基于历史GIS对清代阮元历算交游的可视化分析

Visual Analysis of Ruan Yuan's Academic Interactions on Mathematics and Astronomy in the Qing Dynasty Based on Historical GIS

摘要

阮元作为扬州学派的领袖人物，在清代学术史上具有重要地位，其历算活动支持和推动了清代学术发展。以阮元的历算活动为研究对象，建立记录历算活动的时间、地点、事件、主要参与人员等信息的数据表，共收录历算活动信息26条，分为建立学堂、组织编撰刻书、生活实际应用。基于历史GIS对相关数据进行处理与可视化分析，结果表明清中期以阮元为中心的历算家群体，在空间上呈现以经济文化发达的江浙地区为中心，并向内地扩散的地理演变趋势。这一结果为进一步研究阮元的社会关系和组织结构提供助益。

Abstract

As the leading figure of the Yangzhou School， Ruan Yuan occupied an important position in the academic history of the Qing Dynasty， and his activities related to mathematics and astronomy supported and promoted the academic development of the Qing Dynasty. By taking Ruan Yuan's mathematical and astronomical activities as the research object， a data table recording the time， location， events， core participants and other information of such activities was constructed， and a total of 26 pieces of activity information were collected， which were categorized into three types， including building schools， organizing the compilation and block printing of books， and practical application in life. Relevant data were processed and visually analyzed based on historical GIS. The results showed that the group of mathematicians and astronomers represented by Ruan Yuan in the mid-Qing Dynasty presented a spatial evolution trend that took the economically and culturally developed regions in Jiangsu and Zhejiang as the core and spread to inland areas. The findings were conducive to further research on Ruan Yuan’s social relationships and organizational structure.

Graphical abstract

关键词

历史GIS / 阮元 / 历算交游 / 可视化

Key words

historical GIS / Ruan Yuan / academic interactions on mathematics and astronomy / visualization

阮元（1764—1849），字伯元，号芸台，一生历经乾隆、嘉庆、道光三朝，被称为“三朝元老，九省疆臣”，不仅整饬吏治、赈灾济困、兴学重教、巩固海防，还在经学、训诂学、历算、地理学等方面均有造诣，是扬州学派的领袖人物。他还积极倡导学术研究，组织整理、考订、编校历算书籍，为清代学术作出了重要贡献。

近年来，可视化研究作为一种新兴的研究方法，在诸多领域得到广泛应用，特别是将地理信息系统（geographic information system，GIS）技术用于历史地理研究，将历史上的地理要素转移到以现代地理坐标系统为参照系的电子地图上，有助于发掘隐藏在数据背后的潜在信息和传统研究难以发现的现象^［1］。鉴于此，本文通过构建GIS地图，直观呈现阮元历算交游的地点以及与相关人员之间的学术联系，不仅可以清晰地展示阮元历算交游的地域分布，还可以呈现以阮元为首的历算家群体的地理位置分布及其扩散趋势。

1 研究现状

学界已有关于阮元的诸多研究，如《雷塘庵主弟子记》^［2］记载了阮元各个时期在各地为官的政绩，包括皇帝圣旨、来往书信、阮元奏疏等重要资料，为研究者提供了文献基础；《阮元年谱》^［3］记述了阮元一生的活动，包括政绩、学术、著述和交游等，为研究者提供了便利；郭明道的《阮元评传》^［4］、王章涛的《阮元传》^［5］、李成良的《阮元思想研究》^［6］注重对阮元学术成就及思想的评论分析。另有关于《畴人传》的相关研究，如魏雪刚^［7］从多角度阐释了《畴人传》描绘的历算体系，邓亮等^［8］、王曼^［9］重点分析了《畴人传》的编撰特点、编撰思想、历史意义。

此外，历史人物时空可视化方面的重要成果同样需要关注，如徐永明^［10］利用GIS技术与相关数据库，展示人物行迹和活动地点、社会关系地理分布、社会关系点线表达等多种可视化效果图。位通等^［11］利用GIS技术实现了以事件为中心的人物年谱事件信息的时空可视化。浙江大学“学术地图发布平台”^［12］发布了很多以年谱为数据来源制作的人物行迹图。姜立刚^［13］利用可视化的方法探究了流贬官员的空间分布等问题。

整体而言，在历史人物时空可视化方面的研究已较普遍，但对阮元历算交游的可视化研究暂付阙如。因此，以阮元的历算交游活动为研究对象，结合可视化技术呈现其历算交游的地域分布，进一步探讨地理位置、学术氛围等因素对算学发展的影响。

2 阮元历算交游的数据采集及处理

2.1 数据来源与采集

基于《阮元年谱》及中国基本古籍库^［14］等相关史料与已有研究成果，梳理阮元在历算方面的活动与成就，主要依据此事件是否与阮元有直接关联，从中提取与阮元的历算活动有关联的数据信息，最终筛选出历算交游信息26条，记录其时间、地点、事件及主要相关人员。按照事件类型划分为书院教育、编刻书籍、生活实际应用3类，书院教育包括建立诂经精舍和学海堂，编纂书籍包括编撰《四库全书》《畴人传》以及为他人著作作序等，生活实际应用包括盘量仓谷并颁布《依斗定尺议》及撰写《粮船量米捷法说》，实施量米新法。

2.2 数据处理

为保证矢量点数据的统一性，依据方诗铭的《中国历史纪年表》^［15］，将时间统一换算，均标注在地图矢量点信息中，矢量点数据记录形式为“嘉庆三年（1798年）”。由于古今地名有所不同，参考薛国屏的《中国古今地名对照表》^［16］，使用在线地图工具对其中的经纬度进行了查询与记录，处理结果见表1。需要说明的是，在阮元历算交游图中对阮元的坐标定位，采取的是该事件发生时阮元任职府衙所在城市或事件发生时阮元的实际所在地；对其他主要相关人员的坐标定位，采取的是该人员的籍贯所在地。在阮元官职变迁图中对阮元的坐标定位采取的是任职府衙所在地，并以省为单位进行变动，省内行迹变化未作表示。

3 阮元历算交游的可视化分析

3.1 阮元历算交游活动概述

3.1.1 建立新式书院，改革教育制度

嘉道年间，一些有识之士酝酿着改革教育制度，阮元则是其中的代表人物。他任浙江巡抚时建立海宁安澜书院，创建玉环厅学宫，添设学额，并在浙江、江西、广东等地对科举考试号舍进行修建改造^［6］。最能体现阮元在教育改革方面成就的是诂经精舍和学海堂的建立，其矢量点数据内容见表2。这两所学院均以经史研究为主，不教八股文，涉及天文、算学、地理、水利、军事技术等方面的内容，还学习一些传入的历算知识，而教学科目的改变充分体现了阮元“明体达用”“实事求是”的教育思想。

3.1.2 寻访失传典籍，编刻传世著作

在长期的仕途生涯中，阮元以倡导学术发展为己任，不仅组织编刻了大量流传于世的典籍（如《畴人传》），还不断寻访失传已久的算学古籍（如《四元玉鉴》《益古演段》）。同时，阮元与其他学者进行广泛交流，不仅为他们的著作作序，还帮助他们将所著书籍刊行于世，这些成就对文化的保存与传承起到了积极的作用，具体数据处理结果见表3。

3.1.3 历算在实际生活中的应用

阮元一生倡导“实学”，主张“实践为先”，且善于将科学理论运用到实际生活和工作中。1802年时任浙江巡抚的阮元来到海盐仓盘量仓谷，比较原册记载少了九十四石七斗，阮元认为为令者大多不懂《九章》，无法判断官吏是否作弊，因此让焦循立简明之法，制定出《依斗定尺议》并颁布实施。1812年阮元调任漕运总督，管八省之粮，粮船数量多，运载量大，量米的工作量增大，而量米旧法比较烦琐，且难审核、易出错，还容易产生舞弊，阮元仔细分析了旧法的弊端，提出了一种更加简便实用的量米新法。经过实践检验后，新法被“颁行各省，并刻石嵌漕院壁间”大力推广。实际应用类事件数据处理结果见表4。

3.2 阮元行迹变化概述

阮元一生的行迹迁移基本由官职变迁决定，1786年前，阮元的生活以在扬州境内求学为主，直至随谢墉北上京都。1793年，阮元初任山东学政，开启了长达四十五年的官场生涯。在此期间，阮元的行迹几乎遍布全国，阮元从1789年任翰林院庶吉士至1838年辞官回乡，其行迹变化的相关数据见表5。

3.3 可视化分布图展示与分析

根据相关数据，采用ArcGIS10.2版本的地理信息软件，选择国家地理信息公共服务平台“天地图”中的中国矢量地图作为底图，按分类事件数据处理结果，生成了阮元历算交游分布图及行迹变迁图（图1-4）。

在制作阮元历算交游分布图时，按照事件的不同分类，在中国矢量地图的基础上叠加了以阮元为中心，连接事件其他主要相关人员的活动行迹关联图。为方便区分主次关系，在图中对阮元及其事件主要相关人员采用不同的符号进行标识，即阮元所在坐标点采用黑色三角形标注点，主要事件相关人员所在坐标点采用黑色圆形标志点。在制作阮元行迹变迁图时，对阮元所在坐标采用黑色圆形标志点，坐标之间采用黑色标识线进行连线标注。最后，对矢量点进行事件信息标注。

本文收录的历算交游活动涉及人员共14位，对其所处地区进行统计可知，14位相关人员的户籍所在地以江苏省、浙江省、上海市一带为主，并向周围省份扩散，安徽省、广东省、山西省等次之。其次，对历算交游活动行迹所处地区进行统计可知，以阮元为首的历算家群体的历算活动共涉及10个省份，其中以江苏省、浙江省、安徽省一带为主，广东省、上海市、北京市等次之，具体频次数见表6。

综上，阮元的历算交游情况主要分为两个阶段，第一个阶段在1795-1820年，根据表6“阮元历算活动所处地区频次”可知，阮元的活动主要集中在浙江省、广东省与北京市，这期间阮元主要担任浙江省巡抚与两广总督。结合表6“相关人员户籍所处地区频次”可知，以阮元为首的其他算学家主要集中在江浙地区，这段时间阮元在历算方面的活动颇为频繁，如建立诂经精舍与学海堂、组织编撰《畴人传》等。第二个阶段为1821—1842年，阮元主要在西南地区任职，且官职更换频率较快。1838年， 阮元辞官回乡，历算活动较少，主要是为他人著作作序并帮助刊刻他人著作。

4 结语

本文结合历史GIS技术分析清代阮元历算交游的数据信息，是研究阮元历算工作的一次新尝试。由主要相关人员的籍贯统计表、历算活动频次统计表及分布图可知，阮元历算活动集中在江苏、浙江及广东等省，特别是以阮元为首的历算家群体的地理分布悬殊，主要集中于东南沿海，其中江苏、浙江两省是清中期算学家较集中的区域，其次广东省亦为算学家活动频繁之地，安徽、湖北、山西等省次之，即清中期算学在空间上呈以经济文化发达的江浙地区及其他经济文化重镇为中心，沿东南沿海、长江流域不断向北、向南、向中原地区扩散的地理演变趋势。这不仅从一定程度上表明了中算发展受到经济、文化、政治的重要影响，而且对挖掘背后的隐性知识、为进一步研究阮元的其他工作提供了新方法。

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基金资助

国家社会科学基金资助项目“知识史视角下清代割圆捷术文献整理与研究”(24CTQ062)

内蒙古自治区教育厅科学技术史一流学科科研专项资助项目“清代幂级数文献的数字化整理与综合研究”(YLXKZX-NSD-056)