Зарубежная историография о проблемах и перспективах применения геоинформационных систем в исторических исследованиях

Применение ГИС-технологий – перспективное направление в исторических исследованиях. Но их использование сопровождается немалыми трудностями, связанными как с техническими особенностями, так и со спецификой исторических исследований. Сегодняшний уровень применения геоинформационных технологий, с одной стороны, позволяет подвести некоторые итоги в этом плане, с другой – дает возможность выявить основные проблемы и перспективы их внедрения в творческую лабораторию историка. Отражению именно этих моментов в зарубежной историографии и посвящена настоящая статья.

Исторические ГИС по техническим параметрам отличаются от других ГИС только спецификой исторических источников, разнообразием их структуры и видов. Исторические ГИС содержат информацию различных источников, которая проходит обработку и преобразование, прежде чем будет включена в геоинформационную систему [ Knowles , 2000].

На сегодняшний день можно говорить об определенных традициях применения ГИС в исторических исследованиях. Отмечая этот факт, известный нидерландский историк и архивист П.Доорн подчеркивает, что «…взрыв в этой области наблюдается с начала XXI в.» [ Doorn , 2005]. По словам Н.Шурмана, до конца 1990-х гг. ГИС использовались как само собой разумеющийся инструмент, отмечались их достоинства, преимущества, и лишь к 2000-м гг. началось переосмысление их возможностей и границ, появилось критическое отношение к ним [ Schuurman , 2000, р. 569– 590]. Это связано с тем, что в 1990-е гг. исследователи работали с ГИС как с абсолютно новым инструментом исторических исследований, постигали их премудрости методом проб и ошибок. Когда же был наработан определенный опыт, стали появляться теоретические работы, посвященные проблемам использования ГИС.

Профессор географии Портсмутского университета Я. Грегори предложил классификацию проблем, возникающих в ходе создания и работы с ГИС, объединив их в четыре группы:

• –    проблемы с моделью данных ГИС;

• –    проблемы с самими данными;

• –    проблемы с академической парадигмой;

  – практические задачи.

Первая группа проблем связана с тем, что пространственные данные в ГИС могут быть представлены в ограниченном виде: точки, линии, полигоны. Но некоторые данные не соответствуют этим типам графических изображений. Таким образом, ГИС можно использовать не для всех данных.

Проблемы данных связаны с представлением о картах как историческом источнике. Созданные ранее XIX в. карты зачастую могут быть неточными, выполненными с математическими по-

грешностями. Разные масштабы исходных карт вызывают дополнительные сложности в работе над ГИС: такие карты сложно соотнести друг с другом и в дальнейшем анализировать – все это существенно прибавляет исследователю технической работы [ Siebert , 2004, р. 537–574; DeBats, Gregory , 2011, р. 455–463; Boonstra, Breure , Doorn , 2004, р. 17]. К уже существующим ошибкам добавляются ошибки при создании ГИС: сканировании, оцифровке, привязке данных. Много времени занимает и сам поиск нужной карты-основы, без которой невозможно создать ГИС [ Diamond, Bodenhamer , 2001, р. 25–44].

Неточность, обрывочность сведений исторических источников вызывают затруднения в работе с историческими ГИС, и отсюда неприятие их многими историками [ Boonstra, Breure, Doom , 2004, р. 17; Bodenhamer , 2008, р. 227–228; Doorn , 2005, р. 40–43]. Проблема данных возникает еще и потому, что лишь часть их доступна сегодня в цифровом виде, хотя работа по оцифровке источников ведется активно: в качестве примера можно привести проекты Персей [The Perseus Catalog] и Дунхуаг [International Dunhuag project (IDP)], выполненные в рамках Electronic Cultural Atlas Initiative (Электронный атлас культурной инициативы) и др. Сам Атлас создан в Калифорнийском университете в 1997 г., чтобы содействовать международным усилиям по преобразованию гуманитарного образования за счет использования цифровой среды для обмена данными с учетом пространственно-временной привязки [ Buckland, Lancaster , 2004]. Интеграция источников в ГИС может вызывать трудности, связанные с преобразованием некартографической информации в картографическую при наложении данных на карту-основу [ Seguy, Bernigaud, Bringe, Tzortzis , 2012, р. 107–122]. И если сейчас проблема совместимости форматов практически не возникает, то первоначально стандартам совместимости придавалось второстепенное значение [ Alkhoven , 2005, р. 7–11]. Кроме того, сложность представляет несовпадение хронологических периодов картографических и некартографических источников. В таких случаях исследователю приходится самостоятельно, исходя из имеющихся источников, выбирать хронологический охват и временные промежутки, относительно которых есть возможность и необходимость представить анализ данных [ Gregory, Schwartz , 2009, р. 143–162].

При создании ГИС возникают вопросы, вызванные разницей в названиях объектов. Это связано с тем, что исторические ГИС интегрируют информацию из различных источников: статистических, делопроизводственных, периодической печати и т.д., поэтому написание топонимов может значительно варьироваться. В таких случаях, как правило, исследователи отдают приоритет географическим справочникам (gazetteer), позволяющим установить точные названия [ Gregory, Southhall , 2002, р. 117–129; Lancaster , Bodenhamer , 2002, р. 163–177; Siebert , 2000, р. 537–574]. Отечественные исследователи разрабатывают специальные системы для подобных исследовательских задач как вспомогательных средств для ГИС. Типичным примером является ГИС «Электронный каталог населенных мест Карелии XV–XXI вв.», созданная в Петрозаводском государственном университете [ Жуков, Лялля , 2010, с. 8; Шредерс, Лялля , 2012, с. 72–79].

Поскольку исторические исследования охватывают длительные промежутки времени, в которые происходят социально-экономические, политические, культурные изменения, влекущие за собой в том числе изменения административно-территориальные, в любом историческом исследовании в первую очередь необходимо определиться с границами. При разработке ГИС это диктует выполнение дополнительной работы, связанной с их реконструкцией. Даже если исследователь обладает огромным количеством данных, он не может их сравнивать, если границы территории не будут установлены. Профессор географии Миддлберийского колледжа А.К. Ноулз отмечает, что без использования точных и правильных границ невозможно рассчитать пространственные измерения [ Gregory, Kemp, Mostern , 2003, р.7–9]. Я. Грегори неоднократно замечает, что, хотя результаты переписей давно и подробно изучены, их сравнение затруднительно как раз в силу разницы в границах территориальных единиц [ Gregory , 2002, р. 161–178; Beveridge , 2002, р. 65–77].

Точность границ является ключевым моментом и существенным образом влияет на правильность выводов. И с этими доводами исследователей трудно не согласиться, поскольку именно разница в административно-территориальном устройстве зачастую ограничивает хронологические и/или территориальные рамки исследования. Отсюда направленность первых ГИС-проектов, посвященных реконструкции административно-территориальной структуры (Нидерландская, Бельгийская, Британская национальные исторические ГИС).

Проблемы академической парадигмы связаны с тем, что геоинформационные технологии первоначально утвердились в науках о Земле. Для историка это новый инструмент и новые возможности, которые дополняют традиционные идеи и методы. В 1990-е гг. с появлением удобных и относительно недорогих техники и программного обеспечения ГИС стали устоявшейся частью географии. Их распространение и развитие и сегодня находятся под влиянием наук о Земле, в рамках которых они и возникли [Gregory, Kemp, Mostern, 2003, р. 7–9]. А.К. Ноулз замечает, что одна из причин неприятия ГИС историками – это эпистемологический разрыв между историей и географией [Knowles, 2008, р. 4]. Однако по некоторым позициям история и география являются достаточно близкими науками, что не может не усилить их взаимодействие в эпоху междисциплинарных исследований. Использование ГИС в исторических изысканиях строится на принципе взаимодействия истории, информатики, географии, каждая из которых со своей стороны способна обогатить историческое исследование [Владимиров, 2005а, с. 55–71; Владимиров, 2005б, с. 77–82].

Многие историки до сих пор не воспринимают преимущества, которыми обладают ГИС. Между тем геоинформационные технологии во многом базируются на сотрудничестве специалистов различных областей, интеграции источников и методов разных наук, что в среде историков не всегда воспринимается однозначно. ГИС, таким образом, выступают как двигатель на пути к сближению различных областей наук. С распространением в исторической науке компьютерных технологий они выходят на новый уровень, хотя историческое компьютерное картографирование во многом сохраняет черты традиционного исторического картографирования [ DeBats, Gregory , 2011, р. 455–463; Bodenhamer , 2008, р. 222].

Реальная ситуация в зарубежной историографии показывает, что многие исследователи в области исторических ГИС – это профессиональные географы (Я.Грегори, М. Гудчайлд, А. К. Ноулз и др.), что в очередной раз подчеркивает взаимосвязь этих наук и возможность взаимодополнения. В отечественной науке исторические ГИС часто создаются самими историками, которым приходится с нуля постигать не только программное обеспечение, но и многие нюансы картографического исследования, что определяет специфику исследовательских ГИС.

Пожалуй, одной из наиболее очевидных является проблема практических задач, связанная с тем, что ГИС – это дорогостоящий и трудоемкий инструмент. Едва ли не самое времяемкое в работе с ГИС – преобразование данных в цифровую форму. Поскольку создание исторической базы данных – это чаще всего не перенос информации одного источника, а интеграция разных по видам информации, ее структуре и содержанию, а также хронологическому охвату источников, эта работа занимает бóльшую часть исследования. Многие исследователи не принимают геоинформационные технологии из-за сложностей, которые могут возникнуть в ходе работы с ними. Эта проблема решаема за счет привлечения технических экспертов, что особенно характерно для крупных проектов [ Gregory, Healey , 2007, р. 638–653; Bodenhamer , 2008, р. 228].

В 1990-х – начале 2000-х гг. исследователи говорили еще об одной проблеме – дорогостоящем программном обеспечении [ Baten , 1994, р. 146–155]. Сегодня это в прошлом, ГИС-программы стали более доступными. Однако нельзя не признать, что исследования с привлечением ГИС (достаточно мощные компьютеры, недешевое программное обеспечение, высочайшая трудоемкость и огромные затраты времени, высокая оплата технических специалистов) – занятие не для бедных.

Ключевой проблемой, о которой заговорили к 2000-м гг., стала проблема отражения времени в ГИС. Геоинформационные системы хорошо подходят для пространственного анализа и визуализации, но вызывают трудности при работе с временны_́ ми данными. Проследить динамику пространства и времени одновременно в ГИС невозможно, хотя способов работы с временной компонентой в ГИС – несколько: создание временн о й базы данных, представление времени в качестве атрибута или временнáя визуализация [ Lancaster, Bodenhamer , 2002, р. 174; Nadi, Delavar ].

Я. Грегори предлагает решать проблему времени путем представления его как атрибута. Есть несколько вариантов соотнесения атрибутов и времени в ГИС, в частности, срез – оцифровка границ на ключевую дату, создание пространственно-временной структуры, выделение особенностей, отмеченных на конкретную дату. Если в исследовании время играет важную роль, то различные слои могут быть использованы для представления ситуации на ключевые даты. Например, информация о границах проекта NL-KAART хранится в виде файла с названием и датой изменений [Gregory, 2002, р. 169–172; Ott, Swiaczny, 1998, р. 37–49]. Именно вариант хранения информации о границах на конкретную дату в отдельном слое на сегодняшний день представляется наиболее оптимальным решением проблемы времени в ГИС. В случае необходимости можно выбрать нужную дату и отобразить границы в выбранный период времени. Но такой подход является ограниченным: он может быть применен лишь к небольшому промежутку времени, при нем невозможно предусмотреть изменения, происходившие между датами, не выбранными в качестве ключевых [Gregory, 2002, р. 166–167].

Попыткой решения проблемы времени в ГИС стала разработка специального программного обеспечения TimeMap, созданного на базе университета Сиднея. Проект начал реализовываться в археологической компьютерной лаборатории университета с 1996 г. для карт, имеющих временной диапазон. Авторы ТimeМap стремились создать четкие методы обработки временных данных в ГИС. Проект вырос из использования ГИС в археологии, но уже имеет более широкое применение . TimeMap выполняет функцию отбора объектов, которые попадают в заданный диапазон. Для программы разработан веб-интерфейс поиска, который может быть адаптирован к различным приложениям. Область поиска определяется перемещением рамки на интерактивной карте, время выбирается с помощью шкалы. Объединение функций визуализации и анализа времени дает новые возможности. TimeMap может фильтровать огромные наборы данных и искать только необходимые атрибуты. Проект используется в ГИС для разработки методологических подходов к записи данных во времени и пространстве [ Johnson , 2001]. По обычным картам нельзя проследить динамику, можно отобразить только один момент времени, TimeMap же позволяет отобразить время с поддержанием карты [ Wilson , 2001, р. 45–70]. Так потенциал ГИС значительно расширяется за счет использования поддержки времени с помощью специального программного обеспечения.

И все же, несмотря на некоторые слабые стороны ГИС, проявляющиеся в практике исторических исследований, интерес к ним со стороны профессиональных историков не ослабевает, а, напротив, все более усиливается, множится число направлений, в которые специалисты пытаются включить ГИС. Являясь средством интеграции различных наук, геоинформационные технологии предлагают для истории беспрецедентный набор инструментов визуализации исторической информации в географическом контексте, интегрируя материал различных по структуре и содержанию источников [ Knowles, Hillier , 2008, р. XIV]. Вместе с тем М. Гудчайлд и ряд других исследователей отмечают, что ГИС – это инструмент не только и не столько для производства карт, сколько для всестороннего анализа пространственных реалий [ Goodchild , 2008, р. 182]. Но и здесь ГИС не являются универсальным средством: возможности их ограниченны. Геоинформационные системы представляют своеобразный аналитический отчет, и историки, уже опираясь на историографический контекст, должны интерпретировать полученные в ходе ГИС-анализа данные [ Gregory , 2008, р. 126–127]. Вместе с тем, используя ГИС, историк расширяет границы исследования и свои исследовательские задачи, что способствует продвижению новых идей как в рамках отдельно взятого исследования, так и в исторической науке в целом.

Так как ГИС требуют огромных усилий и вложений, А.К. Ноулз выделяет основные и универсальные принципы их создания: во-первых, не использовать ГИС-технологии для однократного выполнения задач; во-вторых, использовать ГИС только по отношению к тем данным, которые могут быть представлены в виде точки, линии, полигона. Исследователь также отмечает, что ГИС отлично подходят для анализа больших групп населения, демографических данных [ Knowles , 2000, р. 463]. С этими положениями можно согласиться, имея в виду крупные исторические ГИС-проекты, направленные на рассмотрение сразу многих аспектов развития. Отдельные же ГИС могут создаваться для решения небольших задач. Их характеризует бóльшая простота в структуре и, соответственно, в создании базы данных таких ГИС. Отечественные исследователи отмечают, что создание ГИС сразу для нескольких аспектов развития положительно сказывается на результатах работы, позволяет анализировать взаимосвязь этих процессов [ Канищев, Кончаков , 2010, с. 28–31].

Я. Грегори, К. Кемп и Р. Мостерн выделяют преимущества ГИС, отмечая, что они предусматривают новые подходы к выявлению и управлению историческими источниками через пространство, создают новую среду для публикации исторических данных и предлагают новые аналитические методы [ Gregory, Kemp, Mostern , 2003, р. 8]. В настоящее время все большее количество архивов и библиотек оцифровывают свои фонды: Британская библиотека, Национальная библиотека Китая, на базе которых реализованы проекты IDP и Персей, речь о которых шла ранее, и др. Все это способствует росту доступности цифровых исторических ресурсов [ Boonstra, Breure, Doorn , 2004]. Геоинформационные технологии имеют большой потенциал, однако необходимо учесть очень много нюансов, прежде чем они станут настольным рабочим инструментом историка.

ГИС-технологии стимулируют интерес к подчас давно забытым картам, позволяют использовать не только количественные источники, но и качественные данные, представив их в виде координат. А это уже позволяет выйти за рамки простого отображения и получить полное представление об изучаемом объекте [ Gregory , 2008, р. 125–126]. Геоинформационные технологии предлагают альтернативный взгляд на объекты и явления сквозь призму времени и пространства, не отменяя при этом традиционные источники и методы. Отмечая преимущества и потенциал ГИС, исследователи подчеркивают необходимость учета особенностей исторических данных и традиций исторической науки [ Bodenhamer , 2008, р. 230; Gregory, Kemp, Mostern , 2003, р. 7–8].

Темпы применения ГИС в истории явно ускоряются. Все больше исследователей проявляют интерес к истории, поэтому лучше и совершеннее становятся исторические ГИС. Развитие интер-нет-технологий позволяет интегрировать информационные технологии в глобальные сети. Размещение на специальных сайтах расширяет рамки использования ГИС, популяризирует как собственно ГИС-технологии, так и результаты исследований, полученные с их помощью [ Gregory, Kemp, Mostern , 2003, р. 11–13; Jessop , 2005, р. 74–90]. Вопросы размещения ГИС на веб-сайтах становятся объектом исследования ученых. Так, М. Джесоп отмечает, что веб-ресурсы ГИС могут быть использованы как для производства карт, так и в качестве основы для объединения архивных материалов [ Jessop , 2006].

По-прежнему сильно влияние традиционной академической парадигмы: у историков зачастую отсутствуют географические навыки, а возможную двусмысленность исторических источников трудно вписать в рамки ГИС. Поэтому, несмотря на явные успехи применения геоинформаци-онных технологий в исторической науке, П. Эл и Я. Грегори отмечают, что они все же медленно распространяются в среде историков, так как последние не всегда сразу обращают внимание на преимущества использования пространственного подхода в исследовании и визуализации. Вместе с тем, как утверждают авторы, ГИС не должны заменять традиционные методы, они лишь дополняют их, делая упор на основное преимущество – пространственную компоненту исследования. И другие исследователи также подчеркивают необходимость традиционализма в истории [ Doorn , 2005, р. 40]. Историк не должен выполнять функции картографа, изучение картографических данных или создание карты по результатам исследования должны помочь в решении проблем и способствовать пониманию исторической интерпретации [ Turner , 1993, р. 41–42].

В западной исторической науке ГИС все чаще используются для анализа альтернативных точек зрения на пространственные явления. Если в 1990-х – начале 2000-х гг. были распространены исследования, связанные с реконструкцией границ государств, то к середине первого десятилетия XXI в. эти исследования приносят свои плоды и становятся базой для крупных ГИС-проектов [ Knowles , 2005, р. 8].

Использование заложенного в ГИС потенциала, функций отображения и пространственного анализа позволяет обнаружить их очевидные преимущества. Все трудности окупаются интеграцией, целостностью и комплексной подачей данных [ Siebert , 2000. P. 567–569; DeBats, Gregory , 2011, р. 455–463]. Способность ГИС-технологий к интеграции нескольких действий с пространственными данными и визуализация результатов с помощью карты делает их ценными и незаменимыми. Как подчеркивает Д.Боденхамер, ГИС, подчас не укладываясь в традиционное мировоззрение историка, тем не менее имеют огромный потенциал, могут изменить традиции исторической науки, интегрировать и визуализировать информацию, позволяя историку видеть больше [ Bodenhamer , 2008, р. 227–228].