“一帶一路”地理空間認知與地理信息系統的大數據支持

作為新興的科技大國，中國在大數據領域發展迅速。目前大數據發展已經成為受到黨中央高度重視的國家戰略。2017年12月8日，中央舉行實施國家大數據戰略的第二次集體學習。習近平總書記主持會議就國家大數據戰略實施提出了重要的觀點，強調要“審時度勢、精心謀劃、超前布局、力爭主動”“推進數據資源整合和開放共享”，為研究與制定“一帶一路”大數據戰略提供了理論指導。

“一帶一路”建設需要大數據的支持，似乎已經成為共識。一些“一帶一路”大數據的門戶網站或專業網站也紛紛出現﹔有關“一帶一路”安全投資指數或國家治理指數的概念也相繼推出。這些發展充實和豐富了“一帶一路”大數據戰略的內涵，促進“一帶一路”決策系統的科學性與實踐性。然而，地理空間概念似乎沒有完全被整合到“一帶一路”大數據的決策系統之中。決策者與大數據之間存在最后一公裡的現象，即“一帶一路”大數據採集的准備工作比較充分，但無法及時將有用的數據推送到決策者面前，協助其做出正確的決策。究其原因，是因為目前尚未研發成功具有直觀性、空間性和即時性等屬性的“一帶一路”大數據決策系統，這正是未來應當努力的方向。

地理空間認知的重要作用

長期以來，人類對自然與社會的認知建立在兩維基礎上：時間維度與空間維度。因此，我們在研究國際關系和制定對外戰略時必然遵從兩維認知規律，既要回溯歷史鏡像，研究大國興衰規律﹔也要俯瞰全球景象，分析地理空間與外交戰略之間的關系。古今中外大戰略家們無不重視地理空間認知在政治經濟和治國方略中的重要作用。他們的理論盡管各有千秋，但貫穿的共同主線就是地理空間認知對其研究的指導作用，這一點迄今仍有重要的啟示意義。

“一帶一路”倡議本身就是對傳統地理空間認知的重大突破，它建立了一種新的地理空間認知體系。充分認識這個新的地理空間體系，對於“一帶一路”建設具有不可或缺的指導意義。一般而言，按照行政屬性劃分，世界可以劃成亞洲、歐洲、美洲、非洲和大洋洲。按照地理屬性劃分，又可以分為海洋國家、大陸國家和半島國家。歷史上諸大國根據這些屬性制定對外戰略，各領風騷數百年。中國提出的“一帶一路”在地理空間布局上有其獨特性。它兼顧海洋與陸地的地理形態，以歐亞大陸為主要地理板塊，以穿越歐亞大陸的古代絲綢之路為地理主軸，形成了一個以發展中國家為主要群體的新興地緣政治板塊。它不是世界地理的大發現，而是中國地理空間認知的一次大發現，其靈感源自於古代絲綢之路。具體而言，“一帶一路”沿線地區是客觀存在的，它的自然地理和地緣政治的傳統屬性沒有改變，改變的是中國建立一種新的認知，一種新的聯系。中國的參與賦予“一帶一路”沿線地區一種新時代的意義。

然而對於中國來說，“一帶一路”建設面臨著不同的政策環境。首先“一帶一路”在地理空間上跨度很大，沿線國家分布在不同的地理區域，包括亞洲、歐洲等地區，也包括非洲、大洋洲等地區。這些地區與國家差異性很大，不僅地理屬性不同，更有政治文化差異以及經濟發展的不平衡。要將如此龐雜的國家群體整合到一個統一的建設方案，沒有正確的思維方式與科學的決策方法幾乎是不可能的。

以計算機技術為核心的現代信息技術發展，帶動了地理空間認知技術基礎的巨大變革。地理信息技術、全球定位、遙感技術、數字地球、互聯網、大數據、移動技術、人工智能、城市模擬、人臉識別等一批先進技術，極大地提升了人類地理空間的認知能力，這無疑給“一帶一路”地理空間認知以及建設方案的擬訂帶來巨大的便利。

大數據治下的地理信息系統技術增長

計算機技術的發展，直接催生了地理信息系統（GIS）的問世。地理信息系統是運用計算機信息技術對地理空間數據進行處理的技術，其功能在於根據客戶需求，提供查詢、分析和預測等功能。它的特點在於，地球上任何發生的事件都可以在GIS上以圖像的方式呈現，從而為使用者帶來強烈的視覺效果。同時，地理信息系統上的圖像又有地理數據支持，具有實時性和精確性。GIS集成了眾多技術，經歷了一個歷史發展過程。

早期GIS受到信息技術的限制，基本上按照當時計算機技術的水平而設計，因此它處理的空間比較狹隘，數據的儲存與運算能力比較低下，處理的數據格式也比較單一，因此當時GIS數據主要針對靜態的建筑物和地理目標，對於動態的交通工具和人體運動尚無能力處理。然而最近20年，信息技術發展突飛猛進，其中比較突出的特征就是GIS可以與其他信息技術融合一體，極大地豐富了GIS的內涵，提升了它對地理數據的處理能力，因而可以滿足各式各樣的人類決策需求。

現代信息技術對於地理信息系統的應用性具有驚人提升作用。第一是外層空間技術。一個是全球定位系統（GPS）﹔另一個是衛星遙感技術。GPS是通過太空運行的一組衛星對地球進行全方位、全天候、全時段和高精度的定位，為地面機構和人員提供三維位置、速度和精確定時的導航信息。遙感技術也是GIS十分依賴的技術。它與GPS的共同點就是利用太空運行的衛星，對地球表面物體進行遠距離、無接觸的探測和監視。對於用戶來說，遙感技術的直接用處就是能夠獲取任何地理空間的影像數據。

第二是數字網絡技術。地球空間衛星遙感技術的發展為GIS賦予了太空之眼，任何地面信息一覽無遺。與此同時，地球經歷著數字化和網絡化的革命。數據流量的通道越來越寬，數據流通的速度也越來越快。

第三是大數據技術。人類發展進入了大數據時代，這一點基本上毋庸置疑。大數據時代是人類信息技術發展到高級階段的結果，包括存儲技術、運算速度、移動技術、傳感技術、網絡帶寬和物聯網技術等。地球的數字化使得數據呈幾何級數增長。自然界變化以及人類活動所產生的影像、音頻和文字數據，都被記錄下來並可儲存起來。而互聯網絡以及大數據分布式工作方式使得人類有能力處理這些海量數據。

第四是人工智能技術。在大數據時代，人工智能屢屢展現風採。對於GIS來說，人工智能的強勢不在於它能戰勝世界上所有頂尖圍棋高手，而在於它的人臉識別技術與音頻識別技術。這是一個巨大的突破，改寫了大數據時代的思維規則，即由於大量類似圖像、視頻和音頻等非結構性的存在，人們處理數據不必追求精確性，人工智能技術把非結構化數據重新變成可以像文本那樣處理的結構化數據，從而在實踐中顯示巨大的實用性。

上述四項技術深刻影響了GIS的發展，使其從一個簡單的、基於地理空間的信息咨詢系統轉化成高級的、善於處理地理空間數據並能滿足決策者各種需求的智能系統。在大數據時代，沒有哪種技術像GIS那樣，在決策者與大數據為核心的各種高技術之間搭建合適的平台和提供易於操作的界面。決策者由於視閾有限、時空有限、思維有限，不可能成為無所不知、無所不曉的超人。他需要如此良好的決策體驗：在辦公室裡，靜靜地看著電子屏幕。在專家團隊的輔助下，基於GIS的電子屏幕不斷傳送決策者所需要的信息，甚至具體到某個工程項目的財政決算，或某個重要政治人物的活動蹤跡。

當前，固然大家認識到“一帶一路”大數據運用的重要性，但從現有研制的“一帶一路”大數據項目來看，與理想中的大數據決策環境仍然有一段距離。主要問題是，決策者仍然依靠傳統方式獲取數據進行決策﹔現有的大數據系統僅僅提供一些統計數據、新聞報道和政策文件，這仍然源自於小數據思維，無法滿足決策者的當下需求﹔大量非結構化數據隻存在於某些部門，其他部門尤其是智庫無法共享，而沒有智庫的參與，大數據難以轉化為決策者所需要的決策依據。這已經成為“一帶一路”大數據系統研發與使用的一個瓶頸。若要解決這個瓶頸，目前比較合適的技術手段是“一帶一路”地理信息系統（GIS）。這個系統在大數據技術的支撐下，可以為決策者提供強大的決策輔助手段。

“一帶一路”GIS的決策設計

“一帶一路”地理信息系統（GIS）的決策設計是一個相當龐大復雜的工程，它的核心思想是面向決策領域，協助決策者解決實際生活中面臨的各類問題。因此GIS設計初始需要避免“一帶一路”大數據系統設計中存在的問題，即隻追求形式，不考慮效果，以及隻有靜態架構沒有動態過程。整個“一帶一路”的數據分布離散混雜，缺乏統籌的系統，難以為決策者提供貼身服務。

在此從兩個方面提出“一帶一路”GIS的設計思路。一個是戰略思維層面，主要探討“一帶一路”GIS的根本性問題。它為“一帶一路”決策者提供了大數據的底層設計。該系統具有地理空間的特性，並以動態過程展示時間的特性。它能容納“一帶一路”所有相關的大數據，並在這些大數據基礎上生成其他可滿足決策者需要的數據子系統。這些數據子系統在地理信息系統的平台上以直觀形象的方式展示給決策者。決策者從中獲得信息，獲得靈感。

除了時空特性外，“一帶一路”GIS還具有協同性、疊加性和可塑性等特點。所謂協同性，是指使用該系統的研究人員雖然在不同的地點，但是通過互聯網絡進行遠程視頻。大家圍繞熱點或某個問題進行集體會診，迅速判明情況，提出解決方案。專家來自各個學科領域，因而可以避免單一學科所固有的知識缺陷、思維盲區而造成的判斷失誤。同時，來自不同領域、不同地區的專家把各自的專業知識補充到數據庫，充實和豐富“一帶一路”地理信息系統。

疊加性是指GIS可以把地理空間、專業領域和人文社會等數據全部集成一體。巨量龐雜的數據在地理空間系統裡卻井然有序地排列組合。它們相互疊加，在電子屏幕的有限空間裡展示無限的可能性，以滿足決策者的各類需求。

可塑性則指GIS可以隨時根據決策者的眼光而自由切換。決策者既可以瀏覽宏觀地理空間，如地區、國家和城市，也可以聚焦於某個基礎設施項目，如油田、港口和鐵路。系統甚至還可以縮小至人類個體。當系統在強大的大數據支持下把鏡頭對准某個個體的時候，所有相關的大數據包括其地理活動數據瞬間爆發，為決策者提供了其精准的圖像。

“一帶一路”地理信息系統的三個特性給該系統的建設與應用帶來很大的便利。它滿足了不同層級、不同部門決策者在制訂“一帶一路”政策時的各類需求，既有宏觀把控，又能微觀深入，為決策者創造了一種身臨其境的環境情勢。在虛擬真實的環境中，決策者對國際問題特別是跨境、跨界問題的了解更為精確、形象和直觀，容易彌補個體知悟能力有限而造成的決策短板。

另一個屬於技術層面，主要考慮“一帶一路”GIS設計中的具體問題，主要包括系統的使用者、專業分工和數據添加。從當前實際來看，“一帶一路”領導小組辦公室與“一帶一路”智庫合作聯盟秘書處是“一帶一路”GIS的合適使用者。前者掌握著“一帶一路”建設的宏觀政策決策權，后者是指導國內智庫、為“一帶一路”建言獻策的協調者。它們需要一個強大的“一帶一路”地理大數據系統，為決策與協調提供周到的服務。此外，其他職能部門或專業部門也有使用該系統的需求。例如反恐機構，需要在地理信息系統上研判其掌握的沿線國家恐怖主義活動的數據，並提供給相關部門共享。再有對外援助機構和中資企業。它們在沿線國家有很多重大援建項目或投資項目。通過GIS的展示，這些工程項目的進展狀況和財政狀況全部以空間直觀的形式展現，可以讓決策者一目了然，減少由於層層報送而出現的信息磨損。

專業分工也是需要重視的問題。當前容易出現的局面是，各個部門研發自己的“一帶一路”大數據系統。這些系統缺乏全局性、針對性和有效性，而且深度不夠，容易陷入低水平的重復。“一帶一路”GIS解決了數據處理的底層問題，好比火鍋的鍋底，余下的事情是轉向專業分工，專家團隊協同創新。中共中央對外聯絡部牽頭成立“一帶一路”智庫合作聯盟，教育部為“一帶一路”研究設立了國別與區域備案項目，國內大批智庫投入到“一帶一路”研究中，這些值得稱贊。但如何在智庫之間形成合理的分工，如何把專業的問題交給專業團隊去做是“一帶一路”GIS設計需要解決的問題。比較期待的景象是，在中央的部署下，各個智庫和專業機構在“一帶一路”GIS這個平台上進行協同研究。它們一方面共享系統本身提供的數據，另一方面也向系統提供數據共享。互聯網絡的搜索引擎起初比較蒼白，但使用者多了，搜索引擎就變得豐滿。使用者輸入的搜索詞本身就是數據來源，人工智能通過對這些搜索詞的挖掘而導致更多的數據出現。

最后是數據添加問題。這裡涉及數據輸入、數據維護和數據更新。 “一帶一路”GIS的數據添加有其鮮明的特點，它強調的不是文本數據，更多的是地理數據，包括圖像和視頻數據。因此GPS和北斗導航的數據以及衛星遙感照片是重要的數據源。筆者曾在華東師范大學地理信息系統實驗室調閱費爾干納地區的衛星遙感照片，清晰度高，但城市建筑物的地標看不清楚，這就需要地面的辨認。現在技術高度發達。衛星導航數據獲取的終端變得更小和多樣，大部分功能被整合到手機上去。旅行者隻需一部手機就可以解決不明建筑物的地標問題。正如上面所述，以人臉識別為代表的圖像和視頻識別技術的突破，將沖擊大數據時代非結構化數據不可辨識的思維定式。數據處理方式重新回到小數據時代。非結構化數據將變得像結構化數據那樣數字化、可讀化和可辨識。這將會極大地提升“一帶一路”GIS的大數據決策功能。

目前，無論是國內還是沿線國家，儲備了大量的可視化數據，包括圖像和視頻。特別在大城市，銀行營業廳、交通路口、機場車站、小區門口、街區商店、醫院學校和其他公共場所等安裝了24小時工作的監視探頭。但由於圖像識別技術的落后，海量視頻數據無法快速處理。而有了人臉識別技術，意味著任何可疑目標隻要出現在監視視頻裡面，一旦被鎖定就被迅速提取，這將在防范“一帶一路”恐怖主義威脅、跨國犯罪活動和保障領導高層互訪、維護海外中國公民利益方面發揮重要的作用。

總之，大數據獲取不是問題，問題是如何把已有的大數據特別是圖像和視頻數據整合到“一帶一路”地理信息系統中去，並且轉化為可讀取、可辨識的類文本化數據。這些數據與其他大數據結合，為決策者及其輔助團隊提供所需要的決策咨詢服務。

（作者系華東師范大學國際問題研究所所長，教授）

來源：《當代世界》2018年第2期