定性地理信息系统及其在人文地理学研究中的应用

张涵 朱竑

摘  要：定性地理信息系统（Qualitative geographic information system）是一个相对较新的专业术语，注重多方面综合描述事物的发展、实践和思想演变，其关注的是定性研究或定性数据与GIS的集成;它是对1990s提出的GIS对主体表现的缺失、对主观能动性的忽视，以及基于实证主义的认识论等批判浪潮的响应，是将GIS立足于一些激进的认识论上，更多地与定量的技术、空间科学结合起来。它打破了GIS传统上只能处理定量数据的观点。本文通过回顾国内外学者的研究，讨论了公众参与式地理信息系统、女性主义地理信息系统与批判地理信息系统的研究范式，梳理了定性地理信息系统在人文地理学中的应用，讨论了定性地理信息系统在人文地理学研究中的优势，并提出研究展望。

关键词：定性地理信息系统;人文地理学;质性研究;混合路径

中图分类号：K901      文献标识码：A

地理信息系统是地理学的主要分支领域。近年来，随着信息科学的推进，地理信息技术的重要性日益凸显。同时，信息通信技术的快速发展迎来了大数据时代，使得人文地理学理论与方法面临革新[1]。自20世纪90年代以来，就有学者呼吁将地理信息系统应用于人文地理学研究。传统的地理信息系统在人文地理学研究中的应用集中在人口、农业生产与管理、工业布局与企业管理等领域，其方法多见于拓扑地理编码、信息管理、遥感监测等方面。随着研究问题深入与研究视角的多样化，传统的空间模拟以及单一的量化模型已经很难解决诸如情感、认知等人地关系的研究话题。定性地理信息系统呼之欲出。

1  定性地理信息系统的兴起

地理信息系统（Geographic information system，简称GIS）兴起于1960年代，世界上第一个地理信息系统是应用于自然资源管理和规划上的加拿大地理信息系统（CGIS）[2]。受到地理学计量革命的深刻影响，GIS被视为以实证主义为基础的定量空间分析工具。这在1960年代一直被认为是社会科学的进步。到了1970年代，这一科学和社会保守主义的传统受到了马克思主义、女性主义，以及后来出现的后结构主义学者的批判[3]。研究者开始关注阶级、性别、性与种族，随之而来的批判浪潮不仅谴责保守主义政策，同时也谴责与其相关联的学术成果所采取的方法论[4]。在这些争议中期（1980s），GIS作为一种定量的空间分析工具进入地理学界。在该时期出版的文献中，GIS多是以科学测量、空间数据模型、空间分析、抽样、地学计算、计量、数据库、数据转换等方式出现[5]。到了1990年代，GIS所表征的景观已经非常复杂且全面，遥感技术和GIS作为有效的研究工具，为地理学带来了巨大的发展，然而分析方法的缺失使得遥感技术与GIS技术的应用越来越困难[6]。在这种情况下，很多学者坚持倡导将“定量”与“定性批判”共同作用于GIS领域[7]。这些批判，同时将GIS与空间科学以及定量研究方法主导的地理学联系起来。相比早期的GIS学术著作，此时的出版物更关注嵌入在认识论与社会保守主义之间的表征、技术与科学权威。这些出版物指出：GIS将地方、人简化为数字化的点，来制定决策而非在当地情景下来实现规划[8];GIS为共同的利益服务，有助于监督与管控、掩饰社会经济的不平衡;GIS支持客观数据的分析，为制图学至上的理念服务;由于使用成本巨大，而导致使用权的不平等，GIS也被视作一种不民主的信息技术[9]。这一切，都使得马克思主义、女性主义、后结构主义、后殖民主义在GIS应用实践方面毫无作为。同时，GIS作为单一的定量化技术，在20世纪90年代受到人文地理学者一致的强烈批判[10]。总之，GIS作为一种知识实践的产物，将定量科学、权利、资本等要素稳定地结合在一起，尽管存在很多争议，但是其对地理学科的发展还是发挥了重要的作用。

近10年来，随着批判式GIS的出现，情况发生了一定的改变。批判式GIS允许在GIS上进行创新，注重与非定量、先进的理念和观点的有效结合[11]。在某种程度上，批判式GIS是过去30年追求理论多元化的产物。值得一提的是，女性主义学者通过引进新的技术方法以及改变研究范式，相关研究已实现了社会科学转向[12]。这些发展都鼓励着GIS学者对GIS理论结构多样化的可能性进行思考，也为定性地理信息系统的形成奠定了理论基础。

定性地理信息系统（Qualitative geographic information system，以下简称QGIS）是地理信息系统的一种，是对1990年代中期所提出的传统GIS没有与非地图表征的空间信息相结合的批判浪潮的响应。它的出现使得GIS扎根于积极的认识论，同时助推了质性数据、质性研究与空间分析技术的契合[13]。为了响应1990年代的批判浪潮，许多研究人员对GIS用于定性和混合研究中的可行性进行了探讨和论证[14]。定性地理信息系统，是一个相对较新的专业术语，注重综合而全面地描述事物的发展、实践和思想演变，其关注的是定性研究或定性数据与GIS的集成[15]。从方法论层面讲，定性地理信息系统主要是指一些学者尝试着将质性数据与GIS结合起来[16]。如混合媒体GIS（Multimedia GIS）将素描、意象地图、音频材料、图片等嵌入到GIS，通过一些非地图要素（如情感等）来反映空间信息[17，18]。此外，越来越多的研究基于GIS的空间分析，结合常见的质性研究方法，如焦点小组、民族志、访谈或者参与式观察等，旨在通过整合不同的研究方法来深化研究结论[19，20]。其他质性GIS研究是将GIS作为一种技术来分析质性研究所获取数据，包括直接采用GIS软件，或借助GIS来实现形象化的解释与归纳[21]。从认识论层面讲，定性地理信息系统侧重多层次、多角度综合反映事物的演变过程，它响应了关于GIS对主体表现的缺失、对主观能动性的忽视，以及基于实证主义的认识论等批判，将GIS立足于一些激进的认识论上，更多地与定量的技术、空间科学结合起来。区别于传统的GIS与其他社会学的研究，定性地理信息系统的独特性体现在研究视角方面，在Matthew等学者看来，即技术-关系结构（techno-positionality）[22]。

2  定性地理信息系统的主要类型及相互关系

QGIS将质性的研究与GIS结合起来，为批判式人文地理学者使用GIS强大的分析和表征功能提供了可能，同时也解决了GIS在处理具体形式的分析研究等方面的缺陷。这些QGIS方法主要包括公共参与地理信息系统（Public Participation Geographic Information System）、女性主义地理信息系统（Feminist Geographic Information System）、批判地理信息系统（Critical Geographic Information System）等（图1）。

2.1 定性地理信息系统的主要类型

2.1.1 批判地理信息系统

批判地理信息系统是地理信息系统与社会学理论的集成。它以拓展技术的功能化与推进民主化进程著称。其社会与技术的双重属性强调将社会经济、女性主义、认识论、本体论以及参与元素等引入到GIS的研究议程中来。同时，批判地理信息系统从一系列的人文地理学者的批判声中凸显出来，已经被重新定义为人文地理学与技术地理的一种创造性结合。批判地理信息系统有着独特的GIS背景，并具有影响着其他信息科学的潜能。对批判地理学者而言，实现学者们所提出的对实践问题的技术转型，并取得学界认可，具有很大的挑战[23]。批判GIS在20世纪90年代的发展可以被描述成三个阶段[24]。第一个阶段，是1990年～1994年，人文地理学者对其技术地理和空间分析进行了批判。其批判的核心在于GIS如何才能体现制图者自身所关心的认识论和本体论的意义空间分析;第二个阶段，是1995年～1998年，在1995年，超过40篇的出版物提出了GIS风靡所带来的影响。这些文章主要收集在1995年出版的两个论文集中，即John Pickles的GroundTruth与Eric Sheppard的GIS and Society， a special issue of Cartography and GIS[25]。相比由于GIS表达而被剥夺的人自主权利的缺失，人们更担心的是与GIS相关的最大企业和公共机构所起的作用。此外，批判者对技术普遍持怀疑态度，他们认为GIS技术的发展不过是计量革命的残骸;第三个阶段，到了1990年代晚期，GIS逐渐从争议中走了出来，成为一种具有积极影响的重要技术，被广泛应用于不同的学科与商业领域（表1）[26]。

2.1.2 女性主义地理信息系统

女性主义地理信息系统是定性地理信息系统的一个分支，也是批判地理信息系统的产物。它是以关美宝为代表的一批地理学者，为丰富女性主义地理学研究，尝试将GIS应用到女性主义地理学领域。他们对GIS方法本质上不符合女权主义认识论与实证主义的科学实践表示了质疑，尝试运用可视化等技术，试图将GIS重构为一种女性主义的研究方法，来实现批判实证研究中的女性主义视角的描述。他们认为可以将GIS重新修订，并与女性主义地理学的某些相关的女性主义认识论与制度进行结合[27]。

女性主义地理信息系统是定性地理信息系统最富有成效的部分。关美宝关注复苏的女权主义GIS用户和研究人员的声音，其主体性可能打破之前的简单二进制叙述[28]。女性主义GIS在解释地方的意义方面更注重空间信息的自反性（即自我批判）与数据信息的关系结构。在一些使用二手数据（如遥感数据、普查数据等）的无实体研究中，女性主义GIS寻求一种更超然的方法或尽可能多地使用质性数据。埃尔伍德的文章讨论了女性主义GIS与地理网络、志愿地理信息系统的联系。她认为，GIS既是一种社会现象也是一种技术的理念，研究地理网络，可以从女权主义与女权主义地理信息系统中获取信息;一个灵活多元的视角比综合视角更适合于地理网络的研究[29]。

2.1.3 公众参与式地理信息系统

公众参与式地理信息系统②（PPGIS）是借助地理信息系统来强化公众在政策制定等方面的参与程度，以期实现非政府组织、基层组织和社区组织的价值[30]。公众参与式地理信息系统最早出现在1996年的National Center for Geographic Information and Analysis会议GIS分会的主题中。其对PPGIS的界定是通过GIS，落实公众对政策制定的参与性，其目标是提高政府政策制定的透明度并影响政府的决策[31]。公众参与式GIS被设计成一种具有完整的方法与技术的弹性系统，该系统通过整合不同视角、不同的信息形式，为决策制定过程中的公众参与提供保障，从而提升规划的影响效力。它既是一种基于计算机的具备一系列软件工具的采集系统，又是一项人机交互程序，其程序包括对问题的探究与描述，对现状的探究与评估，创造与评估交替、反馈并最终呈现一种可接受的解决方法，它所追求的是增加公众（特别是那些长期边缘化的群体）在定义、分析、解决空间和场所相关联的问题（事件）中的参与度。它同时也体现了地理信息系统研究的拓展，即GIS在社会政治领域的公众参与情况以及技术在推行民主实践中所扮演的角色等[23]。参与式制图学可用于多种研究，如通过将当地居民绘制或书写的传统知识转换到地图上，即可在项目的计划和实施阶段实现参与者和研究者的直接对话，由此产生的地图有助于本土居民实现自身利益诉求，包括对土地权利维护的主张，建立生产资源管理计划，以及实现传统知识的保护等等，研究者致力于各种原住居民法定权利工作时，通常都是通过参与式地理信息系统，将原住居民的声音带入政治领域[32]。毋庸置疑，公众参与式地理信息系统已经成为一种将本土知识转变为制图形式最有效的工具之一[33，34]。

2.1.4其他

近年来，随着信息技术的推广，Google Map， Open Streemap等软件在GIS应用中扮演着重要的角色，有学者将其统称为“志愿地理信息系统”，它是基于网络的交互式技术在互联网上传播的，衔接越来越多的用户生成实践内容，而产生的地理信息的一种显著的新形式。公众使用手持设备收集地理信息，并把它贡献于人群来源的数据集，且使用网站的映射接口来标记和批注地理特征，或把地理位置添加到照片，文字和其他网上共享的媒体。这些现象，产生了我们统称的自愿地理信息系统（VGIS），它代表了地理信息如何被创建和共享，及其内容和特点方面的一个范式转变[35]。Goodchild认为，志愿地理信息系统最重要的价值即它可以展示世界媒体忽视了的不同地理位置的地方活动，以及符合当地水平的生活现状[36]。Andrew J. Flanagin等认为，尽管志愿地理信息系统丰富了地理信息的数据，但是其数据质量、可行性以及使用价值等仍有待考证[37]。

随着对计量革命批判的呼声越演越烈，定性地理信息系统未来将会有更大的发展空间。除了上述批判地理信息系统、女性主义地理信息系统、公共参与式地理信息系统三种主要类型，还将会涌现出其他新的分支，来丰富人文地理学的实证研究。这将是人文地理学与地理信息科学学科融合发展的必然趋势。

2.2 定性地理信息系统各主要类型的相互关系

20世纪90年代中期的关于“GIS与社会”的批判，推动了一系列关于GIS在参与度、权力关系、空间数据与技术的不平等参与度，以及关于这些影响是如何产生的等内容的理论探索。批判式地理信息系统是批判浪潮最直接的产物，作为地理信息系统与社会学理论的集成，其社会与技术的双重属性决定了批判GIS需要将社会经济、女性主义、认识论、本体论以及参与元素引介到GIS的研究议程中。批判地理信息系统关注的核心是表征与分析空间主体的属性、与数据环境的联系，以及这些实践与社会知识、表征、权利等相互作用的结果[38，39]。公众参与式地理信息系统进一步推进了这些源于社会与政治实践中的空间数据与技术等要素，渗入或组成空间知识的进程，并反馈出了GIS软件可以处理的数据结构[40]。区别于批判GIS重视在认识论、本体论等理论上的突破，公众参与式地理信息系统更注重技术上的突破。由于它实现了本土居民话语在地图上的反映，因此成为一项边缘群体可以持有自己反地图的观念。同时，它也是对政治化视角下的世界给予质疑的一项新技术。女性主义地理信息系统借鉴了很多参与式地理信息系统与批判地理信息系统的观点与实证，并且三者之间有很多交集[41]。值得一提的是，女性主义地理信息系统审查了GIS对女性主义研究方法论的影响，探索了多元化的GIS知识体系，并挑战了GIS与一些特殊的方法论之间不具有内在联系的假设。简而言之，质性GIS的研究领域达成一个共识，即GIS的社会文化属性，在某种程度上是对地理信息在数字环境下的创造、表征、交互与提取（图2）。

3  QGIS在人文地理学

研究中的应用

定性地理信息系统建立在质性数据与空间分析的基础上，既响应了人文地理学对空间研究的关注，又契合了人文地理学需要采用质性数据的研究现状。总之，定性地理信息系统在方法论的拓展方面，拓展了人文地理学研究的多样性。下文将结合西方已发表的研究成果，以女性主义地理学、酷儿地理学、地方感与身份认同，空间建构与展演等方面的研究为例，具体阐述定性地理信息系统在人文地理学中的应用。

3.1 在女性主义地理学研究中的应用

女性主义GIS先驱人物之一的美国地理学者关美宝，其用时间地理学的相关理论来研究女性日常行为轨迹[27]。她将城市土地利用、街道网络的数据与特定对象的日常行为的质性数据进行整合，来实现基于GIS模型的行为分析。在她的一项研究中，关美宝用形象化的3D生命路径表征了不同种族的女性与不同社会团体的日常行为路径。其研究表明，城市空间的差异性不仅趋于性别化差异。同时，对于不同阶级、不同种族背景下的女性而言，其所理解与体验的城市空间差异也同样深刻[42，43]。该研究将女性主义的视角引入GIS，用不同的图层来表示不同的性别、阶级，以及社区所引起的社会反馈的差异性，所得结果具有很高的可视化直观效果。在另一个研究中，关美宝通过GIS形象化地表示了在“9·11”以后，穆斯林女性的安全城市空间。她使用了民族志研究获取的“情感”作为主要数据，来进行建模并绘制成地图[44]，实现了将质性数据与GIS的有效结合，即采用定性、定量混合的研究方法。值得一提的是，该研究的数据不再是人口、面积、容积率等统计数据，而是抽象数据“情感”。人本主义的思潮将人文地理学研究推向新的高地，它使研究者对人地关系的研究不再是超乎其外，而是回归到人本身。自20世纪70、80年代开始，许多西方地理学家重新审视人的意志、情感的问题，形成一股迎合时代精神，开出新风的学术潮流[45]。而这里所提出的人文关怀，借助女性主义地理信息系统得到了有力的表达。

3.2 在酷儿地理学研究中的应用

酷儿理论认为身份认同与身体不是固定不变的，而是在持续地建构的;地理学者认为空间不是事物发生发展的简单容器，而是由发生在某地的行为活动建构出来的[46]。酷儿地理学的研究对象是具有性少数群体身份认同的亚文化群体。性少数群体特指在性取向与性认同方面与主流的异性恋文化相异的社会群体，通常包括同性恋者、双性恋者、跨性别者与酷儿一族，即统称的LGBTQ人士[47]。地理学学科的后现代转向，放大了酷儿地理学的声音，拓宽了其研究领域，将多样的学术研究与更为彻底的、对表征、认识论和本体论进行批判性和解构性的质疑联系起来[48]。Marie Cieri通过对同性恋游客的直接体验进行比较，检验了同性恋旅游产业宣传下地方感的产生。她将响应者（被采访者）手绘的空间故事叙事，与旅游商业地图以及旅游指南并置在同一图层进行分析。其研究指出，酷儿旅游产业合并了女同性恋与男同性恋的空间，并减少了各自的空间消费;尽管同性恋旅游推销员把女同性恋和男同性恋旅游消费空间合并起来，但是在资本关系下，女同性恋者与男同性恋者具有不同的消费空间，相比之下女同性恋的空间实践具有更多重的意义[49]。

3.3 在日常生活实践研究中的应用

Pavlovskaya的关于后社会主义城市转型的研究，利用深度访谈收集的民族志资料绘制了莫斯科居民的综合经济地图。这些图展示了社会主义制度下，以及社会主义制度瓦解之后，基于市场体制下的城市居民个体大量的经济行为。这些经济行为包括正式的与非正式的雇佣工资收入所得，非正式的和没有支付的家庭内部流动的物品与服务（如饮食、教育），以及家庭与朋友之间的食品与服务交换流向。而正式工作所得的收入，仍是城市与经济政策研究的重点，但是其他必要的、同时间的、劳动密集型的经济实践常常由于被理论化或者被忽略，导致其在图上无法展示。此外，单亲或双亲家庭所绘制的网络揭示了单亲父母常常会被成功雇佣，他们为了有一份稳定的工作，必须努力维系既有的社会网络，并进一步扩展。这与双亲家庭在传统劳动力分工中，保留男性员工的工作特权形成鲜明对比[50，51]。

3.4 在空间建构与展演研究中的应用

Matthew等关于城市低收入家庭的研究，明确地结合了GIS与民族志方法，他们设计了一个数据库，将深度访谈信息与访谈过程中人们提到的地方集合起来。并且该研究添加了受访者居住社区的数据与犯罪信息的情景，加深了民族志数据的描述。Matthew等的工作促成了地理空间技术与城市民族志结合的跨学科的地理-民族志框架[52]。在非城市的环境下，也可以使用这种集成。Hong Jiang的研究将内蒙古乡村村民的民族志研究与基于遥感分析的景观变化结合起来。她发现这两种方法相互补充，有助于更完整、更引人瞩目地阐释景观变化[53]。

Kevin St Martin在关于美国东北部的渔业社区管理潜力的研究中，将GIS与民族志研究结合起来。在这项参与式研究中，社区研究员（特别是那些女性渔民，或渔民的妻子，或者渔业社区当地的倡导者），主要是就捕鱼历史、群体，以及当地环境知识等采访了渔夫，并借助GIS地图反映出来。同时通过美国国家海洋局船行记录数据（关于垂钓航行位置的地理编码级报告）定量分析密度图和体积百分比轮廓（percentage volume contour），来描绘详细的捕鱼者群体的活动领域[54，55]。以上研究表明，GIS可以将源于民族志和其他质性研究方法的、经验的和边缘化的空间性合并起来。借助混合的研究方法来调查社会权利的动态变化，GIS可以化解不同来源数据在空间表征中所产生的不同矛盾。换而言之，无论是否束缚于笛卡尔网格空间权利的关系，通过GIS，都可以很好的表征。这些问题正是人文地理学者关注的核心。

3.5 分析方法的介入与创新

LaDona Knigge等通过对已有的扎根理论的研究进行可视化分析，阐释了可以通过多图层的叠加，来反映不同尺度的制图学表征与社会政治建构的研究。他指出，借助GIS建立可视化，可以归纳不同属性，进行不同尺度的敏感性分析，这将有助于实现诸如“城市空间争夺”等问题的理解。其研究旨在通过纽约的布法罗市案例研究，来检测多尺度下城市的土地组成与争夺的分析与表征。具体是借助GIS软件中空间分析拓展模块，在地图上反映空间自相关性[56]。此外，还可以通过聚焦、擦除或者高亮显示某种地图属性，将地图与表格、图片或者其他展示形式链接起来[57]。

3.6 小结

Sarah Elwood，Kwan，Sarah McLafferty等学者的关于国家-社区的动态机制的研究，从批判的视角出发，GIS被建构成一种非中立的工具来探索更多的动态性。Matthew另辟蹊径，展示了不同的GIS与社会学研究的关系结构，即：STS（Science， Technology， and Society，以下简称STS），民族志研究与制图学、社会行为研究等与定性地理信息系统之间的关系结构，表现为三个方面：一是GIS与STS结合的研究通过话语分析与行动者网络理论来对话科学、技术与社会之间的权利与知识的关系[58，59]。这种方法兴起于20世纪90年代对GIS的批判，关注科学与技术视角下的GIS研究。二是民族制图学，既涉及民族志，又包含制图学，是一种批判视角下结合制图学技能与理论推论的产物[60]。三是社会行为研究与定性GIS，它与技术保持着紧密的关系，即建构与配置编码与科技本身实践的关系，不同于前两者，这类研究更多关注的是这种关系本身的合理性与关联性[61]。

4  讨论与展望

定性地理信息系统是近年来地理信息科学新兴的发展产物。相比传统地理信息系统，定性地理信息系统除了在方法论层面上可以处理定性的数据。同时在认识论层面上，扎根于积极的认识论，注重从女性主义等批判视角出发，关注公众参与，致力于推进信息技术的民主化进程。定性地理信息系统是适应多学科交叉，综合多研究方法的一种相对新颖的研究理念，是某种形式的定性研究（或定性数据）和地理信息系统的集成。这种集成可以通过多种途径来完成，其表现形式也丰富多彩。定性地理信息系统的研究范式，常见的有三种：一是受益于数据分析和基于GIS强大的地理表示优势的定性研究;二是借助GIS，融入一些质性数据与质性研究的定量研究;三是一开始就使用混合方法，集成各种方法的长处，并允许它们互相验证、互相补充的研究项目[15]。通过梳理已有的研究，我们发现：定性地理信息系统可以为人文地理学等人文学科的发展提供了很好的技术支撑。两者的结合响应了近期出现的将地理信息系统与人文地理学理论与方法创新的呼吁，同时为人文地理学带来新的空间认识论，也为定性地理信息系统带来新的制图元素。具体表现在以下几个方面：

在研究方法方面，定性地理信息系统的出现，弥补了人文地理学，特别是文化地理学研究中多是质性研究的不足。Nadine Schuurman， Sarah Elwood等讨论了如何将质性的背景与情景作为元数据注入GIS的数据结构中，并使用参与式地理信息系统制图来表征社区权利，地图的不同属性、背景及作者是可以改变地图的表征意义与含义，从而标识“身份认同”与“空间”所固有的定性结构[62，63]。在研究领域方面，定性地理信息系统的出现拓宽了人文地理学的研究领域。GIS作为一门技术与工具，被地理学家和其他学者广泛接受。而定性和定量混合方法也越来越多地被学者们认可。同时，定性方法和GIS的结合，可以被用来解读在空间和地方研究中，人类和文化性质等相关研究的丰富性与多样性[64]。在表现形式方面，定性地理信息系统使得人文地理学研究的表现形式更加多样化。相比传统的质性研究，地理信息系统在可视化表征、空间分析、直观性表达等方面，都有较大的突破。

定性地理信息系统不仅通过扩展可用的认识论的范围，促使人们更科学地理解世界，还为具有挑战性的研究议程提供了进步的政策支持。此外，定性地理信息系统对于社会学理论的进步做出了贡献，因为它可以将人们对世界的思考与空间结合起来，并且允许人们提出一些只能通过混合的方法才能实现的研究问题[11]。