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2022-02-20 18:23

这些志愿者正在填补世界地图上缺失的部分,同时也在帮助人类

Jakobshavn Glacier

科罗拉多州博尔德市10月的晚上还没有开始下雪,但在Backcountry Pizza & Tap House附近的刺骨的风和低空的云层预示着一场提前的冬季风暴。快到下午6点的时候,黛安·弗里茨从寒冷的屋里回来了,在去后面房间的路上,她经过了弹球机和台球桌。她放下包,脱下羽绒服,在欢乐时间结束前迅速点了一份印度淡啤。她说:“很多人可能撑不过去。”她猜他们可能不愿意在结冰的道路上冒险。她耸了耸肩,拿出她的Mac电脑,上面贴着“色情地图”的标签。

Fritz在丹佛的Auraria图书馆工作,帮助那些想要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,她会教他们如何把州内每一口油井的位置都包括在内。除了工作之外,弗里茨还帮助领导了今晚在这里举行的MeetUp小组聚会——将有关建筑物的数据合并到该地区的众包地图中。该项目最终可以帮助紧急服务更迅速地到达人们的手中,让小企业更加引人注目,并向居民展示他们的城市(美国增长最快的城市之一)正在发生怎样的变化。到目前为止,大约有40人做了志愿者。

弗里茨打开她的笔记本电脑,寻找她将给任何新来者做的演示。不过现在,她唯一的听众就挂在她的头顶上:啤酒的牌子散落在房间里。

当她的电脑启动时,MeetUp的另一位领导者、数据科学家玛格丽特·斯爵(Margaret Spyker)和会员吉姆·麦克安德鲁(Jim McAndrew)一起来了。“如果你点得快,你会成为快乐时光,”弗里茨敦促他们。

世爵从桌子上拿了一份菜单,两人在只剩两分钟的时间点了餐,三合会成员开始聊天。“吉米已经在Foursquare上签到了,”世爵说。

麦克安德鲁笑着耸了耸肩:内疚。说到这个,弗里茨回忆说,她一直想称赞他最近在健身应用Strava上的一次冲刺,在那里他记录了自己令人印象深刻的快速跑。

他们停下来嘲笑自己的可预见性。甚至他们的闲聊也涉及地理空间——所有关于地点和时间的事情——就像那些在业余时间绘制地图的人所期望的那样。

今晚,他们希望在所谓的丹佛大厦引进项目上取得进展。他们将把来自政府数据库的形状、大小和地址叠加到众包免费的世界地图上,并将两者合并,使其成为数字地理的永久特征。

该项目是一个名为“开放街道地图”的国际项目的一部分,该项目成立于2004年。作为一个地图维基百科,OSM依靠志愿者——自成立以来已经有100万人,这是此类努力中最大的一次——来创建一个不断进化的地球代表。你可以在浏览器或像Facebook这样的平台上查看它,Facebook依赖它获取位置信息。虽然个人做它只是为了好玩,但它支撑着像亚马逊和微软这样的大公司的服务。OSM很重要,它不同于谷歌之类的地图,因为它是为人们制作的。它包含了参与者想要的信息,而不是像麦克安德鲁所说的“让谷歌地图赚钱的东西”。

southern Mongolia

在世界各地,书呆子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坟墓;警察找到了失踪的人;救援组织已经向洪水灾民派出了救援物资;退休间谍找到了武器藏匿处;自然资源保护主义者发现了森林砍伐;艺术家们找到了秘密军事设施;零售商也在衡量竞争对手停车场的空缺。

政策顾问和分析师约瑟夫·科勒(Josef Koller)认为,这种频繁更新的信息过多可能会导致一个临界点,他称之为Geoint奇点:在这个时代,没有特别专长或财富的人可以获得地理空间数据及其实时解释,提供了调查任何地方的权力,就像现在一样。实际上,任何人都可以在这个星球上找到他们想看的任何一个地点的实时视图。“世界基本上变得透明了,”科勒说,他是南加州一家联邦资助的研发中心——航空航天公司的系统主管。

科勒从2015年左右开始监测航天工业,注意到人造卫星的制造和发射变得更容易、更便宜。如今,有700多个轨道天体一直在观察地球,而2014年只有192个。这种增长意味着一些人会不断产生图像,显示你的房子不是2016年的样子,而是你读这篇文章时的样子。他也看到人工智能变得越来越聪明。通过精细调整的算法,它可以计算汽车数量,识别猫或你的表亲。最后,他发现通过手机和快速网络,人们可以流媒体分析这些数据。将其带到其逻辑端点and-voilà !——Geoint奇点。

我们还没到那一步,但我们已经在前进的路上了:卫星每天都会捕捉到特定海域或摩天大楼的图像。人工智能擅长于狭窄而具体的任务,比如识别树木或测量交通,但整合不同的流——航拍图片、闭路电视信号、推特帖子、地址、目前的垃圾车位置——仍然是一个棘手的问题。考虑到所有这些,没有人能说这个奇点是否会出现,或者如果它真的出现,普通地球人的经历会发生怎样的变化。也许人们会看到冰盖每分钟都在融化。也许他们会核实市政府关于建造新住房的说法,或者是否有外国船只停靠在附近。也许他们会知道,在任何时候,整个城市最好的开放停车位。或者他们根本不会太在意,制图技能仍然很重要,但也很重要,主要由情报机构、人道主义组织和企业使用。

在Backcountry,“开放街道地图”的志愿者代表了一个人们真正关心的未来。他们想知道他们在地球上的位置。麦克安德鲁在他的电脑上打开一段视频,循环播放来营造气氛。一个黑暗的球体出现在屏幕上。在DayGlo捕捉过程中,明亮的点和线在其表面闪烁,追踪国家、城市和之间的空间。这是一张地球地图集,按照人们修建道路、房屋和学校的时间顺序绘制。其他众包项目服务于特定的利基市场;StoryMap让用户在一系列事件中突出显示地点;Ushahidi帮助人们分享诸如警察遭遇之类的信息。但“开放街道地图”的雄心壮志最为宏大:捕捉整个不断变化的地球,以及每个地方的人们所关心的一切。

麦克安德鲁说,“你看到的每一行都是编辑”——现在地图上的一个地方,现在更真实地反映了现实世界。

snowfall in northwest Algeria

科勒给Geoint奇点命名的方式,就像你给一个尚未建成的城市命名,而你还没有为它绘制蓝图。虽然它所代表的未来似乎还很遥远,但实现这一目标的技术已经发展了几十年。美国政府在20世纪60年代发射了第一颗拍照卫星,随后又发射了用于军事和情报需求的卫星。美国国家航空航天局(NASA)、美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)以及美国地质调查局(United States Geological Survey)等机构发射了用于科学用途的航天器。他们的数据在很大程度上是公开的,任何人都可以查阅几十年前的记录,与今天的记录进行比较。

在20世纪90年代,商业也加入进来,主要是为了把图片卖给恐怖的机构。WorldView成像公司,现在叫做Maxar,部署了第一个私人拥有的照相机来俯视地球。如今,该公司还向石油和天然气公司出售数据,以监控管道,向大型零售商出售数据,以监控商店流量,并向开发商出售数据,以调查潜在的建筑区域。

与此同时,一个虚拟的圆形监狱出现了,它不再只是拍照。卫星还接收无线电传输、天气信息、红外图像和雷达数据。无人机在地球上空飞行,街道摄像头使监视更接近地面,智能设备广播地点,政府数据集——从路边削减到县线——在线直播。随着每一个细节的上升,奇点越来越近。

不过,这只有在数据公诸于众的情况下才有可能实现——这并不完全是私营公司的强项。尽管如此,他们有时还是会分享。例如,Maxar首次尝试让外行人参与图像分析和地图绘制。这个名为“Tomnod”的项目历时九年,在诸如2014年马来西亚航空(Malaysia Airlines)坠机之类的灾难或科学研究中招募了业余人员,比如为2016年的人口普查清点南极洲的威德尔海豹数量。在危机期间,Maxar还向人道主义开放地图(Humanitarian OpenStreetMap)等组织提供图像,这些组织资助以众包方式策划遭受危机的地区——比如地震后,或绘制疫苗分发图表,或了解难民迁移。

公司偶尔也会把数据交给研究气候变化的科学家、报道难以到达地区的记者,以及试图弄清全球紧张局势的分析师。大卫·施莫勒(David Schmerler)就是其中之一,他在加州蒙特雷的明德国际研究所(Middlebury Institute of International Studies)研究核武器和导弹发展。

Schmerler并没有接受过卫星图像分析方面的正式培训,但他拿着早上的咖啡,登录了一家名为Planet的公司的网站,该公司运营着大约140颗卫星,每天为地球上所有的陆地拍照。一些组织利用这些数据来追踪森林砍伐情况,或计算周二有多少货船抵达某个港口。但是,随着咖啡因的到来,Schmerler把镜头对准了朝鲜的几个网站。他说:“如果我看到很多道路活动,或者一座建筑被炸毁,或者他们改变了屋顶,那就说明那里发生了一些事情。”在过去,你只能在几天或几个月后,当一颗超期的卫星来查看时,才会知道这些事情。今天,你可以看到它。

Schmerler把所有这些地理空间数据看作是在一个扭曲的世界中找到真相的一条途径。他指出:“你可以用卫星图像来证实各种说法。”当他说"你"时,他是认真的。“当有人说世界正在发生变化时,我们不必依赖这句话。如果有人说冰盖正在融化,你可以登录上去看看。”


科罗拉多州可以说是一个地理空间中心:它是Maxar、NOAA办公室和一群年轻卫星初创公司的所在地,这些公司的地理知识基础都比平均水平要好。总部位于丹佛都市区的Geospatial Amateurs是另一家相信所有这些数据的个人效用的MeetUp。“业余爱好者”是个厚脸皮的名字。许多成员,其中一些也是OSM的成员,至少在与地图或地球观测相关的领域工作,如环境科学或交通。他们不想要赞助、企业干预或专业影响。相反,该组织希望培养领导布莱恩·蒂莫尼(Brian Timoney)所说的“自己动手”项目。它是DIY的,但有图像、传感器读数和地图,而不是针、线和阿伊达布。“这个想法,”他说,“是你可以回答影响你日常生活的地理空间问题。”

为了让俱乐部更平易近人,蒂莫尼试图营造一种低调的氛围,从MeetUp自己的描述开始。蒂莫尼是一名数据分析师,经营着一家咨询公司。以2019年8月会议的邀请为例:一位科学家演示了如何使用雷达和激光数据,在与会者个人关心的任何黑色或蓝色斜坡上计算积雪深度。该网站写道:“在这次演示之后,你将用更敏锐的眼光环视你的滑雪场,而I-70上的基本碎屑表面上仍将是一个度假胜地中山雪堆深度的阅读。”

在其他会议上,成员们展示并讲述他们自制的解决方案,这些方案使用市政数据集、来自NOAA等机构的开源信息,以及来自Car2Go租赁服务等公司的合法黑客攻击。一个真正的乍得人制作了丹佛地区的人行道地图。亚当·比克福德(Adam Bickford)成员帮助一名市议会候选人优化了拉票路线。里卡多·奥利维拉拍摄了巴士位置的实时信息并创建了自己的显示器。(这些例子发生在大型政治活动和组织建立自己的版本之前。)“我们希望让人们了解现有的丰富多样的数据集,”蒂莫尼说,“并激励人们。”

在世界各地,人们受到了启发,尤其是卫星图像。老师们让孩子们在全球玩寻宝游戏。宅男们会在谷歌观光这样的网站(不隶属于谷歌,而是由两个男人提供)的指导下,看到他们可能永远不会去的地方。农民们用谷歌地球卫星地图来确定他们的玉米应该放在哪里。徒步旅行者仔细研究它们,寻找没有标记的路径。猎人们向它们咨询,以预测动物会在哪里。

然而,如果奇点到来,这些追求看起来将有所不同:二年级学生和熟练的登山运动员将认识到这个星球的真实面貌,而不是像上周、上个月或去年那样。如果你能每天观察一群麋鹿的旅程会怎样?如果一小时前你就能知道你的旅游目的地有多拥挤呢?如果一日游的人可以在出发前看看落叶的百分比会怎么样?

Salar de Uyuni

与此同时,在Backcountry Pizza,制图师们终于迎来了一位新人,他以前从未参与过这个项目:特拉维斯·伯特(Travis Burt),富兰克林能源(Franklin Energy)公用事业公司的一名开发商。伯特立即拿出他的笔记本电脑,学习如何将丹佛的建筑数据与开放街道地图网格合并。

当世爵和麦克安德鲁在角落里聊天时,小组组长弗里茨告诉伯特如何注册,以便他能看到丹佛地区政府委员会的数据——弗里茨说,“我们亲切地称其为Cog博士。”每两年,Cog博士就会花钱让飞机在都市区上空拍照。然后分析人员利用这些图像来追踪建筑物的边界,精确到3英寸左右。虽然所有的信息都是公开的、免费的,但对外行人来说并不是特别友好。但是一旦它加入了OpenStreetMap,它就不会比谷歌Maps更难访问和理解。

将数字固定在虚拟建筑上与地面上的形状和点同样重要。世爵说:“实际上,即使在我们的超城区,我们也不知道这些地址是什么。”这对911接线员来说是一个问题,如果他们不知道具体位置,就无法将救援人员派到某个地点。由于丹佛地区的变化如此之快,地图绘制者们希望继续更新这些建筑,创造一项历史记录——一种用铅笔在门框上画出的增长图表——记录这座城市如何变成它将成为的样子。在OSM中,您可以像在维基百科上一样查看编辑归档。

当然,丹佛并不是唯一一个缺乏用户友好数据的城市,这个问题在农村和发展中地区更为严重。在世界各地,150多个“开放街道地图”分会正在帮助他们的地区变得可见,追踪不断变化的道路和边界景观。

在地图上着色也可以很有趣。世爵和弗里茨正在创建一个城市艺术目录,很快他们就能把涂鸦和壁画钉在特定建筑的墙上。有一天,园艺能手们可以计算出他们的城市花园在建筑的阴影下能得到多少小时的阳光。书店老板可以估计有多少人会经过他们的橱窗。

在弗里茨的指导下,伯特终于真正开始工作了。他用镜子般的眼睛盯着地图,屏幕上的每一层都闪闪发光,等着他再画一层。“啊,”他说,“这看起来很漂亮。”

“你听到了吗?”弗里茨问世爵,世爵正在创建一个网站,帮助人们计划骑自行车去酒吧。“他说它很美。”

今晚在Backcountry Pizza的MeetUp小组代表了Geoint奇点的先锋。但同样公平的是,问一下临界点是不是普通人想要、需要或者会关心的东西。例如,考虑到大多数人满足于通过谷歌地球旋转,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,”地理空间爱好者蒂莫尼说。

这种现象的“教父”科勒指出,奇点确实需要一个有用的想法,一个廉价而容易地集成实时数据和分析的想法,可能是通过智能手机或浏览器界面。对于我们弱小的大脑来说,大量的信息太多了,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,有一种特殊的悟性来提供人们真正想要的东西。“关键在于找到杀手级应用,”他说,这就是为什么地球上的全视之眼会让日常生活变得更容易或更高效。“我认为还没有人真正意识到这一点。”

这也不是我们第一次看不清未来了。“如果有人在1980年问我一些关于GPS的问题,我会说,‘我不知道它是否有用,看看你在哪里,’”乔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的全球努力》的作者。但现在,我们有了Tinder和Yelp,如果没有耳朵里的机器人声音,我们基本上无法导航,因为GPS和智能手机可以把它们放在我们的掌心。

不过,对于隐私保护将如何发展,博罗维茨有疑问。“我可以想象,当你拥有无处不在的数据时,你追踪个人或特定个人动作的能力会增强,”她说。观察整个世界变化的困难在于,你是这个世界的一部分。

并不是每个“你”都能得到这种改变。科勒说:“我认为阻碍缩小数字鸿沟的是贫富差距日益扩大的趋势。”当只有富人才能得到奖赏时,他们还控制着信息的收集、使用和解读。

这就是为什么自发行动旨在让更多的人掌握权力。比如,现在有人用paypal把他们的那份披萨账单转给了弗里茨。只有一个人,伯特,今晚绘制出了任何东西。这是很正常的。这个小组不仅是关于地理空间数据,也是关于连接一个社区,并在他们之间建立清晰的界限。

麦克安德鲁向窗户望去。暴风雨完全来了。他盯着看了一秒钟,然后拿出手机,打开实时交通显示。“你可以知道哪里的雪最严重,”他说着,把屏幕朝我们一闪。绿色的部分,汽车在流动,撞上红色的部分,司机已经减速,毫无疑问,雪花在他们的前灯催眠。

当我们走到外面时,我们的眼睛证实了这个情况:雪开始粘了。它堆积在汽车和草叶上。它揭示了一切的轮廓,展示了我们的足迹,当我们离开彼此,经过尚未进口的建筑。

本文发表在《大众科学》2020年春季版的《起源》杂志上。