

这个十月的傍晚,雪还没有开始下,但在科罗拉多州的博尔德,凛冽的风和低垂的云层预示着一场早冬的暴风雪。下午6点不到,黛安·弗里茨从寒冷中走进来,经过弹球机和台球桌,来到后面的房间。放下包,她脱下羽绒服,在欢乐时光结束前赶紧点了一杯IPA。“很多人可能都来不了,”她说,猜测他们不愿意冒着冰冻的路况前来。她耸耸肩,拿出她那张写着“地图色情”贴纸的Mac电脑。
弗里茨在丹佛的Auraria图书馆工作,帮助那些希望将空间信息纳入研究的人。例如,如果一个学生在做一个关于能源的项目,她会教他们如何包含该州每口油井的位置。在工作之外,弗里茨还带领一个在这里聚会的MeetUp小组,该小组正在将建筑数据整合到一个地区的众包地图中。该项目最终可以帮助紧急服务部门更快地联系到人们,提高小型企业的可见度,并向居民展示他们所在的城市(全国增长最快的城市之一)是如何变化的。到目前为止,已有约40人志愿参与。
弗里茨打开笔记本电脑,找到她将要给新来者讲解的操作演示。不过,目前,她唯一的听众在她上方:房间里散落的啤酒招牌。
她的电脑启动时,另一位MeetUp的组织者,数据科学家玛格丽特·斯派克,带着成员吉姆·麦克安德鲁到来。麦克安德鲁搬到了宾夕法尼亚州,这次回来探亲。“如果你点得快,还能赶上欢乐时光,”弗里茨催促他们。
斯派克从桌上拿起菜单,两人在最后两分钟内完成了点餐,然后三人开始聊天。“吉米已经在Foursquare上打过卡了,”斯派克说。
麦克安德鲁笑了笑,耸了耸肩:默认。说起来,弗里茨想起来,她一直想夸他最近在健身应用Strava上的冲刺跑,他在上面记录了他令人印象深刻的快速跑步。
他们停下来,为自己的可预测性发笑。即使是他们的闲聊也是地理空间相关的——都是关于地点和时间的事情——这正是你对那些业余时间制作地图的人的期望。
今晚,他们希望在所谓的“丹佛建筑导入”项目上取得进展。他们将把政府数据库中的形状、大小和地址叠加到一个众包的、免费的世界地图上,并将两者合并,使这些建筑成为数字地理学的永久特征。
该项目是2004年成立的国际性项目OpenStreetMap的一部分。OSM是一个制图学的维基百科,依赖志愿者——自成立以来已有一百万志愿者,使其成为最大的此类项目——来创建地球不断演变的表示。你可以在浏览器中或在Facebook等平台上查看它,Facebook就依赖它获取位置信息。尽管个人只是出于兴趣进行开发,但它支撑着亚马逊和微软等大型公司的服务。OSM很重要,并且与谷歌地图等地图不同,因为它是由人们为人们制作的。它包含参与者想要的信息——而不是,正如麦克安德鲁所说,“能让谷歌地图赚钱的信息”。

来自NASA和欧洲航天局等政府机构发射的卫星的数据通常是公开的。欧洲航天局
各地,普通的极客们都在利用地图数据进行特定的研究:考古学家发现了隐藏的陵墓;警察找到了失踪人员;救援组织向洪水灾民运送了援助物资;退休特工找到了武器库;环保主义者发现了森林砍伐;艺术家定位了秘密军事设施;零售商评估了竞争对手停车场内的空置情况。
一位名为约瑟夫·科勒的政策顾问和分析师认为,这种大量的、频繁更新的信息可能会导致他称之为“地理情报奇点”的临界点:一个没有特定专业知识或财富的人可以实时获取地理空间数据及其解释,从而能够实时调查任何地方。实际上,任何人都可以找到他们想要查看的地球上任何地点的实时视图。“世界基本上变得透明,”科勒说,他是南加州一家联邦资助的研究和开发中心——航空航天公司——的系统总监。
科勒自2015年以来一直在监测航天工业,注意到卫星变得越来越容易制造和发射,成本也越来越低。如今,有700多个天体一直在监视地球,高于2014年的192个。这种增长意味着一些卫星可以连续生成图像,显示你的房子不是2016年的样子,而是你阅读这篇文章时的样子。他还看到人工智能越来越聪明。它可以通过精心调整的算法来计数汽车,识别猫或你的表兄弟。最后,他看到随着手机和快速网络的普及,人们可以流式传输这些分析。将其推向合乎逻辑的终点, voilà!——地理情报奇点。
我们还没有到那里,但我们正在稳步前进:卫星每天都会拍摄特定海洋或摩天大楼的图像。人工智能擅长狭窄、具体的任务,比如识别树木或评估交通,但整合不同的数据流——航空照片、闭路电视录像、Twitter帖子、地址、垃圾车当前位置——仍然是一个棘手的问题。考虑到这一切,没有人能说这个奇点是否会到来,或者它到来时,普通地球人的经历会如何确切地改变。也许人们会一分一秒地观察冰川融化。也许他们会核实市政部门关于建造新住房的说法,或者附近是否有外国船只停靠。也许他们会随时知道整个城市最好的空余停车位。或者,他们可能根本不在乎,地图制作技能仍然很重要,但仍然是小众的,主要由情报机构、人道主义组织和企业使用。
在Backcountry,OpenStreetMap的志愿者代表着人们关心的未来。他们想了解他们在这个星球上的所有信息。麦克安德鲁在他的电脑上打开一段视频,并将其设置为循环播放以营造氛围。屏幕上出现一个黑暗的地球。明亮的点和线在表面闪烁,勾勒出国家、城市以及它们之间的空间。这是一本地球图集,随着人们添加道路、房屋和学校而按时间顺序绘制。其他众包项目服务于特定的小众领域;StoryMap让用户突出显示一系列事件中的地点;Ushahidi帮助人们分享有关警察遭遇等事件的信息。但OpenStreetMap有着最宏大的目标:捕捉整个、一直在变化的地球,以及每个地方的人们关心的任何事物。
麦克安德鲁说:“你看到的每一条线都是一次编辑”——一个地方现在就在地图上,现在更接近真实世界。

世界各地的人们都受到了卫星图像的启发。老师们让孩子们进行全球寻宝游戏。欧洲航天局
科勒将“地理情报奇点”命名,就像你可能为一座尚未绘制蓝图的城市命名一样。虽然它所代表的未来似乎还很遥远,但实现它的技术已经发展了几十年。美国政府在20世纪60年代发射了第一批拍照卫星,随后又发射了专门用于军事和情报需求的卫星。NASA、国家海洋和大气管理局以及美国地质调查局等机构发射了用于科学用途的航天器。他们的数据大部分是公开的,允许任何人访问并与今天的数据进行比较,获取数十年前的记录。
20世纪90年代,企业也加入了进来,主要是为了向“幽灵特工”出售图片。WorldView Imaging Corporation(现称为Maxar)部署了第一批私有摄像头来俯瞰地球。如今,该公司还向石油和天然气公司出售数据,以监测管道;向大型零售商出售数据,以监控商店客流;向开发商出售数据,以勘察潜在的建筑区域。
与此同时,一个虚拟的全景监视器已经出现,它不再仅仅拍照。卫星还能捕捉无线电传输、天气信息、红外图像和雷达数据。无人机飞越地球,街头摄像头在地面附近监视,智能设备广播位置,以及政府数据集——从路缘切割到县界——都 live online。随着细节的增加,奇点越来越近。
然而,只有当数据到达公众手中时,这才会发生——这并不是私营公司的强项。尽管如此,他们有时也会分享。例如,Maxar开展了首次让普通民众参与图像分析和地图制作的主要努力。这项名为Tomnod的项目持续了九年,在2014年马来西亚航空公司的坠机事件等灾难期间,或在2016年南极洲对威德尔海豹进行计数等科学研究中,招募了业余爱好者。在危机期间,Maxar还将图像提供给人道主义OpenStreetMap等团体,这些团体赞助众包工作,以绘制受危机困扰的地区——例如,地震后,或绘制疫苗分配图,或了解难民迁徙。
公司也偶尔会将数据提供给研究气候变化的科学家、报道难以到达地区的新闻记者以及试图了解全球紧张局势的分析师。其中一位是戴维·施默勒,他在加州蒙特雷国际研究学院研究核武器和导弹的开发。
施默勒并没有接受过正规的卫星图像分析培训,但手里拿着早晨的咖啡,他登录了一家名为Planet的公司网站。该公司运营着大约140颗卫星,每天拍摄地球上所有陆地的照片。有些团体使用这些数据来追踪森林砍伐,或计算周二有多少艘货船到达了某个港口。但是,随着咖啡因的作用显现,施默勒放大了朝鲜的几个地点。“如果我看到大量的道路活动,或者一个建筑爆炸了,或者他们改变了屋顶,那里就有什么事情发生,”他说。在过去,你只能在几天或几个月后,当一颗安排不过来的卫星最终完成拍照时,才能了解到这些事情。今天,你可以今天就看到。
施默勒将所有这些地理空间数据视为通往曲折世界的真相之路。“你可以用卫星图像验证各种各样的说法,”他指出。当他说“你”的时候,他是认真的。“当有人说世界上有什么在变化时,我们不必依赖这个说法。如果有人说冰川正在融化,你可以登录进去,亲眼看到它发生。”
科罗拉多州可以说是地理空间的中心:它是Maxar、NOAA办事处以及一群较小的卫星初创公司的所在地,这些公司都充满了地理知识比一般人更好的员工。位于丹佛大都会区的Geospatial Amateurs也是一个MeetUp,他们相信所有这些数据的个人效用。“Amateurs”是一个顽皮的名字。许多成员,其中一些也是OSM的成员,从事与制图或地球观测至少有些相关的领域,如环境科学或交通运输。他们不想要赞助、公司干预或专业影响。相反,该组织希望培养其领导者布莱恩·蒂莫尼所说的“自己动手”项目。这是DIY,但使用的是图像、传感器读数和地图,而不是针、线和刺绣布。“想法是,”他说,“你可以回答影响你日常生活的地理空间问题。”
为了让俱乐部更容易接近,蒂莫尼——一位经营咨询公司的分析师——试图营造一种低调的氛围,这从MeetUp的描述本身就开始了。以2019年8月聚会的邀请为例:一位科学家演示了如何使用雷达和激光数据来计算参加者个人关心的任何黑色或蓝色斜坡上的积雪深度。“在此演示之后,您将以更细致的眼光看待您的滑雪山,”网站上写道,“而那些在I-70公路上碍事的普通家伙仍然会照单全收度假村山腰的积雪深度读数。”
在其他会议上,成员们展示了他们的自制解决方案,这些方案利用了市政数据集、NOAA等机构的开源信息,以及像Car2Go这样的租车公司的合法黑客攻击。一个真正的“Chad”(这里可能指代一个普通人,与“basic chads”呼应)制作了一份丹佛地区人行道的地图。成员亚当·比克福德帮助一位市议会候选人优化了拉票路线。里卡多·奥利维拉获取了公交车实时位置信息,并创建了自己的显示屏。(这些例子发生在大型政治竞选和组织建立自己的版本之前。)“我们想宣传各种可用的数据集,”蒂莫尼说,“并激励人们。”
世界各地的人们都受到了启发,尤其是卫星图像。老师们让孩子们进行全球寻宝游戏。宅在家的人可以看到他们可能永远不会去的地方,这得益于Google Sightseeing(与Google无关,而是由两个人运营)这样的网站。农夫们通过叠加Google Earth卫星地图来规划玉米种植地点。徒步旅行者仔细研究它们以寻找未标记的小径。猎人参考它们来预测动物的去向。
然而,如果奇点到来,这些追求看起来会不同:二年级学生和熟练的登山者将了解地球的现状——而不是它上周、上个月或去年的样子。如果你能每天观察一群特定的麋鹿的迁徙呢?如果你能知道一小时前你的旅游目的地有多拥挤呢?如果一日游的人能在出发前看到叶子变色的百分比呢?

DIY团体希望卫星数据的可用性能够带来更多本地化的地图项目。欧洲航天局
在Backcountry Pizza,地图绘制者们终于迎来了一位新成员,他以前从未参与过这个项目:特拉维斯·伯特,一家公用事业公司Franklin Energy的开发人员。伯特立刻拿出笔记本电脑,学习如何开始将丹佛的建筑数据与OpenStreetMap网格合并。
当斯派克和麦克安德鲁在角落里聊天时,小组领导弗里茨告诉伯特如何注册,以便他能够看到来自丹佛地区政府委员会(Dr. Cog)的数据——据弗里茨说,“我们亲切地称之为Dr. Cog”。每两年,Dr. Cog会出钱让飞机飞过都会区进行拍照。然后,分析师们利用这些图像来追踪建筑物的边界,精度达到3英寸左右。虽然所有信息都是公开且免费的,但对于普通大众来说,它们并不特别友好。但一旦它们被导入OpenStreetMap,任何人访问和理解它的难度就不会比Google Maps大多少。
在虚拟建筑上标注数字与地面的形状和位置一样重要。“我们实际上不知道,即使在我们超级城市化的地区,地址是什么,”斯派克说。这对于911接线员来说是个问题,如果他们不知道确切的位置,就无法派遣响应者。由于丹佛地区变化如此迅速,地图绘制者希望不断更新建筑,创造一个历史记录——一种门框上的铅笔标记式的成长图——记录城市是如何变成今天的样子的。在OSM中,你可以像在维基百科上一样查看编辑的存档。
当然,丹佛不是唯一一个缺乏易于使用的数据的城市,而在农村和发展中地区,这个问题甚至更加严重。全世界有150多个OpenStreetMap分支机构在帮助让他们的地区可见,追踪着不断变化的道路和边界。
给地图上色也可以很有趣。斯派克和弗里茨正在创建一个城市艺术目录,很快他们就能将涂鸦和壁画与特定建筑物的墙壁关联起来。有园艺爱好的人有一天可以计算出他们的建筑阴影下的城市花园将获得多少小时的阳光。书店老板可以估计有多少人会经过他们的橱窗。
在弗里茨的耐心指导下,伯特终于开始实际操作了。他镜子般地盯着地图,所有层都在屏幕上闪耀,等待他再添一笔。“啊,”他说,“这看起来真美。”
“你听到了吗?”弗里茨问斯派克,她正在调出一个她制作的帮助人们用自行车规划酒吧路线的网站。“他说它很美。”
Backcountry Pizza的MeetUp小组代表着地理情报奇点的先锋。但公平地说,我们也可以问,这个临界点是普通人想要的、需要的,还是会关心的吗?例如,考虑一下大多数人满足于在Google Earth上浏览,那里的图像通常是几年前的。“这满足了大多数人的基本好奇心,”Geospatial Amateurs的蒂莫尼说。
这个现象的教父科勒指出,奇点实际上需要一个有用的想法,一个能够廉价且轻松地整合实时数据和分析的想法,可能通过智能手机或浏览器界面。信息过载对我们微小的头脑来说太多了,无法快速解析,这意味着我们还需要人工智能变得比现在更聪明,并且需要那种能够提供人们真正想要的东西的特别的洞察力。“关键点将是找到那个杀手级应用,”他说,即一个全知的地球视角能让日常生活更轻松或更有效率。“我认为还没有人真正识别出这一点。”
这不会是我们第一次看不清未来。“如果有人在1980年问我关于GPS的问题,我会说,‘我不知道看到自己的位置有什么用,’”佐治亚理工学院的玛丽埃尔·博罗维茨说,她是《开放空间:开放获取环境卫星数据全球努力》一书的作者。但我们现在却离不开Tinder、Yelp,也无法在没有机器人语音提示的情况下导航,这一切都归功于GPS和智能手机将其置于掌中的能力。
然而,博罗维茨对隐私保护如何发展感到担忧。“我可以想象,当拥有海量数据时,你追踪个人或特定个人行踪的能力会增加,”她说。观察整个世界变化带来的麻烦是,你也是这个世界的一部分。
而且并非所有的“你”都能获得这种改变。“我认为阻碍弥合数字鸿沟的是贫富差距日益增长的趋势,”科勒说。当只有富人才能获得这种财富时,他们也控制着信息是如何收集、使用和解释的。
这就是为什么“自己动手”的倡议旨在将权力交到更多人手中。例如,就像目前通过PayPal支付披萨账单的那些人一样。今晚只有其中一位——伯特——绘制了地图。但这没关系。这个团体在地理空间数据方面投入了很大精力,同样也致力于连接社区,并在他们之间建立明晰的联系。
麦克安德鲁的目光转向窗外。暴风雪已经完全到来。他盯着看了几秒钟,然后掏出手机,调出一个实时交通显示。“你可以看出雪最大的地方,”他说,将屏幕转向我们。绿色的路段,车辆畅通,与红色的路段碰撞,车辆缓慢,雪花无疑在车灯中令人着迷。
当我们走出外面时,我们的眼睛证实了情况:雪已经开始堆积。它堆积在汽车和草叶上。它揭示了万物的轮廓,显示了我们互相走开的脚印,经过了尚未导入的建筑。
这个故事刊载于《大众科学》2020年春季号,起源专辑。