用這個(gè)方法確定某個(gè)地點(diǎn)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(mén)前，在移動(dòng)設(shè)備中打開(kāi)GPSViewer，1分鐘左右即可獲得所需數(shù)據(jù)。

再次，是有關(guān)電子地圖的選擇問(wèn)題。第一，很多人會(huì)想到使用Google地圖進(jìn)行標(biāo)注，這的確是個(gè)便利的選擇。但在制作專題地圖時(shí)，有一些無(wú)關(guān)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(fēng)格失去應(yīng)有的個(gè)性。隨著車載導(dǎo)航的普及，目前中國(guó)國(guó)內(nèi)的電子導(dǎo)航地圖市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，出現(xiàn)了幾家公認(rèn)的知名地圖供應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(ài)好者自制；該軟件還提供里程表、速度表和電子羅盤(pán)等輔助功能（見(jiàn)圖1-2）。從筆者個(gè)人的感受來(lái)說(shuō)，高德軟件的界面相對(duì)比較好，Ozi地圖雖可以自制，但因大部分?jǐn)?shù)據(jù)并非矢量格式，地圖縮放時(shí)的清晰度會(huì)受到一定的限制。目前中國(guó)國(guó)內(nèi)所有的商業(yè)車載導(dǎo)航電子地圖，都沒(méi)有標(biāo)出山川河流等地形的名稱，沒(méi)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(biāo)示了。因此在田野調(diào)查中，這些地圖在應(yīng)用的廣度和深度方面都會(huì)受到很大的限制。

當(dāng)然，現(xiàn)有的電子地圖對(duì)田野調(diào)查的幫助已經(jīng)很大了。舉個(gè)例子，比如在調(diào)查連云港市穆斯林的生活狀況時(shí)，需要找出全市大約有多少家拉面館，這個(gè)問(wèn)題在電子地圖中幾秒鐘就可以得出結(jié)果了，因?yàn)椋P(guān)于有多少家拉面館的問(wèn)題，早就有專業(yè)測(cè)繪人員做好了，可以直接拿來(lái)用，減少了很多工作量。在這種場(chǎng)合，電子地圖中的資料越新越好。圖1-3所示的過(guò)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(guò)，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(dǎo)航電子地圖也可以保存調(diào)查者行進(jìn)的路線，如圖1-4所示，圖中粗線代表調(diào)查者的行進(jìn)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(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行定位、導(dǎo)航，甚至可以記錄下調(diào)查者運(yùn)行的軌跡。利用各種導(dǎo)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(dāng)然，要想如魚(yú)得水，心之所向，圖之所指，還需要借助于各種GIS軟件。因?yàn)榍笆鑫恢脭?shù)據(jù)的采集，只是一種前期準(zhǔn)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(xué)人類學(xué)的田野工作者，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)亓私釭PS和GIS技術(shù)，并將其運(yùn)用到自己的研究領(lǐng)域。林耀華先生曾在其著作說(shuō)道，一個(gè)合格的民族學(xué)調(diào)查者，不但要成為民族學(xué)的專家，而且還應(yīng)該是個(gè)知識(shí)廣博的雜家。從這個(gè)意義上講，民族學(xué)家“更像一盒‘萬(wàn)金油’”。對(duì)于一個(gè)好的調(diào)查者來(lái)說(shuō)，多才多藝不是苛求。記錄、錄音、攝影、錄像、繪圖、統(tǒng)計(jì)、測(cè)量等技能應(yīng)該是必備的，指的就是這樣的學(xué)習(xí)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(duì)調(diào)查工作會(huì)有一定的幫助。不過(guò)這一類軟件專業(yè)性很強(qiáng)，需要花費(fèi)相當(dāng)多的精力去研究、學(xué)習(xí)，方能熟練使用。田野調(diào)查者進(jìn)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(chǎng)合，筆者推薦田野工作者學(xué)習(xí)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(diǎn)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(fēng)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(kù)，方便使用者進(jìn)行查詢、修改和添加。第四，專題地圖可制作成動(dòng)畫(huà)，方便調(diào)查者進(jìn)行演示。正因?yàn)橛猩鲜鎏攸c(diǎn)，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(dāng)然，民族學(xué)與人類學(xué)田野工作者為了研究的需要，也可以將Curious World Maps作為一個(gè)重要的表達(dá)手段。

就筆者本人而言，目前關(guān)于Curious World Maps的應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：①利用現(xiàn)有地名數(shù)據(jù)庫(kù)制作現(xiàn)代專題地圖。Curious World Maps中內(nèi)置了一個(gè)龐大的地名數(shù)據(jù)庫(kù)，在地圖中可直接在相應(yīng)的位置添加地名。當(dāng)然，這個(gè)軟件是英文版的，如需要中文地名，則需要單獨(dú)輸入。例如在做有關(guān)新疆城鄉(xiāng)和區(qū)域差距的研究時(shí)，需要在地圖中標(biāo)示新疆全區(qū)27個(gè)國(guó)家級(jí)貧困縣時(shí)，可以使用Curious World Maps，直接從地名數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取數(shù)據(jù)，添加到專題地圖中。其過(guò)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(guó)家級(jí)貧困縣位于南疆。

②利用田野調(diào)查中采集的或查詢文獻(xiàn)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(xiàn)資料中獲得的特定歷史地點(diǎn)的位置信息，只要它們是以經(jīng)緯度來(lái)加以描述的，都可以通過(guò)Curious World Maps來(lái)重新展現(xiàn)。在東漢時(shí)期西域地圖的制作過(guò)程中，筆者就遇到了很多困難，許多西域小國(guó)的都城不能直接從現(xiàn)有的地名數(shù)據(jù)庫(kù)中添加，通過(guò)查閱歷史文獻(xiàn)，以及考研、探險(xiǎn)隊(duì)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(wù)涂谷等地點(diǎn)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(dāng)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(shí)，制作調(diào)查對(duì)象變遷過(guò)程的動(dòng)畫(huà)演示。當(dāng)各個(gè)歷史時(shí)期與當(dāng)代都有根據(jù)田野調(diào)查或文獻(xiàn)分析得出的專題地圖以后，制作調(diào)查對(duì)象變遷過(guò)程的動(dòng)畫(huà)演示也就不成問(wèn)題了。動(dòng)畫(huà)演示可以形象地展示大到一個(gè)國(guó)家，小到一個(gè)社區(qū)的演變過(guò)程。限于精力，筆者目前只是做了一些戰(zhàn)爭(zhēng)和部族遷移方向的動(dòng)態(tài)地圖，如在一份讀書(shū)報(bào)告中附有漢匈戰(zhàn)爭(zhēng)動(dòng)畫(huà)示意圖。隨著田野調(diào)查的展開(kāi)和繼續(xù)，會(huì)有更多新的素材投放到地圖中來(lái)。

④注意事項(xiàng)。使用該軟件時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整中印邊界的走向，中國(guó)不承認(rèn)非法的“麥克馬洪線”，也拒絕印度對(duì)阿克賽欽地區(qū)的領(lǐng)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(kāi)菜單欄，View>>Options，在Options對(duì)話框中選定Map Data下的Database，找到Disputed Regions（爭(zhēng)議地區(qū)），先選中Kashmir（克什米爾），選擇“Divided 2”，確認(rèn)阿克賽欽地區(qū)屬于中國(guó)；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(guān)于GPS和GIS技術(shù)的幾點(diǎn)期望

如果說(shuō)有什么期望的話，首先，在GPS技術(shù)方面，筆者不希望美國(guó)的GPS是唯一的選擇，盼望有一天能用上中國(guó)自己的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并且一如美國(guó)的GPS，是免費(fèi)使用的，也希望屆時(shí)自己的GPS接收設(shè)備還能繼續(xù)使用，以保護(hù)自己的投資。十幾天前的一個(gè)晚上，筆者的四個(gè)GPS設(shè)備曾同時(shí)失靈，收不到衛(wèi)星信號(hào)。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(guó)的GIS理念和技術(shù)能有所進(jìn)步，正版的GIS軟件的價(jià)格降至合理區(qū)間。

參考文獻(xiàn)：

[1]林耀華.《民族學(xué)通論》[M]，北京，中央民族大學(xué)出版社，1997.