蜀道历史地理信息系统研究价值及构建模式

李小燕,邢海虹,邵华,付恒阳

(陕西理工大学 历史文化与旅游学院 秦岭与蜀道地理研究所， 陕西 汉中 723000)

地理信息系统(简称为GIS)近年来被广泛引入历史地理研究领域[1]。Gregory(2001)等最早介绍地理信息系统在历史研究领域应用，认为GIS提供了进行历史资料管理的新方法，其可视化功能也可为发布历史数据及研究成果提供新手段。近年来，国外历史地理信息系统的研究呈现逐年上升的态势，涉及到数据库建设、空间分析、三维可视化等多个方面(A.K.Knowles、I.N.Gregory、Ell和Gregory等)。日本京都立命馆大学使用包括VR、网络3DGIS等可视化技术，并增加了时间维，构建“京都虚拟时空”4DGIS，标志着空间再现成为国际历史地理研究的重要手段与趋势[1-2]。国内历史地理研究也开始大量采用地理信息技术，复旦大学满志敏(2000)采用GIS技术展现了光绪三年晋、冀两省在干旱程度上的空间差异，制作旱灾专题地图，并推断当时降雨带的推移，可视为GIS进入历史地理研究领域的里程碑[3]。后有更多学者和机构尝试建立历史地理信息系统管理历史地理数据和进行空间分析，复旦大学与哈佛大学合作共建的中国历史地理信息系统(CHGIS)为研究者提供了基础数据平台，是中国历史地理信息系统的开山之作[4]。除此而外，长城军事聚落HGIS、中国历史方言GIS、北京HGIS、上海历史人文地理信息系统等纷纷上线。2015年丝绸之路历史地理信息系统在复旦大学正式上线。目前这些历史地理信息系统主要提供地图浏览、数据查询等基本功能，学者结合研究领域进行空间分析、制作专题地图仍需要借助专业的地理信息系统软件，对于大多数历史学者仍具有很大挑战。中国历史地理数字化应用平台调用CHGIS查询结果，通过建立个人数据库，自动实现空间分析与制图功能，这是历史地理信息系统建设的新趋向。目前历史地理信息系统的研究多集中在历史学科，并重点对全国性的、重要的历史文化名城，以及东部发达地区进行系统开发。近年来，蜀道申遗工作已经启动，蜀道研究引起更多学者关注，但打破蜀道研究多学科壁垒，将自然资源、文化资源与研究成果集中呈现的历史地理信息平台还未曾见到。

蜀道在中国历代研究中普遍被定义为京都长安或洛阳入蜀的道路，是沟通关中和巴蜀的战略要道。蜀道的畅通与否关系到两大区域间经济文化的多方位的流动与传播。在历史时期蜀道曾作为交通要道，沿途市镇密布，商贾活动频繁，诗人墨客多有羁旅之作传世，加之留存碑刻古迹史料较多，蜀道文化研究引起学者们的极大关注，关于蜀道的研究成果也大量问世。蜀道研究成果虽然颇丰，但除褒斜道等研究脉络清晰外，其他秦岭古道关注度不够，米仓道经由地等基本问题尚莫衷一是。2010年后，国家主导开始蜀道申遗工作，相关领域的专家在川陕两省进行了几次专题调研。但是，当前关于蜀道研究多以文献梳理、考古与野外考察等传统的历史学研究方法为主，大多学者依然以传统的文献梳理、考古挖掘以及野外考察等方法进行。缺乏“人—地—时—空”观念，不能充分利用当时的自然条件、区域特点以及历史社会背景，仅以现代观点去研究蜀道，无法更加客观和准确的还原历史真实。因此，在蜀道研究成果纷杂与申遗背景下，厘清研究资料，对已有研究成果进行空间重构与再现，是现实的需要，也是未来发展的趋势。鉴于此，本文在对蜀道及蜀道研究深入梳理的基础上，运用历史地理研究的基本原理和空间信息技术的理念，构建蜀道历史地理信息系统，为深入开展蜀道研究提供坚实的数据平台，丰富我国历史地理信息研究内涵。

一、 蜀道研究概况

1.蜀道沿线文物资源类型多样

蜀道及其沿线文物资源丰富，目前关于蜀道的研究主要集中在蜀道路线及变更考证、摩崖石刻、蜀道军事、经济文化与交流、蜀道交通运输、蜀道文学及沿线民族融合等方面[5]。其中石刻是蜀道沿线最为亮丽的明珠。自汉代以降，在出秦入蜀的栈道沿线峭壁上，镌刻有为数相当可观、以记载当初栈道修治实况为主的摩崖石刻，尤以褒斜道石刻最多且最为知名，石门摩崖石刻以汉魏刻石为主体，被称为“石门十三品”的分别是《君开通褒斜道摩崖》《“衮雪”摩崖》《“石虎”摩崖》《故司隶校尉楗为杨君颂》《杨淮、杨弼表记摩崖》《右扶风丞李君通阁道摩崖》《“石门”摩崖》《“玉盆”摩崖》《李苞通阁道题名》《石门铭》《君开通褒斜道摩崖释》《释潘宗伯韩仲元李苞通阁道题名》和《山河堰落成记》等，这些石刻作品，除具有极高的历史文化价值外，还被古今中外奉为书法楷模[6]。

蜀道诗词是蜀道沿线的文学珍宝。文人墨客行走蜀道，攀岩缘径，登山临水，留下了很多千古诗篇。有的诗篇摩崖立碑、永久保存；有的散存在方志、别集；有的流传于民间，为后人所传诵。在所有蜀道诗中，最著名的当数李白的《蜀道难》。一句开篇诗文“噫吁嚱，危乎高哉!蜀道之难，难于上青天”。让蜀道之艰难为古今中外所周知。陆游、苏轼、王士祯等历代大诗人的蜀道咏怀诗因其对独特山川和历史的赞叹，为不同的读者提供精神家园载体，成为蜀道沿线的文化珍宝。

蜀道沿线的军事历史遗迹是提升蜀道文化品位的源泉。三国历史也是一部蜀道发展史。三国争雄促进了蜀道旧路的维护修复和新路的开辟利用，蜀道的主线、大道和支线、小路在三国历史中均扮演重要角色。蜀道沿线战争及其遗迹对蜀道文化品位的提升起到至关重要的作用。前316年，秦惠文王采纳司马错主张，命张仪、司马错从石牛道(今金牛道)灭蜀，为秦统一天下奠定物质基础。这些历史事件一一证明蜀道是中国古代贯通西南与西北进而沟通中原的大动脉。历史时期蜀道战场遗址走马岭、定军山、阳平关等，蜀道建筑设施或其遗迹古阳平关、净明寺庞德养疴处、汉中王刘备沔阳坛场、黄沙诸葛亮制木牛流马处、武侯墓、武侯祠等均为蜀道研究提供丰富的内容，也是提升蜀道研究文化品位的源泉。

2.蜀道研究成果众多

关于蜀道的相关研究开始甚早，明清时期，不少学者文人在所著游记中就对其中的路线做过考证。而真正意义上的研究则发轫于新中国成立以后，尤其是20世纪80年代以来关于蜀道的大量论文发表，一些著作相继出版，蜀道研究进入高峰期。

从历史地理学的角度来看，对蜀道线路的考证向来是研究的关注热点。从关中入蜀地的道路众多，沿革兴废繁复，使得蜀道的路线问题变得十分复杂。广大学者致力于此，成果较多。严耕望先生的《唐代交通图考》，广引历史、地理、方志、典章、笔记类典籍和古代诗文，并辅之以地图，对蜀道各条线路从道路的开通、利用、演变、经行地、里程等多方面做了考证论述[5]。黄盛璋在其《川陕交通的历史发展》一文中分析了川陕之间的地形与交通的关系，分两汉、三国南北朝、隋唐、五代、宋元、明清6个时期概述了秦岭中各条通道的发展历程，考察了巴山通道各线金牛道、米仓道、洋巴道的形成演进过程[6]。严耕望先生认为褒斜古道褒谷短而斜谷长[5]，安庸在实地考察的基础上，在《褒斜二谷的自然面貌》一文中指出，上述说法与实际情况不符，褒斜并非同谷，而褒谷长190公里，斜谷不过50公里[7]。李之勤在《蜀道话古》一书中详细介绍了褒斜栈道的历史变迁[8]，郭荣章在《褒斜道改道至回车考辩》一文中对褒斜道在北魏时改道这一问题进行了深入细致的研究[9]。马强的《汉水上游与蜀道历史地理研究》[10]和《嘉陵江流域历史地理研究》[11]两书，对蜀道沿线的风土人情、经济民俗、道路交通有详实的考辨，是蜀道研究不可多得的佳作。

从考古文博的视角来看，以石门石刻研究为代表的蜀道石刻研究蔚为大观。其代表性的论著有刘庆柱的《中国蜀道》，他在其著作中对褒斜古道的历史进行了寻踪，对嘉陵古道进行了探源，并对沧桑的千古蜀道诸多功用、沿途群众生活状态、风土人情都做了详尽的考察，该书同时对蜀道的旅游资源也有所论及[12]。郭荣章毕20年之功，主编的《石门石刻大全》搜罗褒斜道等碑刻史料较为详细，对其中碑刻文献的分类整理很齐备[13]。李瑾的《天下蜀道》，对蜀道的历史、古栈道、线路、邮驿设施、关隘、民风民俗、文化等做了详尽的论述，范围之广、内容之丰富，堪称力作[14]。雍思政的《漫话剑门蜀道》一书从剑门蜀道的开凿、整修、嬗变入手，分别论述了其发展历史、名人遗迹、文物古迹以及独特风情，旁征博引，对加强剑门蜀道遗址保护和文物利用，促进社会主义政治、经济、文化建设具有重大作用[15]。马强[16]、王子今[17]等学者亦从考古的视角对蜀道的形成、变迁、驿站设置及历史事件等进行了研究。蜀道所经由的陕西汉中、甘肃武都、四川广元等地区先后成立学术组织，对蜀道及其摩崖石刻进行研究发掘。罗秀书等著、郭鹏点校的《褒谷古迹辑略校注》收录蜀道文献较多，学术价值较高[18]。日本学者牛丸好一所著《汉中褒斜道石门磨崖石刻》亦对褒斜道沿线文献有所整理，不过搜罗不如郭著详备。苏汉平主编的《沔阳碑石》对金牛道、荔枝道沿线碑刻史料分门别类，在史志材料的基础上，整理散佚的清季民国的碑石较多[19]。陈显远主编的《汉中碑石》[20]、冯岁平主编的《蜀道宝藏》[21]两书，搜集褒斜道、傥骆道、子午道沿线碑刻材料丰实，但还存在未竟之处，即对蜀道沿线水利、庙宇碑刻的搜集不够。

从文学地理学的角度言之，对于蜀道诗词歌赋、碑刻文学作品的整理和研究近年逐渐受到关注，摘录蜀道咏怀诗、写景诗甚多。四川省李白研究会出版的《千年诗魂蜀道李白》，重点对李白及蜀道诗词进行研究[22]。何青城的《古蜀道寻踪》以蜀道为线索，介绍沿途重要节点及事件[23]。四川省广元市政协文史委员会主编的《蜀道神韵——广元名胜诗词选注》对广元名胜诗词进行系统梳理和选注。温虎林的《杜甫陇蜀道诗歌研究》对杜甫陇蜀古道诗词进行系统整理与研究[24]。李龙、何玉红、孙启祥、梁中效、李宜蓬、赵晓宁、冷卫国、黄楚蓉、付兴林等诸多学者从蜀道沿线诗词、诗人、文化资源以及文化旅游线路等进行过系统爬梳，并对近年蜀道研究进行系统梳理[25-34]。

综上，蜀道及其沿线自然资源独特、历史人文遗产丰富、名人遗迹众多、文物古迹丰富，相关研究也各方面都有所涉及。但由于缺乏“人—地—时—空”观念，不同学科和研究之间相互隔绝，历史学者尚不能完全了解蜀道地质地貌特点及区位条件背景，地理学者对历史文化以及考古等知识匮乏等问题普遍存在。同时，很多领域还存在进一步深究之处，如：蜀道沿线考古、碑刻、文学资料的全面整理；历代蜀道文献地理信息系统数据库构建及平台研发等等。因此，在文献资料梳理、考古以及实地考察等传统历史地理学研究方法和成果的基础上，结合现代空间信息技术对蜀道沿线进行深度考察、研究和展示就显得极为重要且迫切，即利用RS进行蜀道沿线实时信息采集，利用GPS进行蜀道节点及路线的考证及定位，利用GIS进行数据管理、分析及可视化展示，搭建蜀道历史地理信息系统，以使蜀道资源和不同学科的研究成果能够集中呈现在同一个平台上，便于成果的展示、共享、分析和进一步深化。

二、 蜀道历史地理信息系统的研究价值与意义

蜀道历史地理信息系统的搭建和相关研究在蜀道学术研究理念上是一次新的尝试，具有重要的学术价值与现实意义。该系统服务于蜀道历史地理学相关研究与应用，可提升蜀道历史研究的深度与广度，促进蜀道研究成果的大众普及。系统使用SuperMap作为基础地理信息平台，采用数据库技术、空间分析技术、空间数据可视化等技术构建蜀道历史地理数据库，实现面向网络的蜀道历史地理信息平台。该系统的主要价值和意义体现在以下四个方面。

1.更新蜀道研究手段

由于蜀道自然地理环境条件复杂，可进入性较差。但蜀道及其周边自然与人文资源的具体空间信息、石刻遗留与军事活动的位置节点均需要准确定位。而传统历史学研究对于空间位置更多的是一些定性的描述，缺乏准确性，难以获取邻域内其他环境信息。蜀道历史地理信息系统的构建是借助现代RS手段，进而通过遥感影像解译获取第一手的研究数据，利用现代GPS进行准确定位，利用GIS进行数据分析。GIS系统对空间数据的采集、存储、管理、分析与更新能力促进历史信息的空间展示，并可将静态的历史信息动态呈现，并进行多角度分析。传统文献考证与现代地理信息技术的有机结合拓展了蜀道研究思路，提高了空间精度，便于从宏观、中观等尺度感知空间位置与邻域内地理要素的空间关系。这些方法一方面改变了传统的历史学研究数据获取手段，提高了工作效率和数据精度，另一方面实现了蜀道研究的系统化、信息化、空间化和可视化，可以帮助学者实现地理实体变化过程的呈现及意义分析。

2.促进成果与资料的可视化表达

利用现代地理信息技术，将用户查询或分析结果加载到基础地理信息平台上，属性数据以TXT、EXCEL、WORD等多种格式数据的导出，空间数据以图形方式加载，将繁杂成果与资料以清晰直观的方式展现，还可利用地理信息系统对蜀道的时空变迁、沿线土地利用变化、生态环境变化、考古遗址等进行数据采集与动态模拟，从自然和人文要素多角度促进蜀道研究的深度与广度，促进学术成果更好地发挥其社会价值。

3.提高多元史料的空间化与共享率

蜀道沿线自然、社会、经济、文化等资源丰富。蜀道研究所依据的资料种类多、数量大，且不断有考古文物与文献的新发现。蜀道研究成果涉及蜀道考证及其考古、军事、文学等多个领域，成果极其丰富。人类已经进入大数据、信息化时代，将考古资料、文献资料相结合、古籍碑刻等资料利用现代地理信息技术加以整合，强调文献资料的空间落实与定位，以各种查询功能实现数据的大容量，实现文献在地域上的动态表达，打破学科壁垒，提高多元史料的共享率。

4.实现用户浏览、分析、制图一体化功能

蜀道历史地理信息系统可通过平台实现资料、数据以及地图的显示、浏览和查询等功能，可以对平台数据、资料进行统计、计算和各类分析，并对查询、计算和分析所得的报表、图件进行直接输出。蜀道历史地理信息系统基于Web GIS开发，加强平台的交互性与计量化，普通学者可将自己的查询结果直接在系统中制图，大大降低了借助专业的GIS软件制作专题地图的难度。

三、 蜀道历史地理信息系统平台构建思路

1.蜀道历史地理信息系统模块设计

通过梳理不难发现，蜀道及研究成果主要体现在三个方面：蜀道沿线及周边的地质、地貌、植被以及历史环境变迁等自然生态环境方面；蜀道考古、文学、历史、军事等历史文化资源方面；围绕蜀道开展的国家级、省部级以及厅局级等各类研究项目、专著和论文等研究成果。基于此特征，蜀道历史地理信息系统呈现以下三大模块(详见图1)：

(1)蜀道自然资源模块

蜀道穿行于秦巴山地之间，地质地貌、降水等自然条件极其复杂，这既是蜀道存在的自然条件，也是蜀道历史价值意义之所在。研究将蜀道及沿线的地质地貌、水文、植被以及土壤物产等自然资源情况进行梳理和呈现，一方面利于史学家对该地区有一个更加宏观和具体的了解；另一方面，基于这样的空间格局和自然条件，利于研究者更加准确的还原事件的环境背景和历史事实真相。

(2)蜀道历史文化资源模块

蜀道历史文化资源模块中，重点对蜀道及其沿线的石刻、军事活动、历史典故和诗词等内容进行收集和整理，构建相关子模块。根据已有的考察和考证成果，根据事件发生的地点和时间，采用数字化方法，建立蜀道沿线文物资源空间属性数据库，通过属性数据库实现相关属性数据存放和更新，图形数据库实现相关文物资源的空间展示。通过此方法，可将蜀道沿线的历史文化资源准确定位，并空间展示在蜀道沿线。

(3)蜀道研究成果资源模块

拟结合项目、专著和论文等形式，从蜀道路线考证、蜀道文化民俗追踪、蜀道科学研究等方面展示目前的蜀道研究成果。其中，蜀道路线考证子模块，通过数字化形式展示所有蜀道不同学者和部门的考证路线，采用符号渲染的方式表征各方考证的蜀道线路，以便于用户对蜀道路线及考证历史的全面了解；蜀道文化民族追踪子模块，通过收集整理相关研究发现和总结，从蜀道沿线风土人情、民风民俗等方面，以位置、形成和演变历史、文化民俗特色等角度，实现蜀道沿线文化民俗的空间属性数据库管理和图形数据库展示；蜀道科学研究展示模块，主要面向从事蜀道科学研究的学者专家用户，建立蜀道科学研究数据库，建立包含地点、时间、内容、学者、文献论著等记录项的空间属性数据库，在此界面上，通过蜀道沿线研究地点的追踪查询，以及支持多字段模糊查询的检索等多种方式供相关学者深入开展蜀道历史地理学研究。

2.蜀道历史地理信息系统搭建

(1)蜀道历史地理信息系统架构模式

蜀道历史地理信息系统采用的是B/S(Browser/Server)架构，又称浏览器/服务器模式。该模式用户使用端只需一个浏览器，服务器只需安装Oracle或SQL Server等数据库即可，系统通过Web Service发布到万维网之后，用户即可通过浏览器访问、调取和使用数据库数据。蜀道历史地理信息系统以MySQL作为数据库，采用SuperMap IServer服务实现对地图的操作，以HTML5编写界面内容，利用CSS对界面进行整饰，以及JavaScript与Jquery库实现静态界面的搭建。后台数据处理采用编写PHP脚本实现，服务器系统为Windows 2008 Server r2版本。

对比Oracle、SQL Server、MySQL三大主流数据库，考虑到蜀道历史地理信息系统的数据量以及预计访问人数，采用MySQL作为数据库存储数据。首先，利用SQL语句将整理的Excel、文档、图片以及视频等不同数据格式，逐个建立数据库结构及不同数据之间的关系，然后通过编写Python脚本实现将不同数据导入数据库，在服务器端通过PHP语言进行数据的读取，以实现数据库及系统平台搭建。

(2)蜀道历史地理信息系统功能设计

由于本系统针对的群体对象是历史学、考古学等非地理学人士，以及对蜀道及其研究有较浓厚兴趣的普通大众。因此，在系统构建时，采用开放式平台，在GIS技术的基础上，借鉴填鸭式、引导式理念，优化各功能模块，简化操作，以便学者通过简单操作即可直接利用平台完成相关教学科研工作。具体而言，蜀道历史地理信息系统的功能，包括基本功能、分析功能和输出功能三大部分。基本功能主要包括各类资料和数据的显示、浏览、查询以及量算等，更多的集中在已有资料的展示上；分析功能主要包括数据的统计、计算，相关要素及事件的空间分析、拓扑分析以及相关分析等方面；输出功能主要体现在对已经搜集到的，或计算统计分析得到结果，进行报表格式、统计表格式以及图片和地图方式等的输出。

图1 蜀道历史地理信息系统模块功能设置示意图

3.目前存在的主要问题

(1)准确定位难度大

由于蜀道凿刻历史悠久，蜀道名称及路线多次变更；历史事件发生时间久远，记录不详尽，甚至无从考证；加之蜀道的毁损严重，山区可进入性差等原因，使得蜀道研究过程中，相关时间难考证，相关地点准确定位难度极大，很多事件的时间和地点到目前学术界也无定论，更加大了定位的难度。

(2)资料整理进度缓慢

历史时期蜀道为交通要道，沿途市镇密布，商贾活动频繁，诗人墨客多有羁旅之作传世，留存碑刻古迹史料较多，但由于资料多且多古文，晦涩难懂且残缺不全，因此资料的搜集、整理就成了项目的重中之重。同时，围绕蜀道开展的蜀道路线考证、摩崖石刻、蜀道军事、文化与交通等研究甚多，研究成果的搜集和归纳也是一项大工程。目前，资料的搜集和整理工作进度缓慢，仍需加大人力投入。蜀道历史地理信息平台是一个跨学科平台，需要不同学科专业参与，方可提高平台的专业性、科学性和综合性，进而进一步提高和完善平台，提高服务的有效性和持续性。