本节书摘来自异步社区《Python地理空间分析指南(第2版)》一书中的第1章,第1.2节,作者: 【美】Joel Lawhead(莱哈德) 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
1.2 地理空间分析的历史
地理空间分析的历史可以追溯到15000多年前的法国西南部的拉思科山洞。在山洞中发现了旧石器时代人们日常狩猎的壁画,许多专家认为画中的宗教仪式和动物图案与天文星座有密切的联系。虽然这些画很粗糙,但是仍然证明了古人尝试将生活中的某些事物抽象建模并与时空特性相联系。图1-2展示了壁画中描述的星空图。
几个世纪以来,制图和地理测绘技术不断发展,但是直到19世纪地理空间分析技术才有了显著的进步。1830~1860年欧洲爆发了严重的霍乱疫情,这导致巴黎和伦敦的地理学家将地理空间分析技术应用在了流行病学研究上。
1832年,Charles Picquet在地图上使用不同的灰白色阴影表示巴黎48个街区每千人中的死亡人数,它被当作霍乱疫情报告的一部分。1854年,John Snow改进了上述方法,将其用于跟踪伦敦爆发的霍乱疫情。每次在城市地图上添加一个点时,说明一例感染病例被确诊了。这样他就可以分析霍乱感染病例的分布。John Snow跟踪定位了产生疫情的单个水井,并进一步防止了疫情蔓延。图1-3展示了街道的三层结构,每个X代表一口水井,每个点代表霍乱爆发的位置。
地理空间分析技术不仅用于和病毒做斗争。几个世纪以来,将军和历史学家都会利用地图分析战争态势。法国退休工程师Charles Minard于1850~1870年绘制了一批有史以来最先进的信息地图。地图带有非常强的地域特征,所以看上去很普通。但是就算是以今日的标准来看,这些地图不论从质量还是细节上来讲,仍然是非常经典的作品。图1-4所示的拿破仑东征图,1869年由法国工程师Charles Joseph Minard绘制,描述了1812年拿破仑东征俄罗斯战败的过程。
地图上根据日期标识了不同气象环境下军队的位置和数量。下面的图表主题包含4种不同的序列信息,堪称使用纸笔进行地理空间分析的经典案例。其中棕色和黑色代表士兵数量,比例尺为1毫米宽度代表10000人,数字沿幅写入。棕色部分表示进攻俄罗斯的士兵人数,黑色部分代表撤退士兵人数。地图上中心区域长度和法甲联赛场地大致相同(2.75英里或者4.4公里)。底部的图表记录了战争失败后士兵从俄罗斯返回过程中经历的严寒天气。
早在20世纪初,印刷术的普及催生了地理空间分析的一个关键特性,由此图层概念诞生了。制图人员将地图元素(植被、道路和等高线)分别绘制在不同的玻璃板上,然后把这些玻璃板堆叠在一起拍照并打印成一张图片。如果制图过程发生了错误,只需要修改某个出错的玻璃盘片而不是整个地图。后来,塑料片材的出现使得用这种制图方式创建、编辑和存储地图更便捷。但是直到现代计算机时代图层概念才逐渐发挥重大影响。