編者按：從高考到現(xiàn)在，考生們的內心一定忐忑不安，接下來考生們就要面臨人生的一大選擇：填報志愿。而GIS一直以來都是熱門學科。這里有一篇舊文，是一段非常有意思的關于GIS與哈佛的歷史，特別是地理信息系統(tǒng)(GIS)的思想史，與各位GIS同行分享一下。

　　一、從哈佛大學地理系的滅亡談起

　　哈佛大學是世界級的高等學府，其一言一行對全世界都具有標桿作用。哈佛大學地理系創(chuàng)立于1904年，由地貌學大師William Davis創(chuàng)建，在美國地理學屆有著非常高的地位，但是很不幸，這個曾經輝煌的地理系在1948年轟然滅亡。同樣遭此厄運的還有建立于1903年的芝加哥大學地理系的滅亡。

　　地理學曾經是與天文學并列的學科：“上知天文、下知地理”。地理學泛指關于我們生活的地球的學問，地理學孕育了很多學科，如水文學、土壤學、氣象學、地質學、植物學，這些學科日益專業(yè)化最后獨立成新的專門學問。甚至于于現(xiàn)在的環(huán)境科學、旅游科學、城市規(guī)劃等等學科都有著著深深的地理學烙印。但是問題出來了：“在由地理學衍生而來的各門學科都獲得其存在的合法性以后，地理學獨立存在的合法性在哪里?

　　由于地理學缺乏了合法性，因此導致了很長一段時間地理學科本身的危機，歐美一流大學紛紛取消地理系，隨后中國的大學地理學系1980年代以來紛紛改名，很多人當時就大呼地理學完了。但是地理學就真的完蛋了嗎?答案的否定的。雖然有危機，但是危機危機，危險來臨的時候也孕育了新的生機。哈佛大學地理學的發(fā)展沒有因為地理系的解體而消失，2006年，哈佛的地理學很快又翻出新的一頁，地理學又重新回到哈佛。只是這一次，以GIS與遙感為代表的地理空間信息學科正在稱為一種新興的學科，在哈佛的地理學復興中起著關鍵作用。

　　但是從1948年到2006年，哈佛地理學的滅亡到再生，近60年，到底發(fā)生了什么，如何實現(xiàn)了這一轉變，我們希望從地理信息系統(tǒng)(GIS)的思想史角度進行一些解讀。

　　二、計量革命的誕生與GIS的發(fā)展

　　最早的地理學家是亞里斯多德似的全才型地理學家，但是隨著科學革命的到來，一個人窮其一生只能在一個領域內做出貢獻，再難誕生出百科全書似的地理學家。1940年代滅亡前的哈佛大學地理系，存在著自然地理、人文地理兩個迥異的學科派別。而以Bowman為首的自然地理學派以及以Whittlesey為首的人文派的不和也加速了哈佛大學地理系的滅亡。但是，地理學界有識之士倡導的地理學的計量革命在哈佛大學地理系的廢墟上誕生。

　　計量革命的誕生，首先需要從美國威斯康星大學麥迪遜分校(UW Madison)地理系教授Richard Hartshorne(哈特向)和美國愛荷華大學(University of Iowa)地理系教授Fred Schaefer在1950年代的論戰(zhàn)開始。當時哈特向因為其1939年的代表性著作《地理學的性質》而名滿學界，哈特向繼承了傳統(tǒng)地理學的區(qū)域觀點，總結了德國赫特納(Alfred Hettner)及美國索爾(Carl Sauer)的理論，是區(qū)域地理學理論的繼承者。1939年出版其明確提出地理學的研究對象是地域分異。但是愛荷華大學的德國裔Schaefer教授于1953年9月在美國地理學會會刊(AAAG)上發(fā)表“地理學的例外論(Exceptionalism in Geography)”一文，批判了哈特向的“例外論”的區(qū)域地理學傳統(tǒng)，而應當建立新的地理學的嚴謹?shù)姆椒ㄕ?，這也是邏輯實證主義地理學的開端【葉超、蔡運龍，2009】。邏輯實證主義者拋棄掉了形而上學，認為人類知識是由邏輯、數(shù)學思維和謹慎的經驗觀察組成的。雖然Schaefer給予傳統(tǒng)的地理學一個重大的批判和建構”【葉超、蔡運龍，2009】，但是這篇論文尚未發(fā)表Schaefer教授就因心臟病去世，無法完成批判后的方法論重構，更沒有機會再去回應哈特向等人在看到此文后的憤怒和反彈。但是，地理學界的年輕一輩則舉起了計量革命的大旗。很多老牌地理系因為計量革命的影響而免于滅亡，如加州大學伯克利分校(UC Berkeley)、威斯康星大學大學麥迪遜分校(UW Madision)、華盛頓大學(U of Washington)等。而美國俄亥俄州立大學(Ohio State University, OSU)、美國賓夕法尼亞州立大學(Pennsylvania State University，PSU)地理系都是在此時崛起，成為計量地理學的研究重鎮(zhèn)。美國華人地理學家馬潤潮先生也指出，Schaefer和他的這篇論文引發(fā)的計量革命“最主要的意義并不在于它將計量方法帶進了地理學，而在于它是一場大型、猛烈及影響深遠的思想革命”【葉超、蔡運龍，2009】。

　　1960年代，英國裔加拿大科學家Roger Tomlinson博士首次使用Geographical Information System(地理信息系統(tǒng)，GIS)，并在加拿大建立了世界上第一個GIS系統(tǒng)用于加拿大的土地管理。1972年，美國Landsat衛(wèi)星發(fā)射，人類進行各類地球資源管理獲得了可靠的數(shù)據(jù)源，原籍澳大利亞的地理學家David Simonette博士在1972-1974年年間任美國Landsat衛(wèi)星公司首任總經理。1974年，David Simonette博士擔任美國加州大學圣芭芭拉分校(UCSB)地理系創(chuàng)系系主任，大力延攬人才，特別是一些地理學計量革命的地理學家，USCB的Reginald Golledge，Waldo Tobler，Richard Church，Helen Couclelis, Michael Goodchild，Keith Clarke，Luc Anselin等都是Simonett時期引進的GIS專家，當時UCSB還成立了美國國家地理信息與分析中心(NCGIA),再加上UCSB地理系在遙感方面的教授也是英才輩出，很快就打造為世界一流的地理學系。但近年來，隨著一些老教授年事已高，以及一些教授的離開，特別是Michael Goodchild于2012年退休，目前UCSB地理系在GIS方向的實力已經大為遜色，但是UCSB地理系的種子在全美各地開花，目前比較有名的GIS群體是美國亞利桑那州立大學的GeoDA研究中心，這個中心匯集了多位UCSB的教授和畢業(yè)生，如原UCSB地理系教授、美國科學院院士Luc Anselin(康奈爾大學區(qū)域經學學大師Walter Isard教授的學生)以及UCSB全盛時期的畢業(yè)生Janet Franklin(1988畢業(yè)，導師David Simonette)，Sergie Rey(1994年畢業(yè)，導師Luc Anselin)，Emily Talen(1995年畢業(yè)，導師Helen Couclelis)，Alan Murray(1995年畢業(yè)，導師Richard Church)等，目前已經發(fā)展成為有一定規(guī)模和影響的空間分析研究中心。

　　在哈佛大學，1948年地理系的滅亡對哈佛、對美國地理學界都產生了嚴重的影響，但是哈佛的地理學發(fā)展實際上并沒有停步。哈佛大學就是哈佛大學，不愧是學術的天堂，沒有地理系一樣可以引領地理潮流，可以影響世界。哈佛大學地理學發(fā)展只不過換了一種嶄新的發(fā)展方式而已。這種發(fā)展得益于兩方面的交叉與融：一是哈佛大學的景觀設計學(Landsacape Architechture)傳統(tǒng)，二是哈佛大學Howard Fisher的計算機圖形學與空間分析實驗室(Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis, LCGSA)。第三節(jié)我們將哈佛大學的景觀設計學傳統(tǒng)，第四節(jié)我們將介紹根植于哈佛景觀設計學傳統(tǒng)之上的Geodesign，第五節(jié)我們將介紹哈佛大學在GIS技術上的發(fā)展特別是LCGSA的杰出成就。

　　三、哈佛大學的景觀設計學傳統(tǒng)

　　景觀設計學(Landscape Architecture)在哈佛大學有著很強的歷史傳統(tǒng)，也好了解景觀設計學，首先需要明確景觀(Landscape)、景觀規(guī)劃(Landscape planning)和景觀生態(tài)規(guī)劃(Landscape ecological planning)等幾個概念，俞孔堅(2003)曾對這幾個概念進行了詳細的解讀。景觀是一個有這多種含義的大地綜合體，景觀是一個有機的系統(tǒng)，是一個自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生態(tài)系統(tǒng)相疊加的復合生態(tài)系統(tǒng)(俞孔堅，2003)。景觀是審美的、景觀是體驗的、景觀是科學的、景觀是有含義的(俞孔堅，2002)。景觀規(guī)劃(Landscape planning)是一種區(qū)別于社會、公共政策和經濟規(guī)劃等其他三大規(guī)劃流派的物質空間規(guī)劃(Physical planning)，其總體目標是通過土地和自然資源的保護和利用規(guī)劃，實現(xiàn)可持續(xù)性的景觀或生態(tài)系統(tǒng)(俞孔堅，2003)。景觀規(guī)劃有著顯著的空間特征，通常是指在一個相對宏觀的空間尺度上，基于對自然和人文過程的認識，協(xié)調人與自然關系的過程(Steiner and Osterman，1988; Sedon，1986;Langevelde，1994)。景觀規(guī)劃的過程就是幫助居住在自然系統(tǒng)中，或利用系統(tǒng)中的資源的人們找到一種最適宜的途徑(McHarg，1969)。[本節(jié)內容轉引自(俞孔堅，2003)] 景觀生態(tài)規(guī)劃廣義上是指景觀規(guī)劃的生態(tài)學途徑，也就是將廣泛意義上的生態(tài)學原理用于景觀規(guī)劃，而景觀生態(tài)規(guī)劃的狹義理解是基于景觀生態(tài)學的規(guī)劃，也就是基于景觀生態(tài)學關于景觀格局和空間過程(水平過程或流)的關系原理的規(guī)劃。景觀規(guī)劃以及基于生態(tài)學方法的景觀生態(tài)規(guī)劃都屬于景觀設計學(Landscape Architecture)這門學科的研究內容。司馬赫(Herbert Simon)1968年在《工藝科學(The Science of Artificial)》一書中提出：“所謂設計，就是找到一個能夠改善現(xiàn)狀的途徑”。設計對象有多種尺度和比例，景觀設計學研究的并不是一般意義上的詳細設計，而更多的是一種大尺度的、戰(zhàn)略性的景觀規(guī)劃。

　　以景觀規(guī)劃為景觀設計學研究在方法論上借助于地理信息技術，最終發(fā)展稱為今年天的Geodegign(地理設計)。但實際上，Geodesign作為設計師的業(yè)務活動實際上早已有之，那就是在進行景觀設計時，如何考慮特定的地理空間條件，如何適應建筑所處的環(huán)境進行適應自然的設計?某種意義上，中國古代的風水大師就是一流的景觀設計師，留下了很多設計精湛的作品，如中國南宋時期的古代杭州西湖的設計以及安徽黃山的景觀設計(Carl Steinitz，2000)。

　　在設計思想上，西方近代景觀設計師Frank Lloyd Wright(1867–1959)首先提出了Geodesign的概念(雖然他沒做這個詞)，Wright強調在設計時要對周邊的地形、河流、瀑布、植被、采光等各種因素，Richard Neutra (1892–1970)也是以為重要的景觀設計師,他曾經與Wright在1920年代一起工作過，并深受其影響，后來寫出了《Survival through Design》一書，Neutra的工作甚至促成了1970年環(huán)保法案的通過和1970年4月22日首個世界地球日的誕生。在技術方法上，Warren H. Manning(1860–1938)在電燈已經普及的1910年代，發(fā)明了通過透明燈箱進行多種圖像疊加的分析方法。

　　Ian McHarg(1920-2001)無疑是景觀設計學領域的大師級任務，這位出生于蘇格蘭、畢業(yè)于哈佛大學的景觀建筑師無疑是Geodesign(地理設計)的主要創(chuàng)始人之一，雖然他從未使用這一術語。McHarg提倡利用多學科方法進行環(huán)境規(guī)劃設計,認為可以通過查看疊加地理信息的專題層，評估某一種特定的土地用途的最佳(或最差)的位置(McHarg 1969)。他1969年的書《設計結合自然(Design with Nature)》(也有人翻譯為“《設計遵從自然》”)中不僅表達了考慮周邊自然環(huán)境的景觀設計思想，還提出了一種疊加分析的地理技術(這最有可能基于對Warren H. Manning的透明燈箱疊加圖件進行分析的工作)。早期的景觀設計常常被狹隘的觀點和單一價值多主導，但是McHarg在一系列研究資助的支持，領導了美國賓夕法尼亞大學的研究組，組建了一個多學科的科學家和專家的寫作團隊來共同完成規(guī)劃設計工作，克服了傳統(tǒng)設計方法的單一價值取向的弊端，創(chuàng)立了一整套景觀設計的工作方式，賦予景觀規(guī)劃師一種協(xié)調人與環(huán)境的地位，并使得景觀規(guī)劃成為一門現(xiàn)代意義上的科學而非主管臆斷，使得各類規(guī)劃具有可辯護性(defensible)(Steinitz，1979;俞孔堅，2003)。也正如McHarg所言，“任何人，只要他應用了這些數(shù)據(jù)和方法都將會得出相同的結論”(McHarg and Sutton，1975)。

　　但是McHarg的理論方法同樣收到廣泛的質疑，主要可以歸結為三點：(1)理念上的唯環(huán)境論(或唯自然論),忽視景觀設計本身的藝術性特制;(2) 方法上的唯技術論，機械地利用空間疊加等技術方法;(3)生態(tài)科學基礎的局限:限于垂直過程而缺乏對水平過程的關注(俞孔堅，2003)。但是McHarg的《設計結合自然》的景觀規(guī)劃理論日益深入人心，20世紀80年代后，很多科學家在McHarg工作的基礎上，針對其規(guī)劃方法的問題和缺陷，發(fā)展了生態(tài)規(guī)劃系列方法論和技術，逐步使生態(tài)規(guī)劃進入成熟期。其主要表現(xiàn)為三方面：(1)以Geodesign框架為代表的規(guī)劃方法論,Carl Steinitz(2012)為首的科學家發(fā)展了決策導向和多解規(guī)劃的Geodesign方法，(2)基于景觀生態(tài)學的景觀規(guī)劃，注重水平生態(tài)過程和景觀格局，和(3)地理信息技術成為景觀規(guī)劃強有力的支持，GIS軟件讓空間分析變得異常簡單。(俞孔堅，2003)

　　四、地理設計(Geodesign)

　　哈佛大學設計學院Carl Steinitz(1938- )教授和他的同事在哈佛大學發(fā)展了MrHarg的整套設計方法。Carl Steinitz早年畢業(yè)于美國麻省理工學院，師從著名城市規(guī)劃與設計大師凱文-林奇，后在哈佛大學任教。30多年來，他和他的同事和學生共同合作，開發(fā)了著名的地理設計框架(Geodesign work)，這個框架包括概念架構、設計策略和程序技術(Steinitz 2012)。

　　Carl Steinitz的地理設計框架(Geodesign work)之前稱為景觀規(guī)劃框架(Steinitz 1995)，作為Geodesign名詞本身，則是近幾年的事情。規(guī)劃本身不是決策，它是一個決策導向的過程，支持決策過程，規(guī)劃并非是一個被動的、完全根據(jù)自然過程和資源條件而追求一個最適、最佳方案的過程(俞孔堅，2003),Steinitz(2012)的地理設計框架是規(guī)劃方法論上的一場革命，系統(tǒng)地提出了進行規(guī)劃設計的通用方法，早年雖然是針對景觀規(guī)劃提出，但是這種方法適合于其它各類規(guī)劃設計，該地理設計框剪主要分為六個層次來描述整個地理設計過程，每個層次對應一種信息表達模型，具體是：

　　(1) 表達模型(Representation Models)，如何描述空間對象的各種狀態(tài)，包括對象的內容、邊界、空間、時間，用什么方法、用什么語言來進行表達。

　　(2) 過程模型(Process Models)。對象的功能和變化動力機制，對象各要素之間的功能關系和結構關系如何。

　　(3) 評價模型(Evaluation Models)。目前空間對象的運行狀態(tài)如何，需根據(jù)各個相關因子建立評價模型。

　　(4)變化模型(Change Models)。空間對象會怎樣發(fā)生變化，變化的時間、地點和事件分別是什么，對于變化未來的未來發(fā)展，如何進行預測，對于未來的發(fā)展如何進行有目地的干預。

　　(5)影響模型(Impact Model)?？臻g對象變化會帶來何種影響，這與變化的過程模型密切相關。

　　(6)決策模型(Decision Model)?？臻g對象的改變有多種方向，如何評估由于不同情境改變的差異和影響，做出合理的決策，是規(guī)劃最根本的問題。決策模型與評價模型密切相關，都涉及到各類因素的綜合評估。

　　在任何一個規(guī)劃項目中，上述六個層次的框架流程都必須至少反復三次:第一，自上而下(順序)明確項目的背景和范圍，即明確問題所在;第二，自下而上(逆序)明確提出項目的方法論，即如何解決問題;第三，自上而下(順序)進行整個項目直至給出結論為止，即回答問題(俞孔堅, 2003)。

　　五、哈佛大學計算機圖形與空間分析實驗室

　　Carl Steinitz的奠基性工作屬于景觀設計學科的理論框架，這個理論框架是一種獨立于技術的方法論。但非常幸運的，Carl Steinitz的工作得到了同樣也在哈佛的另一個實驗室的有益補充。

　　Howard Fisher(1903-1979)1965年獲得福特基金的贊助，與麻省理工學院聯(lián)合成立了計算機圖形與空間分析實驗室(Laboratory for Computer Graphics and Spatial Analysis，LCGSA)。Fisher開發(fā)的SYMAP程序，這是最早的計算機繪圖程序之一，后來在規(guī)劃工作中廣為流行。他所創(chuàng)立的實驗室后來負責進一步開發(fā)SYMAP，還有其它一系列的GIS軟件產品CALFORM、SYMVU、POLYVRT、ODYSSEY、IMGRID、MacGIS(Chrisman，2006)。與此同時，哈佛實驗室還在理論地理學的基礎研究方面積累了大量成果，研究了與區(qū)域規(guī)劃、景觀設計和建筑設計相關的空間分析方法論，建立了包括括引力模型、地圖疊加分析、加權評價等一系列經典的空間分析方法，并開發(fā)了軟件產品原型。Jack Dangermond先生1968-1969年在哈佛學習了這些經典分析方法和GIS軟件開發(fā)的技術，后于1969年在其家鄉(xiāng)加州Redlands建立了一家咨詢公司ESRI(Environmental System Research Institute,環(huán)境系統(tǒng)研究所)。后來，隨著Howard Fisher的年事漸高，實驗室逐漸走下坡陸，1976年，雖然當時這個實驗室請到了美國科學院院士Brian Berry教授來接替73歲高齡的Howard Fisher教授擔任哈佛任實驗室主管，但是依然無法改變這個頹勢，隨著1979年Howard Fisher的逝世,實驗室逐漸沉寂，1981年Brian Berry教授離開，之后實驗室走下坡路，并于1991年最終解體。

　　進入80年代，哈佛大學的GIS逐漸歸于沉寂，但是當時美國和世界范圍內的GIS卻方興未艾。1980年代以后，美國國家基金委(NSF)在加州大學圣芭芭拉分校(UCSB)、紐約州立大學布法羅分校(SUNY Buffalo)、緬因大學(U. of Maine)等三所大學建立了美國國家地理分析與研究中心(NCGIA)的三家分中心，網(wǎng)羅了包括Michael Goodchild、Michael Batty、Andrew Frank等一大批世界范圍內的杰出的GIS專家，建立了完備的地理信息科學理論體系(Goodchild，1992)，并出版了GIS專業(yè)教材(Goodchild等，1991;Longley等，2001)。

　　雖然哈佛的實驗室最終解體，但是哈佛的GIS的種子也生生不息,培養(yǎng)了很多日后對業(yè)界產生巨大影響的人才，很多人今天已稱為當代GIS及圖像處理行業(yè)的重要人物，除了ESRI奠基人Jack Dangermond以外，還包括Intergraph公司的David Sinton，ERDAS公司的創(chuàng)始人Lawrie Jordan和Bruce Rado等。Jack Dangermond在哈佛學習景觀設計學(Landscape Architecture)專業(yè)，但是也對哈佛計算機圖形學和空間分析實驗室的工作感到興趣。Dangermond先生所創(chuàng)辦的ESRI后來扛起了哈佛GIS軟件發(fā)展創(chuàng)新的大旗，特別是ESRI于1982年發(fā)布了第一款商用GIS軟件ARC/INFO 1.0，標志了公司從咨詢公司到軟件產品公司的轉變。ESRI后來逐漸網(wǎng)羅了很多哈佛實驗室的中堅分子，如ESRI軟件開發(fā)部主管Scot Morehouse(1976-1981年在哈佛)以及Duane Niemeyer(1980-1982年在哈佛)、Hugh Keegen(1980-1982年在哈佛)等部門主管都來自哈佛，哈佛實驗室雖然不再存在，但是哈佛實驗室的早期成果和人才逐漸從學術界走到工業(yè)界，創(chuàng)造出了世界上最為知名的GIS軟件產品。Dangermond先生和他在ESRI的同事雖然做的是GIS技術開發(fā)的基礎性工作，但也正在做一些GIS科學發(fā)展的開創(chuàng)性的工作。Dangermond先生等人的長期的夢想就是使用Goodchild等人所發(fā)展的地理信息科學，結合哈佛大學Steintz和他的同事所開發(fā)的設計框架，使用計算機來表達地理空間信息，建議可以一個進行地理設計(Geodesign)的平臺。

　　今天特別強調Geodesign的原因也并不是geodesign的提法有多新，而是圍繞geodesign的這種新的設計思想的形成，凝聚了許多前輩學人的艱辛努力。Geodesign首先由McHarg提出、后來由Steinitz發(fā)展，再加上Fisher、Dangermond和其他人的工作，現(xiàn)在讓我們可以使用GIS作為框架在數(shù)字地理空間進行geodesign。

　　六、景觀生態(tài)學的發(fā)展

　　在第三節(jié)我們論述哈佛景觀設計學傳統(tǒng)中，我們提到了McHarg的景觀規(guī)劃思想收到了的三個方面的質疑。但很多后續(xù)研究逐漸豐富和支撐了McHarg的景觀規(guī)劃思想，一是在規(guī)劃方法論上，Carl Steinitz發(fā)展了系統(tǒng)的Geodesign方法論(Steinitz，2012)，二是在GIS技術上，ESRI等商業(yè)GIS軟件公司開發(fā)了方便易用的軟件進行分析。但是，McHarg的強調地物分層的景觀規(guī)劃思想是一種還原論的分類思想，必然割裂了景觀的垂直過程和水平過程的聯(lián)系，在生態(tài)科學基礎上有著明顯局限。打破這一局限的重要技術專家仍然是來自哈佛大學設計學院的RichardForman教授，RichardForman教授是國際景觀生態(tài)學的奠基人之一。

　　McHarg極力強調某一景觀單元內地質-土壤-水文-植被-動物與人類活動及土地利用之間的垂直過程和聯(lián)系，但在現(xiàn)實景觀中卻普遍存在著水平的生態(tài)流或生態(tài)關系，如自然的風與水的流動，火災的空間蔓延，候鳥的空間遷徙，城市的空間擴張。在McHarg的生態(tài)規(guī)劃模式中，這些水平過程很難得以體現(xiàn)。如何在景觀規(guī)劃中注重水平生態(tài)過程，克服單純強調垂直生態(tài)過程的局限，導致了一門嶄新的學科誕生，那就是景觀生態(tài)學。景觀生態(tài)學作為一門較新的交叉科學，其在景觀和土地的評價、規(guī)劃、管理、保護和恢復中日益被認識和重視(鄔建國，2000)。景觀生態(tài)學著重于對穿越景觀的水平方向流動對象的關注，包括物質流、物種流和干擾，一定程度上拓展了McHarg的景觀生態(tài)規(guī)劃單純的垂直生態(tài)過程分析的方法。

　　這種基于景觀生態(tài)學的新的景觀生態(tài)規(guī)劃(Landscape Ecological Planning)模式是繼McHarg的“設計遵從自然”之后，又一次使景觀規(guī)劃方法論在生態(tài)規(guī)劃方向上發(fā)生了質的飛躍(俞孔堅，2003)。景觀生態(tài)學的發(fā)展為景觀生態(tài)規(guī)劃提供了新的理論依據(jù)，景觀生態(tài)學把水平生態(tài)過程與景觀的空間格局作為研究對象，同時，以決策為中心的和規(guī)劃的可辯護性思想又向生態(tài)規(guī)劃理論提出了更高的要求(Faludi，1987;Steinitz，1990;俞孔堅，2003)。

　　如果說McHarg的自然設計模式摒棄了追求人工的秩序(orderliness)和功能分區(qū)(zoning)的傳統(tǒng)規(guī)劃模式而強調各項土地利用的生態(tài)適應性(suitability and fitness)和體現(xiàn)自然資源的固有價值，景觀生態(tài)規(guī)劃模式則強調景觀空間格局(pattern)對過程(process)的控制和影響，并試圖通過格局的改變來維持景觀功能流的健康與安全，它尤其強調景觀格局與水平運動和流(movement and flow)的關系(Forman and Godron，1986;Risser，1987;Turner，1989;Forman，1995; 俞孔堅，2003)。

　　在景觀生態(tài)學中，斑塊(patch)、廊道(corridor)和基質(matrix)是景觀生態(tài)學用來解釋景觀結構的基本模式，普遍適用于各類景觀，包括荒漠、森林、農業(yè)、草原、郊區(qū)和建成區(qū)景觀(Forman and Godron，1986)，這一模式為比較和判別景觀結構，分析結構與功能的關系和改變景觀提供了一種通俗、簡明和可操作的語言,運用這一基本語言，景觀生態(tài)學探討地球表面的景觀是怎樣由斑塊、廊道和基質所構成的，如何來定量、定性地描述這些基本景觀元素的形狀、大小、數(shù)目和空間關系，以及這些空間屬性對景觀中的運動和生態(tài)流有什么影響。這種方法大大方便了景觀設計師、城鄉(xiāng)規(guī)劃師和決策者之間的交流與溝通，最終一種新的基于景觀生態(tài)學的思潮在哈佛大學崛起(俞孔堅，2003)。在哈佛大學，美國景觀生態(tài)學奠基人Richard F. T. Forman與著名景觀規(guī)劃師Carl Steinitz緊密配合，并得到地理信息系統(tǒng)專家Stephen Ervin博士的強有力技術支持，共同在哈佛開創(chuàng)了又一代規(guī)劃新學派(Wenche et. al.，1996)。哈佛大學博士、北京大學俞孔堅教授曾經師從Carl Steinitz和Stephen Ervin等著名學者，1997年回國創(chuàng)立北京大學景觀設計學研究院和北京土人景觀與建筑規(guī)劃設計研究院，引進了景觀設計學這種新的設計思潮，在理論上提出了著名的“反規(guī)劃”等一系列規(guī)劃思想，深刻影響了當今中國的規(guī)劃實踐，同時他也是景觀生態(tài)規(guī)劃的中國踐行者，在中國大江南北創(chuàng)造了眾多的成功的規(guī)劃案例。

　　另外，在景觀生態(tài)學的研究實踐中，觀測和實驗逐步證實和發(fā)展了景觀生態(tài)學的一些重要理論，如島嶼生物地理學地理、復合種群理論、景觀連接度和滲透理論、等級理論和景觀復雜性，所有這些都為逐步夯實了景觀生態(tài)學的理論基礎。在景觀空間格局的分析方法方面，景觀指數(shù)、空間統(tǒng)計學方法是比較經典的研究方法。一般來說，空間統(tǒng)計學分析的樣本之間存在很強空間相關性，傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析無法解決空間統(tǒng)計問題，GIS與空間分析專家研究了很多經典的空間統(tǒng)計分析方法，如導致空間自相關、半方差分析、趨勢面分析、譜分析、小波分析是比較常用的空間統(tǒng)計學方法。近年來，景觀模型的研究日益受到重視，常見的景觀模擬模型有空間概率模型、細胞自動機模型、景觀機制模型等，有的研究還研發(fā)了實驗性的景觀實驗模型系統(tǒng)。(鄔建國，2000)

　　七、GIS回到哈佛

　　地理系從哈佛消失，但是得益于哈佛的學科交叉、學科交融，在哈佛先后建立系統(tǒng)的Geodesign方法、奠定了景觀生態(tài)學的基礎、成就了GIS技術的萌芽，孕育了新的地理學思想、客觀上也成就了地理學的未來。

　　2005年，美國地理學會通訊(AAG Newsletter)載文【Bring Geography back to Harvard】;2006年，哈佛大學成立地理系分析中心(CGA),_http://gis.harvard.edu

　　2006年，地理學又一次回到哈佛。在美國地理學會(AAG)和哈佛大學的支持下，地理學重新會到哈佛，哈佛大學成立了地理分析中心(CGA)，這是一個跨學科的研究機構，建立的目的就是與哈佛大學文、法、理、工、農、醫(yī)等各個門類進行學科交叉，因為地理學的空間思維有助于很多復雜科學問題的解決。今天，GIS與遙感作為地理學的重要技術手段，已經廣泛用于歐美名校的科研與教學，以哈佛、耶魯、普林斯頓為代表的美國常青藤名校(Ivy League)也紛紛建立了GIS和遙感中心，美國哥倫比亞大學甚至建立了著名的地球研究所，見【2012美國常春藤名校行10：常春藤的GIS與遙感】。

　　參考文獻

　　【1】俞孔堅,2003，景觀生態(tài)規(guī)劃發(fā)展歷程,見:俞孔堅、李迪華主編,景觀設計：專業(yè)、學科與教育,第70-92頁,北京：中國建筑工業(yè)出版社。

　　【2】Edward Bruce MacDougall，1983，Microcomputers in Landscape Architecture，Elsevier，284pp.

　　【3】普雷斯頓·詹姆斯著，李旭旦譯：《地理學思想史》，商務印書館，北京，1982

　　【4】Charting the Unknown: How Computer Mapping at Harvard Became GIS (ESRI Press)。

　　【5】Schaefer, F.K. (1953): Exceptionalism in Geography: A Methodological Examination, Annals of the Association of American Geographers, vol. 43, pp. 226-245.

　　【6】葉超、蔡運龍.地理學方法論變革的案例剖析——重新審視《地理學中的例外論》之爭.地理學報,2009,64(9):1134-1142.

　　【7】Carl Steinitz,2000，景觀設計思想發(fā)展史，Carl Steinitz在北京大學的演講(譯者：黃國平)

　　后記：本人對這段地理學思想史非常感興趣，我認為在技術為王的中國GIS界，很少人會注意這段GIS方法論的思想史。大概在2005年左右，因為一些科研項目的需要，我當時就注意到北京大學俞孔堅教授這篇2003年的論文(文獻1)，同時也深受啟發(fā)，并在課堂上向學生介紹這段思想史(見“《高級GIS》講義連載(01)：地理信息四十年——回顧與反思”)。2012年起，在美國亞利桑那州立大學(ASU)訪學，正好國際景觀生態(tài)學雜志主編、華人景觀生態(tài)學專家鄔建國教授在此ASU任教,鄔建國教授正好簽名送我一本他寫的《景觀生態(tài)學》一書(見ASU訪學：與鄔建國教授等中國學者學人在一起)，相比在10年前的2001年讀研究生時在南京大學科技館二樓報告廳稀里糊涂聽過鄔建國教授的一周課程，這次的重讀也讓我加深了對景觀生態(tài)學的認識，讓我能將景觀生態(tài)學與GIS、Geodesign結合起來考慮。另外，今年夏天我去美國南加州圣地亞哥參加了ESRI全球用戶大會，第一次近距離地見到了Jack Dangermond, Carl Steinitz，Stephen Ervin等名家大師并聆聽了他們的演講，深受啟發(fā)(見我的系列博文：“2012年ESRI全球用戶大會觀感”)。很多內容是我多年思考的總結，不一定成熟，不到之處，希望朋友們和同學們指正。