logo
FA 1/2022 z laboratoriów

Iwona Jażdżewska

Nauka o geoinformacji w Polsce

W drugiej dekadzie XXI w. nauka o geoinformacji jest już rozpoznawalna w strukturze organizacyjnej polskich uczelni. Od lat 90. coraz więcej młodych badaczy z nią związanych znajdowało zatrudnienie na uczelniach, przez co zwiększały się możliwości tworzenia nowych zespołów o podobnych zainteresowaniach.

GIScience to młoda, szybko rozwijająca się na świecie dyscyplina, której wyniki prac badawczych były i są publikowane w dziesiątkach czasopism i konferencji. W polskiej literaturze naukowej i na konferencjach związanych z Systemami Informacji Geograficznej pojawiła się ona jako „nauka o geoinformacji”.

Nowa dyscyplina naukowa i jej paradygmaty

Od 30 lat w literaturze światowej trwają poszukiwania odpowiedzi na pytanie o możliwości uznania GISscience za dyscyplinę naukową. Po raz pierwszy terminu tego użył geograf Michael Goodchild i ogłosił go w przemówieniu na międzynarodowym sympozjum The Fourth International Symposium on Spatial Data Handling w 1990 r. w Zurychu, a następnie opublikował w czasopiśmie „International Journal of Geographical Information Systems” (od 1997 r. „International Journal of Geographical Information Science”).

Dyskusja na temat uznania GISscience za dyscyplinę naukową odnosi się do zagadnień związanych z filozofią nauki (Kartezjusza, Fermata, Bacona, Comte’a, Kanta, Flecka, Poppera, Kuhna i innych) ale również filozofią techniki. W dyscyplinach naukowych obwiązywały paradygmaty, zgodnie z którymi uczeni danej dyscypliny prowadzą badania naukowe, a zmiany paradygmatów zdarzają się wskutek wewnętrznych mechanizmów w danej dyscyplinie (T.S. Kuhn, Struktura rewolucji naukowych). Współcześnie ważnym aspektem w tej dyskusji jest fakt, że wskazani filozofowie nauki tworzyli w czasie przed rewolucją informatyczną. Uruchomienie pierwszego komputera i rozwój informatyki określa się jako kamień milowy w nauce. Pojawiło się pojęcie „światopoglądu ery informatycznej”, która nastała po erze rolniczej i przemysłowej lub „światopoglądu informatycznego” (J.D. Bolter, Człowiek Turinga. Kultura Zachodu w wieku komputera). Jest on ściśle związany z nową formacją społeczną – społeczeństwem informatycznym/informacyjnym. Powstało pojęcie determinizmu technicznego, zgodnie z którym technika kształtuje i determinuje strukturę społeczną i kulturową (V. Dusek, Wprowadzenie do filozofii techniki). Nastąpił gwałtowny wzrost ilości danych, których przetwarzanie wymaga odpowiednich, coraz bardziej wydajnych systemów informatycznych. Informacje cyfrowe przesyłane są z różnego rodzaju sensorów, urządzeń i symulacji obliczeniowych. Jest ich tak dużo, że trzeba na nowo przemyśleć sposoby ich pozyskiwania, przechowywania, organizowania i analizowania. W konsekwencji przechodzimy do nauki intensywnie wykorzystującej dane. Problem ten dostrzegł amerykański informatyk Jim Gray (1944–2007), zdobywca nagrody Turinga, i zaproponował „czwarty paradygmat” badań naukowych (rycina) (T. Hey, S. Tansley, K. Tolle, The Fourth Paradigm. Data-Intensive Scientific Discovery).

Koncepcja czterech paradygmatów badań naukowych Jima Graya może być przyjęta w omawianiu GIScience. Zarówno trzeci paradygmat „obliczeniowy”, związany z symulacją komputerową złożonych zjawisk, jak i czwarty, związany z eksploracją danych, nazywany „nauką intensywnie wykorzystującą dane”, obejmują naukę o geoinformacji, gdyż dają nowe narzędzia do analizy, wizualizacji, wydobywania i manipulowania danymi naukowymi oraz możliwości ich zastosowania do symulacji lub „wydobywania wiedzy” przestrzennej.

Ważnym aspektem nauki o geoinformacji jest fakt, że ma ona ścisły związek z naukami geograficznymi oraz geodezją, gdyż koncentruje się na pomiarach i informacjach dotyczących opisu powierzchni Ziemi i przez to zapewnia szeroki kontekst dla badań przestrzennych. Ponadto GIScience weszła w pole badawcze kilku dyscyplin naukowych i równolegle wiele dyscyplin korzysta z metod GIScience. Nastąpił „zwrot przestrzenny” w naukach humanistycznych i społecznych, takich jak: antropologia, socjologia, religia, politologia, edukacja i innych. Konsekwencją współpracy są projekty multi-, inter– lub transdyscyplinarne, w których nauka o geoinformacji pełni rolę integrującą.

Nauka o geoinformacji w Polsce 1

Paradygmaty nauki według Jima Graya

Bariery rozwoju nauki o geoinformacji w Polsce

Rozwój zastosowania Systemów Informacji Geograficznej oraz nauki o geoinformacji w Polsce miał inny przebieg niż w krajach wysokorozwiniętych. Przede wszystkim był bardzo opóźniony. Było to związane z kilkoma czynnikami: politycznymi, ekonomicznymi, społecznymi.

Pierwsze Systemy Informacji Geograficznej w Kandzie i USA powstały w połowie XX wieku, a za początek rozwoju GIScience uznaje się powstanie w 1988 r. w Stanach Zjednoczonych National Center for Geographic Information and Analysis (NCGIA). W tym czasie rozwój nauki w Polsce przebiegał odmiennie niż w państwach „za żelazną kurtyną” i był silnie powiązany z rozwojem nauki w krajach znajdujących się pod wpływem ZSRR. Dotyczyło to szczególnie dyscyplin wymagających drogich i specjalistycznych urządzeń oraz technologii do prowadzenia badań. Nie każdy zdaje sobie sprawę z funkcjonowania w czasach zimnej wojny (1949-1994) komitetu Coordinating Committee for Multilateral Export Control (COCOM), który skupiał 17 państw zachodnich, dysponentów najbardziej zaawansowanych technologii. Miał on bardzo ważne zadanie niedopuszczenia do uzyskania przez którykolwiek z krajów tzw. bloku wschodniego i za ich pośrednictwem Związku Radzieckiego najnowocześniejszych towarów i technologii tzw. podwójnego zastosowania, tzn. mogących obok normalnych zastosowań cywilnych posłużyć np. rozwojowi techniki wojskowej, skierowanemu przeciw państwom zachodnim. Należały do nich technologie związane z GIS. Dopiero transformacja ustrojowa w Polsce spowodowała zniesienie w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku ograniczeń COCOM-u wobec Polski, co umożliwiło m.in. rozwój Internetu w tej części świata i przepływ nowych technologii.

Nauka o geoinformacji jest ściśle związana z technologiami GIS. Są one kosztowne. Wymagają wysokiej jakości sprzętu informatycznego, danych przestrzennych pozyskiwanych z różnych źródeł oraz dobrze wykształconych specjalistów. Wspomniane wcześniej amerykańskie centrum naukowe NCGIA dysponowało w 1988 r. funduszem 5 mln USD rocznie. Nauka polska nie miała odpowiedniego wsparcia finansowego przed 1990 rokiem i musiała korzystać ze skromnych zasobów, jakie jej przyznawano. Dopiero po transformacji system grantów badawczych przyniósł pewną poprawę tej sytuacji, ale nie tak dobrą, aby badacze związani z nauką o geoinformacji mieli komfort pracy w tym zakresie. Jest nadzieja, że utworzone i właśnie uruchomione na Politechnice Warszawskiej centrum geoprzestrzennych analiz naukowych (CENAGIS) da kolejny impuls jej rozwoju. Posiada ono najnowsze technologie, w szczególności geoinformatyczne i informatyczne, pozwalające na zdalny dostęp do unikalnych laboratoriów badawczych szerokiemu gronu naukowców i współpracujących innowacyjnych przedsiębiorstw technologicznych.

Czynnik społeczny wiązał się z uznaniem nauki o geoinformacji za dyscyplinę naukową wśród polskich naukowców. Oprócz nadrabiania zaległości technologicznych, nie najlepszego inwestowania w aparaturę badawczą i oprogramowanie, istniał opór wśród najstarszych przedstawicieli dyscyplin, w których wykorzystywany był GIS. Pojawiały się opinie, że jest to „nóż w plecy” dla danej dyscypliny. Pewnym problemem były prace na stopień, do których niezbędny był otwarty na nowe podejście promotor i recenzenci. Nadal wielu pasjonatów GIS tkwi w dyscyplinie, która była podstawą nadania im tytułów naukowych, ale równocześnie uprawiają oni naukę o geoinformacji, w której nie mają możliwości formalnego rozwoju. Rodzi to pewne niedogodności, a nawet napięcia.

Nauka o geoinformacji w Polsce

Immanentną cechą GIScience jest praca na pograniczu geografii, geodezji i informatyki, do której zapraszani są naukowcy z innych dyscyplin naukowych. Na przełomie XX i XXI w. coraz liczniejsze były prace naukowe polskich geografów wykorzystujące Systemy Informacji Geograficznej, lecz nie zawsze ich autorzy umieszczali akronim GIS w tytule lub w słowach kluczowych. Może to świadczyć o tym, że był on traktowany jedynie jako narzędzie wykorzystywane podczas procedury badawczej. Natomiast jego podkreślenie w tytule mogło oznaczać szersze, kompleksowe podejście do rozwiązania problemu naukowego za pomocą GIS i było zwiastunem włączenia się do GIScience. Na początku XXI w. na wydziałach geograficznych większości polskich uczelni pracowała grupa pasjonatów Systemów Informacji Geograficznej, która widziała swoją naukową przyszłość w rozwoju nauki o geoinformacji. W podobnej sytuacji byli geodeci, którzy dzięki inicjatywie Polskiego Towarzystwa Informacji Przestrzennej (PTIP) już od 2001 r. mieli możliwość udziału w corocznej konferencji naukowej i wymiany myśli oraz doświadczeń związanych z informacją przestrzenną, do której coraz częściej zapraszano geografów.

Polem do wymiany idei z zakresu nauki o geoinformacji stały się coroczne spotkania podczas konferencji „GIS w nauce”, organizowanej od 2012 r., której inicjatorami byli Iwona Jażdżewska (Uniwersytet Łódzki) i Jacek Urbański (Uniwersytet Gdański), a pierwsze obrady miały miejsce na Wydziale Nauk Geograficznych UŁ przy współpracy Wydział Oceanografii i Geografii UG. Kolejne konferencje organizowali: Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej UMCS oraz Instytut Historii KUL (2013), Wydział Oceanografii i Geografii UG oraz Wydział Nauk Geograficznych UŁ (2014), Wydział Nauk Geograficznych i Geologicznych oraz Wydział Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (2015), Wydział Geografii i Studiów Regionalnych UW przy współpracy z Politechniką Warszawską, Szkołą Główną Gospodarstwa Wiejskiego, Instytutem Historii PAN (2016), Wydział Geodezji, Inżynierii Przestrzennej i Budownictwa Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie (2017), Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ (2018), Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu oraz Politechnika Wrocławska (2019). W 2020 r. i 2021 z powodu epidemii COVID-19 nie odbyła się konferencja organizowana przez Wydział Nauk o Ziemi i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Konferencja rozszerza swój zasięg nie tylko pod względem geograficznym, ale również uczelni, towarzystw oraz dyscyplin naukowych, gdyż biorą w niej udział: geografowie, geodeci, informatycy, urbaniści, historycy, biolodzy i przedstawiciele innych dyscyplin. Tak szeroki krąg reprezentujących różne dyscypliny osób zainteresowanych rozwojem GIScience wskazuje na to, że również w Polsce nauka o geoinformacji będzie miała charakter multi-, inter– lub transdyscyplinarny. Większość uczestników konferencji promuje geoinformację na swoich macierzystych uczelniach nie tylko w nauce, ale również w dydaktyce, w konsekwencji czego powstają nowe przedmioty, specjalizacje oraz kierunki studiów.

Polscy naukowcy związani z GIScience publikują w renomowanych międzynarodowych czasopismach naukowych. Ich artykuły naukowe znajdują się również w wielu polskich czasopismach reprezentujących odmienne dyscypliny naukowe. Z powodu licznych zmian w klasyfikacji dyscyplin naukowych w Polsce dość trudno jest analizować je w kontekście przynależności do dyscypliny (w szczególności gdy jej jeszcze formalnie nie ma). Najczęściej w słowach kluczowych pojawia się akronim GIS, który najbardziej związany był z: teledetekcją, kartografią, fotogrametrią, geodezją, informatyką, ekologią, geografią, geologią, urbanistyką. Z polskich czasopism naukowych, w których pojawiają się artykuły związane z nauką o geoinformacji, można wskazać m.in.: „Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji” (ostatni numer w 2020 r.), „Czasopismo Geograficzne” (70 pkt), „Geodezja i Kartografia” (70 pkt), „Geoinformatica Polonica” (20 pkt), „Geomatics and Environmental Engineering” (70 pkt), „Polski Przegląd Kartograficzny” (70 pkt), „Prace Instytutu Geodezji i Kartografii” / „Geoinformation Issues: Problemy geoinformacji” (ostatni numer w 2018 r.), „Przegląd Geodezyjny” (40 pkt), „Przegląd Geograficzny” (70 pkt), „Roczniki Geomatyki” (20 pkt), „Teledetekcja Środowiska” (20 pkt).

Przyszłość nauki o geoinformacji w Polsce

W trzeciej dekadzie XXI wieku istnieje duży potencjał naukowy, organizacyjny i technologiczny do rozwoju nauki o geoinformacji w Polsce.

Tworzenie się społeczności zainteresowanej nauką o geoinformacji w Polsce jest faktem. Grono naukowców związanych z GIScience powiększa się i jest bardzo dobrze wykształcone. Coraz więcej prac na stopień doktora w dyscyplinach związanych z informacją geograficzną ma nowatorski udział GIS w problematyce i treści dysertacji. Można uznać, że są one częścią nieformalnej nauki o geoinformacji w Polsce.

Na koniec drugiej dekady XXI w. społeczność akademicka GIScience w Polsce i na świecie ma coraz więcej możliwości włączenia się w jej nurt. Liczne prace naukowe są dostępnie dzięki ich publikacji w Internecie, a możliwości spotkań naukowych na konferencjach międzynarodowych i krajowych poszerzają tę społeczność. W ten sposób powstaje opisany przez Ludwika Flecka „Kolektyw myślowy, który jest wspólnotą ludzi związanych wymianą myśli lub wzajemnym oddziaływaniem intelektualnym” (S. Werner i inni, Ludwik Fleck. Style myślowe i fakty).

Nowe dyscypliny powstają wówczas, gdy naukowcy kwestionują część dotychczasowych paradygmatów i proponują nowe w odkrywaniu wiedzy i określaniu pewnych prawidłowości. Można je współcześnie odnaleźć w dyskusji, jaka toczy się między uczonymi w odniesieniu do GISystems i GIScience. Rozpoczyna się ona wśród polskich naukowców. W ramach rewolucji naukowych – według Kuhna – grupy badaczy przywiązane do nowego paradygmatu tworzyły towarzystwa naukowe, redagowano i wydawano nowe czasopisma naukowe oraz wprowadzano nowe treści do programu nauczania. Ma to miejsce w przypadku nauki o geoinformacji w Polsce. Zarówno w ramach Polskiego Towarzystwa Informacji Przestrzennej, Oddziału Teledetekcji i Geoinformatyki Polskiego Towarzystwa Geograficznego oraz Sieci Naukowej Analiz i Prezentacji Danych Geoprzestrzennych trwają rozmowy o przyszłości GIS lub GIScience. Programy nauczania na licznych kierunkach uwzględniają szeroko rozumiane Systemy Informacji Geograficznej, od blisko dekady oferowane są studia pierwszego i drugiego stopnia na kierunku geoinformacja.

W drugiej dekadzie XXI w. nauka o geoinformacji jest już rozpoznawalna w strukturze organizacyjnej polskich uczelni. Od lat 90. XX w. coraz więcej młodych badaczy z nią związanych znajdowało zatrudnienie na uczelniach, przez co zwiększał się stan kadrowy oraz możliwości tworzenia nowych zespołów o podobnych zainteresowaniach. Powstały liczne pracownie, zakłady, katedry i instytuty mające w nazwie słowa: geoinformacja, geoinformatyka, geomatyka, GIS, Systemy Informacji Geograficznej.

Dużym impulsem do rozwoju nauki o geoinformacji w Polsce może być realizowany przez profesora Politechniki Warszawskiej Dariusza Gotliba z zespołem projekt pt. „Centrum naukowych analiz geoprzestrzennych, obliczeń satelitarnych wraz z laboratoriami testowania/certyfikacji produktów geomatycznych” (CENAGIS). Utworzone centrum ma do dyspozycji najnowsze, na światowym poziomie technologie geoinformatyczne i informatyczne pozwalające na zdalny dostęp do unikalnych laboratoriów badawczych szerokiemu gronu naukowców i współpracujących innowacyjnych przedsiębiorstw technologicznych. Użytkownicy będą mogli konfigurować wirtualne maszyny z odpowiednią dla siebie mocą obliczeniową, wybranym oprogramowaniem GIS, przestrzenią dyskową, a przede wszystkim ze skonfigurowanym dostępem do odpowiednich zestawów danych przestrzennych. Pozwoli to na obniżenie kosztów realizacji projektów wymagających dużego nakładu na technologie i dane. Ważną częścią projektu jest repozytorium danych geoprzestrzennych Polski, dzięki któremu użytkownicy będą mieli dostęp do otwartych zbiorów danych przestrzennych dla obszaru kraju, zarówno wektorowych, jak i rastrowych, a także – dzięki partnerom projektu – dostęp do obrazów satelitarnych Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Równolegle z pracami wdrożeniowymi prowadzono w ramach projektu inicjatywę stworzenia Sieci Naukowej Analiz i Prezentacji Danych Geoprzestrzennych Polski, która ma na celu konsolidację i koordynację programów badawczych z zakresu geoinformacji w Polsce. Na początku 2022 należało do niej blisko 30 podmiotów naukowych z całego kraju.

Podsumowując, można powiedzieć, że społeczność polskich naukowców związana z nauką o geoinformacji jest coraz bardziej otwarta na nowe wyzwania, jednak potrzebuje nowych impulsów i argumentów do powstania nowej dyscypliny. Dużym problemem jest nowy podział polskiej nauki na dziedziny i dyscypliny oraz konieczność uzyskania awansu naukowego w jednej z nich. Z drugiej strony nie ma ograniczeń w publikowaniu artykułów naukowych w zagranicznych czasopismach związanych z GIScience, co z czasem może pomóc podnieść prestiż naukowy tej grupy badaczy. To od ich determinacji zależeć będą jej losy.

W artykule wykorzystano fragmenty książki I. Jażdżewskiej pt. Od nauk geograficznych w kierunku nauki o geoinformacji, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, 2021.

Dr hab. Iwona Jażdżewska, prof. UŁ, Instytut Geografii Miast, Turyzmu i Geoinformacji, Wydział Nauk Geograficznych Uniwersytetu Łódzkiego

Wróć