中国历史地理数字化及应用

周文业

（首都师范大学中国传统文化数字化研究中心，北京100037）

　　【摘要】中国历史地理数字化及应用主要内容是开发“中国历史地理数字化应用平台”，该平台是基于“中国历史地理信息系统CHGIS”的一个应用系统。平台的基础历史地理数据来自中国历史地理信息系统CHGIS，平台利用中国历史地理信息系统CHGIS的数据，使各学科的学者利用这个平台，可以非常方便地开发出文学、历史、考古、经济、军事等学科的各种专题历史地图和专题历史地理信息系统，专题历史地图包括事件图、形势图、行踪图、数量图、时间图等多种形式。平台有网络和单机两种应用方式，网络只提供历史地图的浏览和查询，而单机还可以根据用户自己建立的数据库，自动绘制各种历史地图和专题历史地理信息系统。“唐代文学历史地理信息系统”是试验中国历史地理数字化应用平台的第一个专题应用系统，该系统是文学、历史和地理的结合，系统创造一个以时间、地点和人物活动为三轴的立体数据空间，以唐代诗人的生平活动、诗歌创作时间和行踪路线为核心，输入中国历史地理数字化应用平台，从而建立起唐代文学历史地理信息系统。系统充分发挥计算机可视化功能，自动生成诗人的各种地图和图表，包括行踪图、交往图和生平图等，为研究唐代诗人提供直观、立体数据库。为推广中国历史地理数字化，将成立“中国历史地理数字化应用中心”，为有需要的学者绘制各种历史地图及开发各种专题历史地理信息系统。平台分为单机版和网络版两种，各有不同功能和用途。目前系统正在开发中，预计2008年可以完成基本系统的开发。

1、中国历史地理信息系统CHGIS和中国历史地理数字化应用平台

　　中国历史地理信息系统CHGIS是一项庞大的国际合作系统工程，主要参加单位是哈佛大学、复旦大学中国历史地理研究中心等，其目的是建立一套有历史地理文献记载开始（约公元前约223年）到公元1911年中国历史地理逐年连续变化的、开放的基础历史地理资料库，为研究者提供GIS基础数据。
　　中国历史地理数字化及应用是在中国历史地理信息系统CHGIS的基础上，开发出中国历史地理数字化应用平台。各学科的学者无需学习GIS，也无需专业GIS研究人员的帮助，直接利用这个平台，就可以根据学者积累的各种资料，建立学者自己的用户专题资料库。并根据学者教学和研究的需要，自动生成各种专题历史地图，以及专题历史地理信息系统，并应用到各种科研和教学中。
　　中国历史地理数字化应用平台是基于ArcGIS 9.2平台之上开发，资料库采用了MySQL资料库（图1）。

2、平台的组成和应用

　　中国历史地理数字化应用平台的组成和应用如图2所示。平台的基础数据包括基础历史地理资料库和用户专题资料库两部分，在中国历史地理数字化应用平台中，系统自动将这两部分数据链接起来。中国历史地理数字化应用平台的应用，由低到高分为三个层次，并从低到高分别对应三种用户：一般用户的简单应用、专题地图用户的中级应用、专题系统用户的高级应用。
　　中国历史地理数字化应用平台包括单机版和网络版。单机版和网络版的GIS软件都采用美国ESRI公司的 ArcGIS，单机版数据库采用的是瑞典MySQL，网络版采用美国MS Access。
　　单机版的主要功能：
* 中国历史电子地图的浏览、检索。
* 用户自己建立用户资料库。
* 系统根据用户建立的用户资料库，自动生成各种历史电子地图和各种统计图表。
　　网络版的主要功能：
* 中国历史电子地图的浏览、检索。
* 网络管理员可以建立网络资料库。
* 系统根据网络资料库，可以自动或手动生成各种历史电子地图和各种统计图表。
* 所生成的各种历史地图和各种统计图表可上传到网络服务器，供用户浏览。

3、平台基本功能

　　中国历史地理数字化应用平台的显示屏幕划分为四部分，即四个窗口。屏幕中心是历史地图，右边是对应的历史地名库，下面是对应的时间轴，左面是用户专题资料库。
　　四个窗口之间的关系如下：根据“时间窗口”确定地图的时间、根据“地名窗口”确定地图的范围、根据“用户专题资料库”生成地图。
浏览和查询是任何一种地理信息系统最主要的基本功能，作为中国历史地理数字化应用平台也不例外，其浏览和查询功能包括以下几种：时间的浏览查询、地名的浏览查询、地图的放大缩小和平移。

4、用户专题资料库

用户专题资料库是中国历史地理数字化应用平台的一大特色，是平台的核心之一，是平台自动生成用户历史地图的基础。用平台自动绘制历史地图前，需要先建立用户专题资料库，应用平台就可以根据用户专题资料库，自动生成用户所所需要的各种专题历史地图。用户资料库的每条记录包括以下内容（图3）。
　　用户专题资料库每条记录记录一个事件，其中包括事件的“基本信息”和“辅助信息”两类。基本信息包括年代、地点、名称和事件隶属关系四个要素，辅助信息包括人物、文字、图片、视频、数字等。基本信息是每条记录、每个事件必须填写的项目。用户专题资料库可以视为三维立方体，立方体中每个点表示某个年代、某个地点、发生的某个事件，这样每个事件都可以从时间和空间上利用三轴定位：时间轴、地理轴、事件轴。三轴组成三个平面：事件平面(时间轴＋地理轴)、时间平面（地理轴＋事件轴）、地理平面（时间轴＋事件轴）。因此，时间、地点和事件三个基本信息就可以在时间、空间上确定一个事件的位置（图4）。

5、根据用户专题资料库绘制历史地图

　　利用用户专题资料库自动绘制历史地图的过程如下。
* 建立用户专题资料库，包括主要信息：年代、地点、事件名、隶属关系，及辅助信息。
* 根据用户专题资料库中选定的年代，调出历史基础数据对应年代的历史地图数据。
* 链接历史基础数据与用户专题资料库。
* 根据用户专题资料库中选定的记录，自动生成底图。
* 对底图编辑加工，加标记和注释等，生成专题历史地图。
* 学者所绘制的历史电子地图可以存成中间文件，以供今后再次编辑修改。也可以存储为JPG等各种形式的最终文档，插入学者到的研究成果中。
     利用平台已经自动绘制了多个历史事件和人物生平行踪，都获得圆满成功。图5、6为公元757年李白随永王李璘东巡，兵败李白被捕入狱经过示意图；图7为林则徐虎门销烟后发配新疆伊犁的示意图；图8为朱元璋消灭陈友谅的经过示意图。此外，利用平台还试验完成了黄巢起义、骆宾王生平等多种历史地图。
     一般用户使用中国历史地理数字化应用平台只限于浏览和查询历史地图，但更深层的用户可以利用应用平台、无须专业GIS技术人员协助、独立地绘制各种专题历史地图，这是此应用平台的主要功能和最大特色。
　　专题历史地图按照地图的表现形式，可以分为两大类，一类是以显示线路为主的事件专题图，另一种是以数量为主的统计专题图。事件专题图又包括：行政区划图、形势图、事件图、行踪图等。
     利用平台绘制历史地图有自动和手动两种方法。自动绘制历史地图是由用户先建立用户专题资料库，平台根据用户专题资料库，生成专题历史地图。平台根据资料库的记录，自动画直线、圆弧、任意曲线、圆、矩形等，并可选择线条的虚实、宽度、颜色等。手动绘制历史地图是根据用户选定的地名，平台自动生成底图，用户再利用平台提供各种绘图功能，在底图上画线、加标记等，最终生成专题地图（图9）。

6、统计专题图

　　专题地图除以事件为主的事件线路地图外，统计专题图应用也很广泛。统计专题图包括一般常见的直方图、曲线图、饼图、密度图等。
　　在中国古代文学、历史、经济、军事等各个领域中，都有大量与地理有关的数量，统计型的面状现象有利于空间化处理，可以利用GIS进行统计分析，形成统计专题图。在中国古代经济中如人口、农业产量、人均产量、地域面积、耕地面积等，在中国古代历史中如历史人物籍贯分布、历史人物地域分布、历史人物卒地分布、历史人物游历地点分布等。在中国古代文学中已经有许多学者利用人工进行了历史地理分析，而这些分析如果利用GIS处理，效果更好。其中包括：作家籍贯分布、作家地域分布、作家卒地分布、作品创作地点分布、书院分布、作家游历地点分布等。

7、专题（唐代文学）中国历史地理信息系统

中国历史地理数字化应用平台除浏览、查询历史地图和制作各种专题历史地图外，更深层应用是利用应用平台建立“专题中国历史地理信息系统”。
　　所谓“专题中国历史地理信息系统”，就是针对某个专题的特殊要求，利用这个应用平台，扩充系统功能，建立的专用系统。
　　我们正在开发的唐代文学历史地理信息系统，就是第一个以中国历史地理数字化应用平台为基础的专题信息系统，也可以看作是“中国古代文学历史地理信息系统”中的唐代文学部分。计划先从唐代入手，再逐步扩展到其他时期，最终形成完整的“中国古代文学历史地理信息系统”。
唐代文学历史地理系信息系统是建立在“唐代文学作家编年地理资料库”基础上，其主要应用有：
1、生成各种历史地图：
　　根据“唐代文学作家编年地理资料库”可以生成各种专题历史地图：
* 生平行踪活动地图：用各种线条表示作家的生平活动。
* 交往地图：表示某年各作家的地理位置，由此可以看出作家之间的交往。
* 籍贯地图：表示作家的籍贯位置。
* 生地地图：表示作家出生地的地理位置。
* 卒地地图：表示作家卒地的地理位置。
* 墓地地图：表示作家墓地的地理位置。
* 各种统计地图：籍贯、生地、卒地和墓地都可以生成相应的统计地图。
2、生成各种专题历史图表：
　　根据“唐代文学作家编年地理资料库”可以生成各种历史图表，将文字资料可视化，非常直观。
* 生平图：用连续的色块表示作家的生平和活动地点。
* 年谱：列表表示作家的生平。
* 地方志：列表表示某个地点所发生的事件。
* 编年史：列表逐年表示文学活动。
* 亲属图：以树状图形式表示作家的亲属关系。
　　对于唐代文学家的生平，由于资料匮乏，许多问题都有不同说法，存在争论。在生平资料库中，将把各种不同的说法并列，这样生成的历史地图和历史图表也会不同。这些差异用文字描述很不直观，而利用地理信息系统就可以清楚地表示清楚这些差异，这也是历史地理信息系统发挥可视化的一大优势。

8、资源库

     专题历史地理信息系统是将某种专题研究的背景材料进行了各种可视化，可视为专题研究的背景库。而专题研究中还包括文献库，以及对专题研究的注释、疏解、评论、笺校等材料组成的研究库。这三种资料库，即背景库、文献库和研究库之间可以打通，可以任意链接，即可以从背景库链接到文献库，又可以从文献库链接到研究库，三个资料库组成了专题研究的资源库（图12）。

　　仍以李白研究为例，公元757年李白随永王李璘东巡，从浔阳过金陵（今江苏南京）、丹阳（今江苏镇江）、扬州（今江苏扬州），作《永王东巡歌十一首》、《在水军宴赠幕府诸侍御》、《在水军宴韦司马楼船观妓》等诗。这个行踪可以用历史地图表示，成为李白活动的背景库。李白所作诗构成了李白的文献资料库。而对于这些诗歌的注释、疏解、评论、笺校等材料又构成了李白研究库。可以从公元757年李白随永王李璘东巡历史地图（背景库），链接到他所写的诗（文献库），从这些诗又可链接到对诗的注释、疏解、评论、笺校等材料（研究库）。这三种资料库共同组成了李白研究的资源库。
五、中国历史地理数字化应用平台建设情况
　　中国历史地理数字化应用平台从2003年开始筹划，2006年完成了系统原型开发，2007年已经完成基本功能开发，可利用平台自动绘制历史地图，其余高级功能将逐步开发，预计2008年可以完成基本系统的开发。近年来该项目曾在国内外多个研讨会上介绍，受到很大关注，反响热烈。
     系统开发中多次与复旦大学中国历史地理研究所交流，2006、2007年两次应邀赴美国哈佛大学交流，得到复旦大学中国历史地理研究所前任所长葛剑雄教授、现任所长满志敏教授，以及美国哈佛大学东亚语言和文明系、地理分析中心主任、中国历史信息系统理事长包弼德（Peter K.Bol）教授及贝明远（Lex Berman）、日本京都大学人文科学研究所所长金文京教授、中国唐代文学研究会会长傅璇琮先生等学者的大力支持和帮助，特此致谢。

作者简介
　　周文业，男，1968年毕业于清华大学自动控制系。1968年至1995年先后担任山西太原无线电六厂副总工程师、太原市电子研究所总工程师，1988年被评为高级工程师，主要从事小型计算机的开发及各种应用系统的开发，先后获得省、市各级科技进步奖等多项奖励。1995年调回北京工作，先后担任首都师范大学多媒体技术应用研究所副所长、首都师范大学校园网建设专家委员会主任、现代教育技术中心主任、数字校园建设中心主任，主持学校数字校园的规划和建设的组织工作。2005年退休后组建首都师范大学中国传统文化数字化研究中心，担任常务副主任。作者长期从事计算机和网络各种应用系统的规划和开发工作，对中国古代历史、文学、地理、考古、军事等都很有兴趣和一定研究，目前致力于中国传统文化的数字化研究，主要包括中国历史地理数字化研究和中国古代小说数字化研究。
　　“中国历史地理数字化应用平台”是以上海复旦大学和美国哈佛大学开发的“中国历史地理信息系统CHGIS”为基础的一个应用系统。平台的基础数据来自CHGIS，各学科的学者可以利用这个平台建立各自的用户资料库，开发出各种学科的各种专题历史地图和专题历史地理信息系统。目前正在进行系统开发，计划2008年完成基本系统开发。
　　中国古代小说数字化研究是从1999年开始，首先完成了《三国演义》八个版本的数字化和计算机自动比对，目前数字化已从《三国演义》扩展到《水浒传》、《西游记》、《金瓶梅》、《红楼梦》等名著，计划将完成以上名著五十多种版本的数字化和计算机自动比对。作者从2001年开始发起、组织、筹办了中国古代小说数字化研讨会，2001、2003年、2005、2007年先后四次在首都师范大学主办了第一、二、四、六届中国古代小说数字化研讨会，2004、2006年先后参加了在韩国、日本举办的第三、第五届中国古代小说数字化研讨会，2008年8月底将在澳门召开第七届中国古代小说数字化研讨会，这些研讨会推动和促进了了中国古代小说的数字化研究。

联系人：周文业，电话：68903205（宅）、13693141064（手机）
电子邮件：zhouwy@mail.cnu.edu.cn，zhouwy1945@yahoo.com.cn

地址：北京首都师范大学中国传统文化数字化研究中心邮编100037