測繪學(xué)的人學(xué)性質(zhì)及其體現(xiàn)

□鐘業(yè)勛，胡寶清，韋清嫄

（1，廣西師范學(xué)院，1a，北部灣環(huán)境演變與資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1b,廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西，南寧，530001；2，廣西測繪地理信息局, 廣西，南寧，530023）

測繪學(xué)的人學(xué)性質(zhì)及其體現(xiàn)

□鐘業(yè)勛1，2，胡寶清1，韋清嫄2

（1，廣西師范學(xué)院，1a，北部灣環(huán)境演變與資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1b,廣西地表過程與智能模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西，南寧，530001；2，廣西測繪地理信息局, 廣西，南寧，530023）

測繪學(xué)是地球科學(xué)的重要組成部分. 它的人學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：1.人是以理論的方式觀念地掌握世界和以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界的主體；2.主體對客體的建構(gòu)是主體觀念地掌握客體的方式；3.范疇的應(yīng)用表明主體掌握著揭示對象的客觀性質(zhì)的思維形式，測繪學(xué)中的范疇是人類認(rèn)識客觀世界的工具和掌握事物發(fā)展規(guī)律的形式；4.從與可視化相關(guān)的測繪規(guī)則和方法的產(chǎn)生和應(yīng)用，表明人類具有最大化地獲取客體信息的智慧.

測繪學(xué)；人學(xué)；觀念；主體；客體；范疇；可視化

隨著人類社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技水平的提高，測繪科學(xué)的理論、技術(shù)、方法及其學(xué)科內(nèi)涵也隨之不斷發(fā)生變化.尤其是在當(dāng)代，由于空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和地理信息技術(shù)的發(fā)展，致使測繪學(xué)的理論基礎(chǔ)、工程技術(shù)體系、研究領(lǐng)域和科學(xué)目標(biāo)正在適應(yīng)新形勢的需要而發(fā)生深刻的變化.由“3S”技術(shù)（GPS、RS、GIS）支撐的測繪科學(xué)技術(shù)在信息采集、數(shù)據(jù)處理和成果應(yīng)用等方面也正步入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、實(shí)時(shí)化和可視化的新階段.測繪學(xué)已經(jīng)成為研究對地球和其他實(shí)體的與空間分布有關(guān)的信息進(jìn)行采集、量測、分析、顯示、管理和利用的一門科學(xué)技術(shù).在測繪行業(yè)正成為信息行業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，它的服務(wù)對象已擴(kuò)大到國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中與地理空間信息有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域的今天，現(xiàn)代測繪學(xué)正向著當(dāng)代剛剛興起的一門新型學(xué)科—地球空間信息學(xué)（Geo-Spatial Information Science,簡稱Geomatics）跨越和融合[1].科學(xué)本質(zhì)上是人的科學(xué).馬洛斯說：“科學(xué)是人類的創(chuàng)造，而不是自主的、非人類的.科學(xué)產(chǎn)生于人的動(dòng)機(jī)，它的目標(biāo)是人類的目標(biāo).科學(xué)是人類創(chuàng)造、更新以及發(fā)展的.它的規(guī)律、結(jié)構(gòu)以及表達(dá)，不僅取決于所發(fā)生的性質(zhì)，而且取決于完成這些發(fā)現(xiàn)的人類的性質(zhì).因此，科學(xué)是人學(xué).[2]”地球是人類賴以生存和發(fā)展的唯一星球，人類是地球的主人，測繪學(xué)是地球科學(xué)的重要組成部分.測繪學(xué)的人學(xué)性質(zhì)顯而易見的，它主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.

1 人是以理論的方式觀念地掌握世界和以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界的主體.

人以兩種方式來掌握世界，既以理論的方式觀念地掌握世界，也以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界.以理論的方式觀念地掌握世界和以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界的主體是人.在埃及的河谷與平原上發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，早在公元前1400年，就已有地產(chǎn)邊界的測定；1743年，法國克萊洛（A.C.Clairaut）證明了重力值與地球偏率之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；1849年，英國的斯托克司（G.G.Stokes）提出由重力測量資料確定地球形狀的完整理論和實(shí)際的計(jì)算方法；1873年，利斯廷（Listing）創(chuàng)造出“大地水準(zhǔn)面”一詞，以此面表示地球形狀；我國使用了我國大陸及其周邊海洋地區(qū)的重力、高精度GPS水準(zhǔn)、多代衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型及海深模型等國內(nèi)外資料，并結(jié)合國情，建立了我國新一代分米級精度大地水準(zhǔn)面（CQG2000)模型[3].人類進(jìn)入21世紀(jì)后，人類正面臨著全球性的重大問題：人口爆炸、土地荒漠化、資源枯竭、“溫室效應(yīng)”與全球變暖、生態(tài)環(huán)境的破壞等.現(xiàn)代測繪科學(xué)，已具有對全球進(jìn)行監(jiān)測的技術(shù).由于空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和地理信息技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從全天候全天時(shí)快速獲取空間信息，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信技術(shù)和一體化成圖系統(tǒng)，快速制作實(shí)時(shí)（準(zhǔn)實(shí)時(shí)）地圖的自動(dòng)化過程.最近，我國以陳軍為首席科學(xué)家的團(tuán)隊(duì)研制了《全球30米分辨率地表覆蓋遙感制圖》，并把這一成果提交給聯(lián)合國氣候峰會(huì).該成果以2000年和2010年為兩個(gè)基準(zhǔn)年.水體、濕地、人造地表、林地等不同地表數(shù)據(jù)可以分類提取，并計(jì)算出精細(xì)的數(shù)據(jù)，通過目前兩個(gè)年分的對比，可看到世界每個(gè)角落里這十年的變遷.這項(xiàng)成果將為聯(lián)合國制定和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃提供過硬的地理數(shù)據(jù)支撐.中國還將協(xié)助數(shù)據(jù)維護(hù)與更新，以實(shí)現(xiàn)更深層次的應(yīng)用，為將來開展全球變化和地理世情分析提供可靠的地理信息數(shù)據(jù)支撐[4].這充分說明，作為認(rèn)識主體的人，在以理論的方式觀念地掌握世界和以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界已達(dá)到了很高的水平.

2 主體對客體的建構(gòu)及觀念地掌握客體的方式.

人的思想概念等是客觀事物反映在人腦中的映象.“反映同一律”就是指人的思維映象和客體原物之間的同一.而概念是從許多個(gè)別事物中經(jīng)過概括得出的一個(gè)普遍觀念.個(gè)別事物是直接感覺到的印象（觀察）、記憶與聯(lián)想.一個(gè)概念，其本身并非一個(gè)可以觀察到的物體，它不是一個(gè)物，而是對許多物的概括[5].例如，“遙感”（Remote Sensing）概念，它是“遙遠(yuǎn)感知”之意，泛指通過非接觸傳感器遙測物體的幾何與物理特性的技術(shù).按傳感器記錄方式的不同，可分為圖像方式和非圖像方式兩大類.圖像方式又分為被動(dòng)方式和主動(dòng)方式兩種，被動(dòng)方式又有攝影法（寬波段攝影、多波段攝影）和掃描法（光學(xué)機(jī)械掃描、電子束掃描、CCD）之分.非圖像方式（主動(dòng)式和被動(dòng)式）包括雷達(dá)高度計(jì)、合成孔徑雷達(dá)、微波輻射計(jì)、紅外輻射計(jì)等.人的認(rèn)識由感性具體經(jīng)過思維抽象上升為思維具體，在思維中導(dǎo)致客體的再現(xiàn)，其結(jié)果會(huì)形成一定的知識或知識體系.測繪學(xué)中的概念的集合，其本身就構(gòu)成了一個(gè)知識體系.其中的每一個(gè)概念，都是認(rèn)識主體的建構(gòu)和反映.例如，“居民地”這一概念包括：普通房屋、突出房屋、街區(qū)、…窯洞、蒙古包等.居民地只抽象出其“人居住”這一共同的功能，而不考慮其形式、外觀、建筑材料等因素. 又如“植被”概念，“植”是泛指植物，包括森林、成林、幼林、灌木林、…稻田、旱地、水生作物地等.“被”字則把覆蓋著大地的植物比喻為人蓋的被子，稱為“植被”[6].測繪學(xué)中的其他概念，如道路及附屬設(shè)施、水系及附屬設(shè)施、境界、地貌和土質(zhì)等，都是反映具有某種共同功能的事物，它們構(gòu)成一類事物而非具體個(gè)別事物.認(rèn)識主體就是這樣通過主體建構(gòu)的概念，在其大腦中觀念地掌握客體.

3 范疇的應(yīng)用表明主體掌握著揭示對象的客觀性質(zhì)的思維形式，測繪學(xué)中的范疇是人類認(rèn)識客觀世界的工具和掌握事物發(fā)展規(guī)律的形式.

范疇原出自希臘文Kategoria.漢譯系取《尚書﹒洪范》九疇之意.黑格爾把范疇看作是先于自然界和人而“客觀”存在的發(fā)展過程的環(huán)節(jié)，即絕對觀念的自我規(guī)定.馬克思主義哲學(xué)認(rèn)為范疇是反映客觀事物的本質(zhì)聯(lián)系的思維方式，是各個(gè)知識領(lǐng)域中的基本概念.范疇是人們在實(shí)踐基礎(chǔ)上概括起來的科學(xué)成果，并成為進(jìn)一步認(rèn)識世界和指導(dǎo)實(shí)踐的方法.馬克思主義哲學(xué)范疇按其性質(zhì)可分為三類：一類是反映對象或?qū)嶓w的范疇；一類是反映屬性或形式的范疇；再一類是反映關(guān)系的范疇.它表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的普遍聯(lián)系（規(guī)律性），即通常稱為辯證法范疇.唯物辯證法的范疇，既是認(rèn)識客觀世界的工具，又是改造客觀世界的指南；既是促進(jìn)人們認(rèn)識和掌握客觀事物發(fā)展規(guī)律的一種形式，又是人們認(rèn)識客觀世界的重要手段[7].人對邏輯中一部分范疇，如運(yùn)用存在、質(zhì)、量、度等范疇就先于人對它們的理解.不足一歲的幼兒就能肯定外界有什么東西——這就是作為表象形式“存在”范疇的應(yīng)用；兩歲以內(nèi)的小孩能區(qū)分“媽媽”和“阿姨”，可見他已能準(zhǔn)確地應(yīng)用“質(zhì)”這個(gè)范疇；很快地這小孩又知道媽媽只有一個(gè)，人有兩只手等，表明他已能用“量”這個(gè)范疇去識別事物；因?yàn)椤吧约骸笔菋寢尩奶烊怀叨龋?dāng)小孩認(rèn)識這個(gè)含義時(shí)，表明他已能運(yùn)用“度”這個(gè)范疇了[8].測繪學(xué)中的大地測量、水準(zhǔn)測量、地形測量、攝影測量、…地圖制圖、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等等，都屬測繪學(xué)的范疇.每一個(gè)范疇，都包含著存在、質(zhì)、量、度等基本范疇.例如，對某測區(qū)進(jìn)行航空攝影測量，存在人要對某測區(qū)進(jìn)行航空攝影測量的意圖和條件（飛機(jī)和航空攝影設(shè)備、具備航空攝影測量專業(yè)知識的技術(shù)人員、適于航空攝影的氣候條件等），不同的地物（居民地、道路、水系、土質(zhì)、植被等）因?qū)梢姽獾娜獾姆瓷渎实牟煌尸F(xiàn)不同的顏色，不同波長的色光使照相底片有不同的感光度，從而使不同空間位置同類地物或不同地物，可以通影像對比進(jìn)行判讀.這過程都涉及了存在、質(zhì)、量、度等基本范疇.所以測繪學(xué)中的范疇體系，既是我們認(rèn)識和掌握客觀事物發(fā)展規(guī)律的一種形式和成果，又是人們認(rèn)識客觀世界的重要手段.

4 與可視化相關(guān)的測繪規(guī)則和方法的產(chǎn)生與應(yīng)用表明人類具有獲取空間信息最大化的智慧.

1994年，泰勒教授提出的著名的地圖學(xué)概念圖解中，把可視化作為地圖學(xué)的核心.可視化在西方多稱為視覺化（Visualization），解釋為“不可直接覺察的某種事物的直觀表示.[9]”顯然，可視化突顯了人的主體地位.人的大腦中有150億個(gè)神經(jīng)元，其中75%以上服務(wù)于視覺，人的信息獲取78%是由視覺而來[10].人既能通過視覺獲取如此大比例的信息，這是把可視化作為地圖學(xué)核心的依據(jù)和邏輯基礎(chǔ).圍繞著可視化派生了一系列的制圖規(guī)則.為了地圖符號滿足可視化的要求，圖式規(guī)定了點(diǎn)大至少要0.15mm，最細(xì)的線為0.1mm，符號間的間隔不能小于0.2mm，這是圖解表示的閾值[11].地圖比例尺的產(chǎn)生，選取、舍棄、簡化、移位、合并、分割等制圖綜合（地圖概括）定義和規(guī)則，[12]各種不可見事物（地質(zhì)界線、地下礦產(chǎn)、歷史事件、未來的預(yù)測和規(guī)劃等）的地圖表示等，都是由可視化派生出來的方法和規(guī)則.由于點(diǎn)線符號構(gòu)成地圖的圖形，而面狀符號則是圖形的顯示背景，圖形和背景相對立而存在，它們在傳輸?shù)貓D信息中發(fā)揮著相輔相成的作用[13].這樣，如何設(shè)計(jì)各類地圖符號，如何有效地表現(xiàn)主題，最大限度地展現(xiàn)各種相關(guān)信息又滿足人的審美要求，這都需要充分發(fā)揮制圖者的智慧，所以地圖制圖是具有創(chuàng)新特點(diǎn)的腦力勞動(dòng)和人的本質(zhì)力量的體現(xiàn).

地理信息可視化的基本形式就是地圖，因此，地理空間數(shù)據(jù)的可視化在一定義意上，就可以看做數(shù)字時(shí)代的地圖學(xué).電子地圖是地理空間數(shù)據(jù)或稱數(shù)字地圖最主要的一種可視化形式，通常顯示在屏幕上.“動(dòng)態(tài)顯示”和可交互是電子地圖的重要特征.由于可視化具有引發(fā)“視覺—心象—形象思維—?jiǎng)?chuàng)新”的認(rèn)知過程，因而有助于知識發(fā)現(xiàn)；它也對數(shù)據(jù)挖掘提供有力的幫助.所謂數(shù)據(jù)挖掘（data mining）就是從海量的、不完整的、模糊的、有噪聲的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取隱含的、人們事先不知道的知識的方法.它是一門新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)學(xué)分支.可視化是一種視覺比較技術(shù)，它將不定性直觀地展示在用戶面前，這一特點(diǎn)使它用于空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢測具有特殊的功效[14].現(xiàn)代的可視化技術(shù)進(jìn)入了在動(dòng)態(tài)、時(shí)空變化、多維的可交互的地圖條件下探索視覺效果和提高視覺功能的階段.重點(diǎn)是將那些通常難設(shè)想和接近的環(huán)境與事物，以動(dòng)態(tài)直觀的方式表示出來.對于地圖學(xué)來說，空間信息可視化更重要的是一種空間認(rèn)知行為.可視化技術(shù)的研究和應(yīng)用，給地球科學(xué)研究帶來了根本性的變革，如加強(qiáng)了地學(xué)分析的直觀性，可直接觀察到海洋環(huán)境、地殼運(yùn)動(dòng)等地學(xué)過程.空間信息可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為地圖學(xué)新的生長點(diǎn)，對于拓寬地圖學(xué)領(lǐng)域和促進(jìn)地圖學(xué)理論與技術(shù)的進(jìn)步必將產(chǎn)生更深遠(yuǎn)的影響[15].可視化理論與技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用,都深刻地體現(xiàn)著人的本質(zhì)力量.

5 結(jié)論

科學(xué)是人類的創(chuàng)造.科學(xué)產(chǎn)生于人的動(dòng)機(jī)，它的目標(biāo)是人類的目標(biāo).因此，科學(xué)是人學(xué).

測繪學(xué)是地球科學(xué)的重要組成部分，它的人學(xué)性質(zhì)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：1.人是以理論的方式觀念地掌握世界和以實(shí)踐的方式實(shí)際地掌握世界的主體；2.主體對客體的建構(gòu)是主體觀念地掌握客體的方式；3.范疇的應(yīng)用表明主體掌握著揭示對象的客觀性質(zhì)的思維形式，測繪學(xué)中的范疇是人類認(rèn)識客觀世界的工具和掌握事物發(fā)展規(guī)律的形式；4.與可視化相關(guān)的測繪規(guī)則和方法的產(chǎn)生和應(yīng)用，表明人類具有最大化地獲取客體信息的智慧和力量. ■

[1]寧津生，陳俊勇，李德仁等.測繪學(xué)概論[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2004.

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[4]任沁沁.新華網(wǎng) 北京2014年9月27日電.

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[15]王家耀.信息時(shí)代的地圖學(xué)[J].測繪工程，2000，9（2）：1-5.

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The Humanology Nature of Geomatics and Its Embodiment

ZHONG Ye-xun1，2, HU Bao-qing1, WEI Qing-yuan2
(1. 1a, Key Laboratory of Beibu Gulf Environment Change and Resources Use, Ministry of Education. 1b, Guangxi Key Laboratory of Earth Surface Processes and Intelligent Simulation, Guangxi Teachers Education University, Nanning, Guangxi 530001; 2.Guangxi Regional Geographical Information Bureau of Surveying and Mapping, Nanning, Guangxi 530023)

Geomatics is an important part of geoscience. Its humanology nature is mainly embodied in four aspects: firstly, man is the subject to grasp the world ideally by means of theory and to grasp the world practically by means of practice. Secondly, the subject’s construction of the object is the means of the subject’s grasp the object ideally. Thirdly, the application of scope bespeaks the thinking form that the subject possess to reveal the nature of the object, and the scope in geomatics is the tool of man to understand the objective world and the form of man to grasp the developing law of the objective world. Fourthly, the invention and application of the rules and method related with visualization in surveying and mapping indicates that, man possess wisdom to get maximum information of the object world.

geomatics; humanology; idea; subject; object; scope; visualization

P20

A

1004-4671（2015）02-0147-04

2014-11-26

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41361022）；廣西科技開發(fā)項(xiàng)目（2014DD29090）；廣西北部灣重大基礎(chǔ)專項(xiàng)子課題（2012GXNSFEA053001）

鐘業(yè)勛（1939～），男，廣西測繪地理信息局，廣西師范學(xué)院教授，研究方向；地圖學(xué)理論。