一部20世纪的地图技术史
—《地图之后：20世纪的地图学、导航和领土转变》简介与简评
张佳静
《地图之后：20 世纪的地图学、导航和领土转变》（下文简称《地图之后》）是威廉·兰金（William Rankin）的著作，由芝加哥大学出版社于 2016 年出版。
本书作者兰金是耶鲁大学历史系的副教授，他的研究集中在科学与空间的关系上，空间从小规模的独立建筑物，延伸到大规模的国家、全球领域。他的研究兴趣囊括了多个学科，包括测绘学、环境科学与技术、建筑学与城市主义、数字学术的方法论、空间历史、地理分析（包括 GIS）等。除了拥有历史学家的身份外，兰金还是一位杰出的地图学家，他的地图作品在美国、欧洲和亚洲均有出版和展览。兰金目前正在撰写两本书，第一本书是 1960 年以来环境科学的空间史，主要探索图表类型知识和地图类型知识的变化关系；第二本书更偏向于方法论，关注测绘制图和视觉信息交流。
《地图之后》是一本介绍 20 世纪地图科学发展的专著。在 20 世纪的大部分时间里，政府使用地图来管理和捍卫自己的领土，地图也成为不可或缺之物。在两次世界大战期间，参战国生产出上亿幅地图。当时的地图学家和记者预测，“地图思维时代”即将到来。但是到了 20 世纪末，土地测绘、印刷发行等主要的地图测绘活动却逐渐地被电子导航系统取代了，地图不再享有以前的权威地位。在《地图之后》一书中，作者认为，尽管这种转变并没有使传统地图过时，却从根本上改变了我们获取地理知识的过程；人们从以前的上帝角度看地图，改变为身处地图之中。同样地，以前人们对地理真实性、主观性的关注，也被强调简单性、可靠性和便捷性的新观念所取代了。科学家的国际合作也因为战时动员和美国军方的全球影响力减少而逐渐削弱了。这本书向我们展示了地理视角的变化是如何在社会层面和政治层面影响领土性质的。
使用 GPS 而不是单幅地图来管理空间，已经改变了领土的意义和地理边界的地位—不仅仅是国家之间的边界，还包括陆地和水域的边界。因此，将领土仅仅视为边界分明的地理空间块已经不再有意义，因为这只是地图上绘制的领土。新形式的地理知识产生了新形式的领土类型。这种新的领土类型强调每一个点位，而不是大的连续区域；随着每个任务的不同，点状的领土可以重叠和移动。即使是在手机和汽车导航尺度上，人们的目标也是进行坐标导航，而不是鸟瞰世界。
1 内容简介
在《地图之后》里，作者通过介绍三个重要的国际项目来探讨人们地理视角变化对领土性质的影响。这三个项目涵盖了地图测绘的三个重要分支，其分别是：地图学、测绘学和导航。它们都在各自所处时代，试图将所有地理知识组织起来。
1.1 国际世界地图（International Map of the World）项目
第一章名为“表达的权威性：能表现全部国家的单一地图”，涉及的年代从 1891 年到 1939 年，主要介绍 IMW 的源起和发展历程。1891 年，彭克还是维也纳大学一名年轻的地形学教授，他最初提出这一设想时，是想要建立一个对比研究全球地形和地貌的方式，同时，地理学家们也需要一个展示地理信息的统一标准。简而言之，这一计划不仅仅是绘制地图，同时是研究地理。另外一些学者认为，绘制统一的标准地图，每一个人都会受益，因为你会看其中一幅地图后，你就学会了看其他所有地图。这个计划从开始就与国际科学合作密不可分。
在这一项目启动之初，各国的地图学家之间也有着众多的讨论和磨合。例如，关于制图标准和科学权威之间的关系，这一点可以从制图色彩的选择上看出来。在当时，这是一个重要问题。各国地图学家对于色彩的选择，有着不同的见解，作者在彩图中向读者提供了 1909 年和 1913 年的两个色彩标准，这两个标准是科学家们的争论在地图上的体现。另外一个大家非常关心的问题是，世界各国的地图该由谁来负责测量和绘制？这也是一个非常复杂的国际问题。基于当时的世界形势，以非洲为例，1913年的地图测绘任务基本被殖民国包揽，主要有法国、英国、德国、意大利、葡萄牙、比利时、西班牙。埃及尽管没有完全独立，但各大城市均拥有自己的制图机构，所以埃及的测绘工作没有被当时的统治国英国代劳。中国最开始对 IMW 计划不太热心，在 1911 年时告诉英国外交机构，“因为测绘机构没有完全建立”，所以是否参与还未决定。但当俄国和日本同时跳出来声称它们要负责测绘中国地图时，中国很快在每个省成立了地图测绘机构，1913年中国代表在巴黎郑重声明，本国的测绘机构将会负责绘制中国的 IMW 地图。
此阶段的 IMW 地图项目有不错的进展。在 20 世纪 20 年代，IMW 地图也成为一些地图的底图。因为政治原因，也有不少 IMW 地图以“临时图”的形式测绘和发行（有些未公开发行）。二战前夕的 IMW 地图，获得了不少赞誉。IMW 地图虽然强调科学性、权威性，试图在政治上保持中立，注重真实而准确地表达地理信息，但此时的 IMW 地图，单从机构组织上来说，几乎就是一个以欧美为中心的项目，它所想要表达的普遍性，其实也只是殖民时代后期的一种叙事。
第二章名为“地图即工具：全球主义、区域主义和世界性地图学的侵蚀”，涉及年代从 1940 年到 1965 年，主要介绍 IMW 地图项目在二战及战后的发展和衰落。此阶段的 IMW 项目可以说是成败均有。二战期间，这一计划基本被搁置；战后，它很快被地图学家们提起和推动，新的地区继续被测绘并补充在 IMW 地图上。在 20 世纪 80 年代中期该项目终止时，除了格陵兰、南极洲还在测绘外，地球上其他区域基本都出现在 IMW 地图上了。
但从 1960 年开始，对 IMW 的质疑声音越来越多。1986 年，联合国悄然终止了对 IMW 的资助，认为“该项目已经不再适合时宜了”。为什么一个项目在之前广受欢迎，在之后却招致批评呢？作者认为最直接的原因在于国际制图标准发生变化，IMW 地图却没有与时俱进。政治层面上，美国及其盟友的全球军事测绘，对 IMW 的权威性提出了挑战，联合国又希望 IMW 成为其经济发展援助的一部分，而不仅仅是一项测量项目。此时，IMW 项目前期各国秉持的国际精神逐渐被抛弃。
IMW 地图逐渐失去了人们的关注。人们不再强调地图的普遍性和统一性，专题地图开始兴起，当时的一些观点认为“成功的地图应该能完成特定的任务”，无论是飞行员、士兵还是地图专家，他们都有着各自的需求，IMW 地图无法满足这些使用者的要求。1960 年，在英国召开的国际地理大会上，参会专家达成共识，一致认为现代制图理念需要多样化的底图，底图不再限于 IMW 地图和ICAO 地图。
总而言之，从 IMW 地图计划的兴起和衰落，可以看出国际合作的局限性，也可以看出地图在国际关系中的地位，同时也能看出美国和联合国下属机构角色的转变。IMW 的历史揭示了地图的重要转变：从原先的统一性、普遍性走向区域性和目标性。
1.2 通用横轴墨卡托（Universal Transverse Mercator）系统
第二部分名为“地理坐标和新领土的测算”，主要介绍通用横向墨卡托（Universal Transverse Mercator，简称 UTM）系统。这是美国陆军在 20 世纪 40 年代末创建的一种基于网格的经纬度系统，这个系统为地球上的每一个点提供了一个非常容易使用的坐标，它的使用范围非常广泛，被认为是 20 世纪最成功的制图技术之一。作者仍然用两个章节来介绍 UTM 的历史发展、优缺点和影响。
第三章名为“枪支定位、记录土地，以及将地图与领土挂钩：地图坐标系的发明”，时间跨度从1914 年到 1939 年。本章中，作者以一战中法国士兵利用地图精准到达预定攻击地点的故事为开端，向我们介绍了地理网格坐标的实用性和重要性，并详细介绍了一战到二战前夕网格坐标的发展历史。一战前和一战时，广泛使用的坐标类型是法国的卡西尼系统，但这个系统有着自身的缺陷。在一战中，法国人设计了新的坐标类型—采用兰伯特投影解决了原先投影的问题。一战后，几个主要的参战国均设计了自己的军事坐标系统，这项坐标网格技术也成为一项巩固领土的工具。美国的民用坐标系统中，采用了两种投影：适用于展示东西向领土的兰伯特投影，适用于展示南北向领土的横轴墨卡托投影（又名高斯投影）。这一阶段，国际组织 IUGGb 组织了四个项目，均与坐标网格、领土相关，分别为：鲁西莱全球坐标系统、国际椭球、鲍伊的欧洲三角测量重测计划 d、塔蒂的非洲坐标系统 e，但在复杂的国际关系影响下，这几个项目中只有第二个取得了一定进展。但此时人们已经有了共识：坐标系统是一种用来管理领土的新方式。
第四章名为“无国界领土：全球网格系统和通用横轴墨卡托坐标系统”，讲述了 1940 年至1965 年 UTM 的发展历史。二战末期，美国陆军地图服务部（US Army Map Service）开始着手并设计了我们至今还在使用的全球坐标系统：通用横轴墨卡托系统，这个坐标系统不涉及国家边界，同时又能把整个地球表现在平面上；在这个平面上，地球上任何一个点都有着自己独特的坐标数据。
出现之初，UTM 的优势已经显现，作为一个坐标系统，它可以满足世界各地不同使用者的需 ，简而言之，它是一种全球性的系统。二战后的数十年里，美国通过巨大努力，逐步地将这个系求，简而言之，它是一种全球性的系统。二战后的数十年里，美国通过巨大努力，逐步地将这个系统推广到世界，试图使其成为一种全球通用的地图语言。1960 年以后，UTM 逐渐成为一种民用系统，比如用于中东国家的石油勘探。1980 年，中国也开始使用 UTM。近年来，考古学家、古生物学家、植物学家、动物学家、人口统计学家也青睐于使用 UTM。互联网和 GPS 技术的发展更是让 UTM 不可或缺，2006 年，UTM 成为谷歌地图和维基百科的标准坐标系统。
坐标系统和 UTM 的发展历程，从最开始的区域性使用，到国家性，再到全球性，呈现出不断扩展的全球化，也揭示出美国影响力的不断扩展，模糊了以前界限分明的国家空间和国际空间。
1.3 全球定位系统（Global Positioning System）
第三部分名为“电子导航和领土的点画法”，主要介绍全球定位系统（Global Positioning System），简称 GPS。最早的无线电导航技术诞生于 20 世纪初，在第二次世界大战期间和之后，人们设计了大量的导航系统。GPS 的设计始于 20 世纪 70 年代，直到 21 世纪初，它才成为我们今天所知的主要导航系统。
第五章名为“居住在坐标系之中：无线电导航和电子坐标系统”，时间跨度为 1920 年至 1964 年。作者图文并茂地介绍了 1944 年 10 月 30 日晚英国士兵使用的无线电导航装置，由此拉开了本章序幕。二战前的无线电导航系统，严重依赖于地面的导航站。二战期间，无线电导航技术迅猛发展，以前的旧系统得到改进，新的系统也不断出现，仅德国就出现过 25 种无线电导航系统。比较有名的如同盟国使用过的 Gee、Loran、Decca，德国的 beam-based navigation systema 等。因为覆盖面、精度、设备等不同，这些系统也各有千秋。
二战后，无线电导航技术不再限于军用，它的民用、商业价值被挖掘，广泛用于高精度大地测量、海面勘探、民用航空、渔猎业等活动，此时使用较多的系统有 DECCA、LORAN-A 等。无线电波可以跨越国家边界，所以无线电系统下的领土概念更加地模糊。
第六章名为“全球覆盖的政治：海军、NASA 和 GPS”，涉及时间从 1960 年至 2010 年。20 世纪 70 年代，GPS 系统被设计出来，很快以其精准性、便捷性、普遍性让使用者耳目一新。在 GPS之前，美国海军的 Omega 系统、Transit 系统均着眼于全球，Omega 成为国际化的民用系统，Transit一直被海军独享。NASA 也设计了自己的无线电导航系统，例如 OPLE。但这些系统均有不足。美国国防部试图规避以前系统的缺陷，设计了 GPS 系统，它集中了以前系统的优点，且具有前瞻性。尽管 GPS 系统在建立过程中遭遇过质疑和资金削减，但 1983 年 9 月苏联战机击落大韩民国航空客机导致 269 人意外丧生（其中包括一名美国国会议员）后，时任美国总统里根希望 GPS 系统能够发挥作用，避免类似的悲剧再度上演，GPS 系统的建设资金得到巩固，质疑声也减弱很多，它的使用也更加开放化和多任务化，此时的使用者主要以美国政府机构为主。
进入 20 世纪 90 年代，GPS 的商业用途不断被扩展，它的接收器体积却不断缩小和便捷化。GPS 与互联网结合后，更是变得无处不在，它不用参考以前的地图，不需要地名标志物，不需要以往的地理知识，它使得地图变得不再被需要。
1.4 结语：我口袋中的政治
作者将 IMW、UTM 和 GPS 的案例结合起来，向我们讲述了 20 世纪全球主义和地图科学的历史，也展示了地图的四个变化：从纸质地图到电子信号系统，从地图表现系统到网格坐标系统，从聚焦连续区域到空间中的点位，从注重地理事实到注重使用价值。同时，这三个项目的兴衰也揭示了从国际科学合作到美国军事技术的转变。
在书的最后，作者没有对 20 世纪的空间和权利关系给出确定的答案，而是开放性地提出了四个问题，以便读者展开思考。用四个问题作为书的结尾，也体现了作者对地图技术发展的深思。
四个问题分别是：（1）20 世纪晚期产生的新型空间技术和新的领土性质，如何改变了我们对国家的定义？（2）这些新的空间技术如何让地面上的权力关系发生转变？（3）这些新的技术，比如GPS 如何改变了我们的日常生活方式？（4）如果我们接受“全球和区域无法简单地一分为二”这个观点，那么 20 世纪的历史会有怎样的不同呢？
2 本书特色
这本书有着几个鲜明的特色，主要包括。
（1）尽量中立的历史学立场。尽管作者的学术背景非常多元化，但首先他是一位历史学者。作者查找了大量的档案，参阅了众多书籍，使用了多幅近代地图，用丰富的细节向我们展示这一段时期的历史。尽管 IMW、UTM 和 GPS 均是欧美国家主导和推动的项目，这段历史也主要发生在欧洲和美国，但作者并没有站在欧美中心论的立场上，而是尽量给其他地域一定的历史叙述。同时，作者认为，UTM、GPS 之所以能够被广泛使用，正是因为它们超越了任何单个国家的军事或外交策略。
（2）精美而设计独特的图表。作者是一位地图学家，精通现代地图制作技术，所以本书中出现了一些作者设计的地图或表格，用来一目了然地展示某段历史进程。例如在书的导言中，作者用图表展示了 20 世纪时国家主权在海洋和天空的空间延伸。同时，本书也收录了多幅近代地图，使得读者可以更加直观地去了解历史。
（3）关注技术的发明者，不仅仅是冰冷的技术本身。多位 20 世纪重要的地图学家、测量学家、导航技术专家等都出现在该书中。例如 UTM 的主要设计者 John O’Keefe，他是一位数学天文学家，曾就读于哈佛大学和芝加哥大学，二战期间在陆军中负责地图测算。之所以要对这些技术发明者、推动者进行介绍，是因为作者认为，这些技术专家和学者们的经历和背景，或多或少会影响到技术的设计和使用。
（4）作者的表述并没有完全停留在技术本身上，而是深思技术与社会的关系。对于技术是否有利、有害或者中立等问题，作者有着自己的见解。传统地图通过对地理事实进行抽象表达，给了人类一种超然视角，将纷杂的现实用清晰的线条和颜色表达出来，同时，传统地图也保留了它所处时代的自然特色和人文特色。但新兴的电子导航系统如 GPS 颠覆了这一切。正如本书书名所述，作者聚焦和思考“地图之后”的地图学发展。
当然，本书也有它的不足之处。第一，我们只能说这是一部地图技术史，但不能说它是 20 世纪的全球地图技术史。尽管作者涉及了苏联、中国的地图发展，但因为关注点、篇幅、语言、时间等原因，本书仍然聚焦于欧美，尤其是美国，作者对欧美以外的地图技术发展关注不够。第二，相比较科普类的地图学史著作，这本书的理论性、技术性比较强，对于毫无地图学背景的读者来说，可能读起来比较吃力。
如果你对近现代历史、地图科学发展史感兴趣，那么《地图之后》是一本不容错过的专业书籍。最后，引用作者的话，对本书做个概述：“狭义的说，《地图之后》将GPS等技术的发展置于空间知识的历史发展中，是一部20世纪地图科学的发展史。广义上，这本书通过将地理知识与领土政治、导航新方式联系起来，它也是一部地理空间发展变化的政治和文化史。
【作者简介】张佳静，博士，中国科学院大学人文学院副教授，研究领域为地图学史，近现代科技史。
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