空間資訊:地理空間的協力探索

 
2007/08/07 莊庭瑞 | 中央研究院資訊科學研究所
鄧東波 | 中央研究院資訊科學研究所
黃韋菁 | 中央研究院資訊科學研究所
咖啡館一角的面板顯示顧客或其他人傳來的簡訊(圖片來源:http://www.wiffiti.com) 某場聚會使用「網路公民會堂」軟體集會的場景(圖片來源:http://clients.stamen.com/talks/where-talk/) 結合Google Map和craigslist的房屋租售地圖(圖片來源:http://www.platial.com)
  • 咖啡館一角的面板顯示顧客或其他人傳來的簡訊(圖片來源:http://www.wiffiti.com)
  • 某場聚會使用「網路公民會堂」軟體集會的場景(圖片來源:http://clients.stamen.com/talks/where-talk/)
  • 結合Google Map和craigslist的房屋租售地圖(圖片來源:http://www.platial.com)
 
當「地理空間資訊」(geospatial information)遇見了「全球資訊網」(world wide web, WWW),會發生什麼樣的變化?眾人經由全球資訊網的協助,對地理空間進行協力探索,共同蒐集、創造與分享地理空間相關資訊的現象日漸普遍。現在,這種現象也擁有它自己的名字-「地理空間的協力探索」(collaborative geospatial mapping)。讓我們用實際的例子,來說明這兩個看似無關的領域最新的結合所產生的結果,和它們未來發展的樣貌。

網際網路的你我他

你!是的,就是你!「你」(You)-或者是說「你們」—是美國《時代》雜誌在2006年12月選出的年度風雲人物。《時代》雜誌眼中的你(們),其實就是使用全球資訊網的你我他。藉著網際網路的資訊工具和人際網絡的社會效應,各種個人的創作,無論是無名小站上的無厘頭動畫、Flickr上的個人照片、YouTube上的自家影片、甚至是以電子郵件流傳的笑話,都成為這一兩年來最獲得風采的話題。

「使用者創新」向來是網際網路技術精進的主要推手,現在「使用者創作」更是全球資訊網上眾多資訊服務的基礎。全球資訊網上最被人津津樂道的使用者創新,可以說是部落格(blog)和維基(wiki)了。部落格被人們用來在網頁上發布個人的記事,因此又被稱作網誌,它也有處理讀者訂閱和迴響的功能。維基則是方便很多人在線上編寫多份彼此相連結的文件,而且有修訂紀錄和版本比對的功能。

這兩項個人與群體出版的創新,引發了大規模、自發性的內容生產現象,而且生產這些內容的,不是別人,而是眾多的網路使用者。同時,網路使用者的創作很多是以集體的方式進行的,例如Linux作業系統核心程式碼的協力開發,便是一個有名的例子。另外目前網路使用者最著名的創作,非「維基百科全書」(Wikipedia)莫屬,它就是一份眾人共同編寫的線上百科全書。

一群人因為具有共同的興趣或目的,以眾人合作為基礎,藉由資訊工具及網路服務,完成眾人共享的成果,除了以上說到的Linux作業系統與維基百科全書外,還有許多例子。

例如麻省理工學院的開放式課程內容計畫,提供該校授課的內容給眾人使用,以及翻譯成各國的語言。網路書籤分享網站del.icio.us讓個人使用的網頁書籤(bookmark),可以彙集使用,而且藉著同儕間互通有無的方式,讓消息更暢通。slashdot.org和digg.com這兩個線上新聞的彙集網站,也是依靠使用者的推薦、評論、投票等集體力量,篩選出重要或有趣的報導。

地理空間資訊是新媒材

地理空間資訊像是貼身的素材和原料,經由眾人的提供和使用,現在也已經廣泛地融入全球資訊網的使用環境中。在一些情境下,地理空間資訊更像是「媒材」(media),透過它來傳遞社會的脈動。實體的地理空間,在現代社會中常常以數位化、同步或非同步的方式呈現在遠端。這些數位化的地理空間就好像是一面鏡子,映射實體空間的我們供自己審視,而成為行動的觸媒。以下是兩個有名的例子。

隔空塗鴉 隔空塗鴉(Wiffiti)是由一家名字是絡卡莫達(LocaModa)的公司所發展出來的技術,它把簡訊傳送到像是咖啡館的公眾場所中,顯示在液晶顯示幕或單槍投影顯示幕的電子告示板上。這一個電子告示板也以網頁的形式,呈現在全球資訊網上。

一方面,隔空塗鴉把原本是兩方之間私密的簡訊,轉化為對不特定人的場所塗鴉(graffiti)。在另外一方面,它又把眾人塗鴉的過程投射到網路空間,讓眾人觀看與參與。也就是說,人們可以從遠端傳送簡訊到特定的公眾場所,再投射到網路空間。隔空塗鴉的方式,可以說在實體與網路空間之間媒介了眾人的獨語和對話。

前進組織 「前進組織」(MoveOn.org)這個宣稱自己是「在行動中的民主」(Democracy in Action)的組織,是美國的一個民間團體。他們擅長策劃各種分散在各地的大規模聚會活動,活動議題包括政治、民權或環保議題等相關主張。前進組織請思達門(Stamen)設計公司,幫他們設計了一套結合地理空間資訊與全球資訊網技術,又稱作「網路公民會堂」的線上聚會軟體。

這一套軟體使用全球資訊網上的互動式地圖,可以讓分散各地的眾多團體,以很方便的方式同時集會和討論。各地的團體也可以聽到主場地的演說,且可以用文字訊息的方式提問,並就議題進行投票。互動式地圖也可以呈現各地的聚會人數及投票結果。「網路公民會堂」的設計讓參與的個人或團體,即使是分散在各地,仍然有強烈的歸屬感和參與感。

這些例子正好說明,透過地理空間資訊與全球資訊網的結合,可以促進人我之間的互動,以及社會的集體參與。這也彰顯了地理空間資訊在蒐集、處理與呈現上的重要性。

平民化的地理資訊系統

隨著資訊技術的快速變革,源源不斷的地理空間資訊也被各類儀器所量測及處理。從1960年代起,為了因應自然資源管理的大量需求,加拿大的地理學家湯姆林森(Roger F. Tomlinson)開始著力於把原是紙本的地圖轉化為數值型態的檔案,以便使用計算機來分析處理,這可以說是地理資訊系統(geographic information system, GIS)的濫觴。

隨著個人電腦的普及和對地理空間分析的需求,地理資訊系統已經擴散到各個領域,成為許多領域中用來分析與地理空間相關事物的工具。例如地質學家拿它來記錄地層、斷層和分析地震,以了解地震影響住民的範圍;犯罪學家拿它來分析犯罪資料的地域關係,以便追查罪犯及防治犯罪;政治學家拿它來分析選民的地區結構,以調整選戰策略;通路商用它來管理宅配服務的車隊,以降低成本。

全球資訊網的發展更是活化了地理空間資訊的使用。一方面提升了相關資訊整合的可能,創造出更多的應用。另一方面擴大了公眾參與的管道,結合了眾人的創新與創作。

在過去,一般認為地理資訊系統不但是昂貴的專業軟體,而且需要受過地理、製圖等專門學科的訓練,才有辦法操作這些複雜的資訊系統,來處理特定的地理空間資訊。然而,你我一般日常生活所需要的資訊,像是商家地址、郵遞區號、街道方向,新聞事件的地點、風景照片、甚至是無線網路的連接點位置等,也都是地理空間資訊系統所涵蓋的服務內容。以Google Map、UrMap等線上地圖來說,你可以在你電腦上的網頁瀏覽器,也就是眾人所熟悉的資訊使用環境上,搭配以往不容易取得的衛星影像及街道圖,進行整合處理來呈現眾人所需的生活資訊。

經由個人參與或群體協力的方式,把眾人所需的生活資訊標記在這些線上地圖上共同使用,正是新近的趨勢。而這些「混搭」(mashup)的創新使用方式,不用說也是來自使用者本身。

雷得瑪切(Paul Rademacher)在2005年4月結合當時才剛上線的Google Map,和以網頁形式顯示的社區告示板上的房屋租售資訊的craigslist,製作了一個房屋租售地圖的網站。這一個網站的網址是www.housingmaps.com,你只要透過網頁瀏覽器的圖形介面,就可以按地理位置很容易地查詢各地的房屋租售資訊,這一個網站因而獲得眾人好評。而當時他製作這個網站的原因,只是因為他剛從學校畢業,在外地找到了工作,需要一個更便利的方式來找房子!

同樣使用Google Map當做底層的線上地圖服務,還有platial.com這個網站。這個網站讓個人可以很方便地在地圖上標記生活資訊,並分享給別人。它也允許很多人就相同的主題,共同標記一份地圖來一起使用。藉由全球資訊網的便利性,各類的地理空間資訊得以彙集,並散布給眾人使用。

不過即使是www.housingmaps.com或platial.com這類集結眾人資訊的線上地圖網站,眾人所提供的仍僅是片段的生活資訊,只是其中部分與地理空間相關,如商家資訊附有地址,或是景觀點照片含有經緯度。至於衛星影像、行政區域界線圖、街道圖等底圖,仍然是由官方機構或商業地圖公司所提供。

協力勘測、成果共享

目前最令人興奮的新發展,不外乎是結合全球資訊網的資訊技術及地理空間的記錄技術,進行以個人或群體為主角的大規模地理空間的協力探索,也就是以眾人的力量建構地理空間資訊網的基礎。全球資訊網提供了便利的儲存、傳輸、檢索的共通資訊環境,讓個人所產出的內容,無論是文件、影像、聲音、或是其他媒材的創作,可以很容易地和他人共享使用。而個人使用的數位用品,例如數位相機、筆記型電腦、行動電話等,更是可以隨時隨地用來記錄每個人周遭的地理景觀或空間資訊。

結合了這兩項技術發展,個人只要提供區域性地理空間資訊,彙集起來就成為眾人可以共享的全域性地理空間資訊。這也就好像眾人共同編寫的維基百科全書一樣,每個人所貢獻的個別詞條解說或許簡陋狹隘,但是眾人的產出經過彙集編輯後,卻可以涵括大部分的知識範疇。

個人所使用的數位相機及手持的衛星定位裝置(global position system, GPS)所能記錄的景象與位址,雖然不能和專業的衛星影像或航照圖相比,但是眾人所產出的紛雜空間資訊,經過適當的整理與分析,它的結果可能更可觀。因為這些原始資料原本就是來自眾人個別的關注,整理後的整體資訊也往往更貼近眾人的需要。以下介紹兩項非常有意思的計畫,都是以眾人參與的方式協力探索周遭的地理空間。

經緯度整點交會計畫 「經緯度整點交會計畫」(Degree Confluence Project)是由美國人賈瑞(Alex Jarrett)在1996年2月所發起的,計畫的網址是www.confluence.org。計畫的目的在於以眾人的力量,分別實地造訪地球每一個整數點的經度和整數點的緯度的交會處,例如位在南投縣的中興新村附近的24、121,並且拍攝該處的景象。這些照片及到達該交會點過程的敘述,由眾人上傳並留存在該計畫的網址上。

這項計畫的另一個目的在於記錄這些交會點的景觀變化,也就是說眾人可以在不同時間造訪同一個交會點。扣掉遠洋海面和地球兩極,地球上約有11,287個整點的經緯度交會點。自賈雷在1996年2月進行第1次交會點探索,探訪位在美國新罕布夏州內的43、72以後,到2007年1月的11年當中,地球上已經有5,353個交會點被成功地勘查,並且記錄在該網站上,累計也已經有9,321人參與了這一項計畫。

開放的街道圖 「開放的街道圖」(OpenStreetMap)是另一項協力地理空間探索的計畫,網址位在www.openstreetmap.org,目的在於提供可以供眾人自由使用的地理資料與地圖。該計畫發起的緣由在於一般的街道圖或其他種類地圖,其實常有法律或技術上的諸多限制,公眾在複製或改作使用上並不方便。該計畫號召藉由實地造訪的GPS軌跡紀錄,以眾人的力量把城市內的街道路網,甚至是城市間的公路網絡,用個人電腦上的特定程式彙整後,描繪成路網圖供大眾自由使用。

這一項工作原本由英國人寇斯(Steve Coast)在倫敦發起,現在已經成立基金會來推廣這一項工作。目前該計畫的成員來自世界各地,以在地活動的方式,號召當地人勘測自己家園的街道路網,獲得相當多的迴響。

另外,值得一提的是「開放的街道圖」網站上的圖文資料,在註明出處、再次分享的條件下,授權給公眾自由複製、散布、改作的權利,這就是所謂的公眾授權方式。同樣地,彙集資料與繪製地圖的程式碼,也允許任何人自由地使用、修改及再散布。這些眾人所創作的圖文與程式,在著作使用權利上的事先安排,其實是非常重要的。

這種公共授權的方式,一方面讓參與者了解他們苦心探索結果將為眾人所使用,而不是落入特定人的掌控中,例如是網站經營者的掌握,而有增進參與動機的效應。另一方面,公共授權的方式讓使用者了解,這些成果可以自由使用,而不用再請求原創作者或該網站的許可,而有推廣眾人成果的效益。

全球的地理空間資訊網

網際網路連結了眾人的電腦,也提供了眾人一個創新的環境。網路使用者因為各自的需要,發展出各種新工具及新服務,而且因為網際網路中立連通的性質,使用者的創新可以很快地擴散到整個網路。架構在網際網路上的全球資訊網,便是最好的例子。

伯納斯-李爵士(Sir Timothy John Berners-Lee)在1990年創造出全球資訊網的動機,只是想透過超連結的方式,讓物理學家可以更方便地流通彼此的檔案。不過,網際網路上可以相互連結文件的便利性,很快地便獲得眾人的愛好。一個互連的全球資訊網於是悄然誕生,快速成長。

地理空間是眾人生活的環境,這個實體環境也是相互連通的。而眾人對地理空間的探索與經驗,向來也是協力進行相互分享,這與網際網路的精神一致。以上的許多例子說明了地理空間資訊與全球資訊網技術,兩者結合後的創新應用。兩者再進一步的緊密結合,有人稱它是「全球的地理空間資訊網」(geospatial web),意指在全球資訊網上呈現地理空間中的各種資訊,為眾人自由使用,並且可被程式自動處理與應用。

這樣的願景還需要多少努力才能達成呢?諸如地理知識的系統化、空間事實的描述與交換的格式、地理資訊處理與呈現技術的開發、眾人參與機制的設計、資訊整合與共用的規範等,都是眾人須面對的挑戰,而這些挑戰就要靠全球資訊網的使用者創新精神來面對了!
 
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