《GIS：从系统到科学》
Michael F. Goodchild 著
蒋波涛 译
本文是Michael F. Goodchild为《 Introducing Geographic Information Systems with ArcGIS: A Workbook Approach to Learning GIS》（《arcgis地理信息系统基础与实训（第2版）》，清华大学出版社）一书所作的序，序中除了对书本身的介绍外，更多的谈及了GIS的发展方向、前景和原则问题，了解它们，对广大GISer无疑是大有裨益的。
在前言中，迈克尔·肯尼迪列出了这本书的三个目标，其中最后一个目标是“给读者提供一个继续深入研究GIS或研究新兴的GIScience领域的基础，GIScience被描述为对GIS技术和由GIS产生的基本问题进行检验的科学。”“系统背后的科学”这个想法可以追溯到20世纪90年代初。GIS软件行业正在蓬勃发展，大学里也正在着手开始这些课程，而且GIS作为一种重要的工具已得到普遍应用。然而，一些著名的学院派地理学家开始询问一些令人尴尬的问题。如果GIS只是一个工具，那么为何对其如此关注？毕竟，大学没有必要教文字处理或电子表格的课程。显然GIS对于那些强大的行业是非常有用的，但对于贫穷的和被边缘化的人又有什么作用呢？难道GIS不只是一项“非智力技能”，一种把戏而已吗？
到20世纪90年代中期，对GIS确实“有更多用处”这点已达成共识，应用GIS产生了一些非常有趣和基本的问题，如果GIS的设计将在下一代得到改善，则还有一些重要的研究问题需要解决。除了培训使用最新GIS软件版本外，GIS课程应该教授一些基本原则，这些基本原则将适用于未来的十年或二十年都是。特别是在美国之外，尽管诸如“地球数学”等其他术语也在应用，“地理信息科学”这一术语广泛应用于书本的标题、学位课程、刊物和会议的名字当中。
因此，这些疑问、问题和原则究竟是什么呢？其中很多问题已经被提出来，或者至少在本书中已经有过暗示，但更重要、更具有挑战性的部分则是下面几个方面。
不确定性的问题。每一个GIS数据库都试图表示地理世界中真实事物某些选定的方面，但是都没有成功，真正的原因在于现实的复杂程度无穷尽，但计算机的存储能力总是有限的。常常会面临许多选择，如应包括多少细节，在一个合理的成本范围内创建数据库要概括多少细节或近似多少细节，哪些可略去不管。简言之，GIS数据库总是留给用户对现实世界某种程度的不确定性。那些不确定性应该如何描述和测量？它对GIS分析结果又会产生哪些影响？在过去的20年里，已经大量收集了这三个问题的答案。
表示形式的选择。读者已经碰到过GIS中表示地理现象的不同方法——Shapefile、coverage、geodatabase、TIN、raster、vector——还有许多其他的方法。专业转换软件包可以识别300种格式。然而，GIS中仍旧有许多种现象很难采集。对于三维数据，或基于时间的动态现象的数据，或流量及交互的数据的表示技术仍然非常基础。许多GIS科学家都专门研究这一领域，开发新的数据模型和格式，它们有望形成为新一代GIS软件的基础。
公众参与。GIS是一种复杂的技术，而且需要学习一些大学课程来掌握这一技术。但如果要使GIS真正应用于日常生活，需要让那些没有时间阅读、听讲座和复杂的实训的人获得GIS知识。GIS科学的一个分支称为公众参与GIS(PPGIS)，检验它在公众决策和社区规划中所发挥的作用。不同于单一数据库，PPGIS是使每个股东都参与开发表达他们自己观点的数据库。这对涉及当地文化的决策尤其重要，因为他们也许对自己的当地环境具有完全不同的思路。
空间数据基础设施。地理数据是人类活动许多方面的根本，从日复一日的探路到处理灾难，从后勤保障体系到山林管理。读者在本书中碰到的许多要素类对于许多不同的用途都是很有用处的，而且如果它们能被有效地共享使用，将有非凡意义。空间数据基础设施这一术语描述了社会生产和共享地理数据的所有措施。在美国，国家空间数据基础设施是在1994年克林顿总统在职期间开始的，现在已经发展成一个由许多委员会、格式标准、数据仓库和训练计划组成的集团，齐心协力地理数据的存取途径。其他国家也采用相似的策略，而且研究还在继续，寻求更好的方法以实现这些目标和清除可能的障碍。
这四项内容只是GIScience研究日程中的一小部分主题。获取更多信息的一个出色的资源是地理信息科学大学联合会的网页(www.ucgis.org)，它们发布了也许是最棒的研究议程，并组织了许多会议和研讨会，为学生提供了奖学金项目。另一个很好的资源是一本名为《地理信息系统和科学》的书，作者是Longley、Goodchild、Maguire、和Rhind，也是由Wiley出版。
这本书覆盖大量的资料，而且它的练习将读者带到当今技术的前沿。但是当今的技术有什么更广泛的暗示吗，它又朝着什么方向发展呢？它所创造的结果有多精确呢？它对整个社会和其决定又有什么更为广泛的影响？这些都是很重要的问题，它们都是GIScience的研究对象。如同其他好书一样，如果这本书留给读者的问题能像它能解答读者的问题一样多，那么它将是很成功的。
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