北京历史地图的数字化

唐晓峰

地理信息系统（geographical information system，缩写为GIS）是20世纪后期飞快发展起来的电脑地理信息技术。在这项技术的支持下，电子数字地图(digital map)亦迅速发展，广泛运用。在信息量的包含、深层空间关系揭示、动态表现等方面，电子数字地图比传统纸面地图有巨大的质的飞跃。

以美国为例。美国的电子数字地图的研究与使用居世界领先地位，已经在各种相关信息领域、学术研究、政府管理、军事部署、经济运行、公众服务等方面全面进入数字化时代。人们进入美国，便感受到电子地图的普遍性与必要性。美国汽车协会(AAA)曾是传统汽车交通地图的权威服务机构，现在网上详细的电子地图已经覆盖了美国全土，其内容详尽，缩展方便，免费下载，效率甚高。网上电子地图的服务功能已基本取代AAA组织。美国社会中电子地图的飞快发展，在各层社会职能（包括日常生活）中日益积极的作用，是值得我们关注的时代技术动向。

美国历史尽管不长，却是一个十分注重历史研究的国家。在保存丰富、完整的档案资料的基础上，美国史研究的细密程度，是很多人所估计不到的。这是发达社会的特征与自信精神的体现。与历史研究相并行，美国对本国历史地图的研制和普及也很注重。美国《国家地理》杂志曾邀请著名历史地理学家、希拉丘兹大学(Syracuse University)的梅尼(D.Meinig)教授主持编辑了系统的分幅（分区）美国历史地图，分别附在每期《国家地理》杂志中，向读者发送。

近年，依托加州大学伯克利分校的汇聚多国各界人士的数字化文化地图行动计划（Electronic Cultural Arlas Initiative，缩写为ECAI），以同仁组织的形式，在积极推动数字化文化地图、历史地图的发展。值得一提的是，明年春夏，ECAI大会将在中国上海举行，届时会有来自世界许多国家的数字地图专家和爱好者汇聚上海，这将积极促进我国数字地图工作者与国际同行的交流。

在我国，历史地图数字化的工作也已经启动，上海复旦大学历史地理研究中心与美国哈佛大学东亚系、哈佛燕京学社、澳大利亚格林菲斯大学亚洲空间数据中心、数字化文化地图行动计划(ECAI)等组织联合，开始建立“中国历史地理信息系统”，英文名称为China's Historical Geography Information System，缩写为CHGIS。其阶段性成果已经上网。为顺应时代发展、技术进步和社会服务的需要，北京大学历史地理研究中心与北京市测绘设计研究院合作的北京历史数字地图编制计划也已经初生启动。

古都北京是中国历史文化的一个重要窗口，北京城市的辉煌历史一直吸引着国内外众多的学者和文化人。20多年前，侯仁之教授率全国之先组织编制了我国第一部城市区域历史地图集，即1985年和1995年由北京出版社出版的《北京历史地图集》（一、二集）。在北京市规划委员会的支持下，《北京历史地图集》第三集的编制工作在4年前开始。这全部三集《北京历史地图集》的完成，将从基本环境特点、人地关系、政区变化、城市形态、经济活动、军事部署、人口发展、文化分布、城市社会结构等多方面，展现北京城市及北京地区的历史地理演变过程。尽管第三集图集的工作尚未完成，但考虑到数字化地图的重要价值和对其需要的紧迫性，编制北京历史数字地图的先期探索性工作，不容消极置后。在这一新技术的运用方面，北京毫无疑问应力争走在全国的前列。

在历史地图方面，数字化地图比传统纸面地图有许多优越之处。以下试谈一些看法。（注：关于历史地图的数字化，亦可参考葛剑雄.中国历史地图：从传统到数字化[J].历史地理第十八辑，上海人民出版社，2002,1-11.满志敏.走进数字化：中国历史地理信息系统的一些概念和方法[J].历史地理第十八辑，12-22.）

一、打破传统纸面历史地图中单幅图标准年代的约束。历史地理学者都很清楚，编制基本的历史地图（不是表示移民迁徙、战争进程等事件说明图）一定要有一个标准年代。比如《北京历史地图集》中的唐代北京地区（幽州）图是开元二十九年（公元741年）的，明代北京地区（顺天府）图是万历二十一年（公元1593年）的，清代北京地区、（顺天府）图是光绪三十四年（公元1908年）的。标准年代的确定，是历史地图科学性的基本要求，若将不同时期的地理内容混编在一幅图上，必然会产生混乱，造成错误认识。所以编制一个地区的历史地图集，实际上只能在资料较完备的基础上，选择少数代表性年代作标准年，在图上仅仅编制这些年份的内容。由于图幅数目有限，图集中图幅之间的年份常常间隔很远，比如《北京历史地图集》中明、清两代地区图间隔有315年。由于标准年代的限定，在这315年中的重要地理内容、地理变化便无法反映。在城市图部分，元大都（至正年间）后面接的是明京师图（万历年间），其间隔二百来年，其中存在了一百多年的仅有内城部分的早期明京师形态（口字形）便没有得到反映。尽管万历年间的北京城已呈现兼有内、外城的整体形态（即凸字形），且资料充分，选择万历年间作为明朝北京城的标准年没有问题，但不在“标准年”内的早期都城形态被略掉是个明显的遗憾。

在编图准备中对标准年份的选择时，当然会尽量反映重要的整体性变化，在可能和需要时，也会增加几个标准年代的图幅（比如在《北京历史地图集》中可增加一幅明代早期的北京城图）。在这种努力下，也许整体性的地理变化会没有多少缺漏，但是，数量可观的局部性地理变化依然没有显示，而很多局部性的变化很可能关联着具有重要意义的历史事件，不显示它们依然是遗憾。例如明朝英宗曾居住过的南宫。正统十四年（公元1449年）英宗在土木堡为瓦拉所俘，代宗（景泰）继位。景泰元年（公元1450年）八月，英宗被释回京，代宗尊英宗为太上皇，但不准其入住紫禁城，而将其“禁锢”在紫禁城外东南的南宫。南宫又称南内、小南城。1457年，英宗复辟（即所谓“夺门之变”），改元天顺。因念南宫曾为居所，“增置各殿为离宫者五，大门西向，中门及殿南向，每宫殿后一小池跨以桥。池之前后为石坛者四，植以栝松。最后一殿供佛甚奇古。左右回廊与后殿相接，盖仿大内式为之。”（注：于敏中等编纂.湧幢小品.日下旧闻考[Z].卷四十皇城.北京：北京古籍出版社，1981.）(P629)南宫的宫殿亭池到清朝已不复存在。因为是局部的变化，因为不在标准年内，这样一处与明朝重大历史事件相联系的宫苑建筑群在现在的纸面《北京历史地图集》中完全没有反映，这是一个不小的缺憾。而如果是数字地图，在图面上加设图层，于明朝京师图上作局部变化显示，复原南宫的轮廓结构，是毫无问题的。

二、可同时显示传统纸面历史地图无法表现的相关要素。一幅传统纸面历史地图往往只有一个或少数几个主题，地理要素是比较单一的。比如地貌图只显示地形，政区图主要是城邑和政区边界，人口图则主要是显示人口分布，农业图则显示作物分布等等。这样的一个个图幅彼此割裂，无法直观地显示诸多因素的相关性，而相关性恰恰是许多地理问题的重要内容。比如北京城的北部，厂桥一带是高地，这个高地北面和东面是积水潭、后海、什刹海（为古高梁河故道），南面曾是明靖皇城的北界。显然，当年北京城这一带的规划设计与地形有着直接关系，但在纸面地图上，若将详密的等高线、水系分布、宫室布局、街巷走向均画在一张图上，会显得混乱一团。而数字地图则可以将不同要素分层编绘，然后任意选择层面（要素）组合做叠合对照，清晰明了。在我们的《宣南地区历史文化地理信息系统》探索性方案中设计了26个图层（要素）。这26个图层间，可做任意组合的对比显示。

三、除了对相关性的显示外，数字地图在显示地理过程上也有巨大优势。纸面地图都是具有标准年代的静态地图，对于比较细致的动态过程，向来乏于表现，在绝大多数普通纸面地图中，甚至基本不考虑动态显示。在现有纸面《北京历史地图集》中，有两幅清代北京西郊园林图，即“清西郊园林”图和“清圆明园、长春园、绮春园”图。两图标准年代同是咸丰十年（公元1860年）。我们知道西郊园林的发展是从明朝的勺园、清华园为起点，到清朝三山五园的最后完成，发展经历了两百来年的时间。在这期间的曲折变化，如能反映，会大大提高历史地图的学术价值。侯仁之先生在《历史地理学刍议》一文中曾明确指出，复原一个确定时间断面的地理面貌当然是很有意义的，“但是更重要的是还得把不同时代的已经复原了的地理按照历史发展的顺序，联系起来进行研究，寻找其发展演变的规律，阐明今天地理的形成和特点。这一研究对于当前地理科学的进一步发展，是很有关系的。”（注：侯仁之.历史地理学的理论与实践[M].上海：上海人民出版社，1979.）(P7)侯仁之先生所倡导的对发展演变的考察，借助数字地图的手段，会更有成效，因为数字地图在动态显示上的技术是相当直观准确的。数字地图系统是开放的，没有纸面地图那种图册篇幅限制，可以不断累积动态过程的图幅数量，最终有可能在相当细致的程度上展现地理景观动态变化的全过程。

四、地图与读者的互动关系是数字地图的巨大优势。因为数字地图是一个开放系统，所编制的数字地图本身并不是绝对的终极成果，它是一个可延伸的系统，是进一步工作的起点，是工作平台。编者可以继续增加延伸数字地图的内容含量，读者则可以进行选择性阅读、重组性阅读，可以自己提出主题，重组地图中的信息关系，很可能读者会有重要的发现，这时，读者也成为地图主题的设计者、研究者。测绘科学专家高俊院士指出，编制传统纸面地图需研究三个关系，即实地与地图的关系、读者与实地的关系、读者与地图的关系。而数字地图出现后，却要研究六个关系，在前面三个关系上还要加上数字地图与传统地图的关系、数字地图与实地的关系、数字地图与读者的关系。（注：高俊.数字化时代地图学的诠释[J].地图，2003(3),5.）其中数字地图与读者的关系，较之传统，是一个大的飞跃。

五、数字地图系统更便于附加文字、图片等信息形式，可与纸面地图一起对地理问题做充分的展现和丰富的说明。数字地图可以随时修订，随时增补新的研究成果，并且易于复制传播，在社会效益上也是纸面地图无法相比的。如《北京历史地图集》（第一集）已经出版多年，早已脱销，但修订再版，需要投入不小的工作量和资金，尽管有社会需求，但修订再版的工作迟迟不能启动。

总之，从纸面地图向数字地图的转变，是地图发展史上的一场革命，在学术价值与社会效益等方面，数字地图将产生更深广的影响力。

目前，北京大学历史地理研究中心与北京市测绘设计研究院合作的北京历史数字地图编制的前期探索性工作已经开始，此计划题为《宣南地区历史文化地理信息系统》。宣南文化是北京历史文化的重要组成部分，近十年来越来越受到国内外研究者的关注，取得了许多研究成果。宣南地区地域不大，地形地貌简单，但历史文化内容十分丰富，适宜作为编制数字化历史地图的尝试性工作。通过宣南地区数字地图的编制，可以为以后整个北京地区的数字化历史地图的编制摸索经验。另外，宣南文化渐成为北京历史文化宣传的热点之一，宣南文化数字地图的探索。GIS数据库的建设，必将对宣南文化的研究和宣传起到积极的促进作用。

在《宣南地区历史文化地理信息系统》中，以人文地理内容为主，按照数据库结构设计，将各类地理数据分层标记。计划设立26个图层，包括胡同道路、官府机构、会馆、寺庙、学校、报馆、名人旧居、商业和服务业、庙会、八旗军营、人口、遗址、墓葬、河道、坑塘等等。可以表达同一地点内所含不同时期的不同内容，以及同一时期同一地点内的诸多因素。地图与相关属性资料连接。图面可以全屏、放大、缩小、漫游、缩略，可以随时添加文字、图像、声音、影像、虚拟动画等形式的资料。为满足一般查询者和研究者的不同需要，信息系统分为简单检索与详细检索两部分，可以为公众提供简略信息描述检索，也可以为研究者提供详细资料的查询；可为使用者自动生成各种较小比例尺的专项图，如会馆分布图、寺庙分布图、人口分布图等；还可以通过一定信息的输入，绘制出某人在本区域内的活动路径。信息系统的成果为GIS数据库及其网上使用系统。

北京是一个历史悠久的地区，北京城是一个世界闻名的文化古都，运用现代历史地理学的方法对北京地区和北京城的研究几近半个世纪，在历史探索、旧城改造、环境管理、文化建设，宣传北京等方面，做出了应有贡献。在新的电脑科技时代，随着新的数字技术的运用，北京历史地理研究和服务社会的工作必将获得更新更多的成果。

原载于：《北京社会科学》2004年第04期 第90-94页。