地圖會說謊：AI世代一定要了解的地圖判讀與空間認知能力

從岩壁地圖到麥卡倫投影法，從GPS到Google Maps，從心智圖到Uber,
地圖的歷史演化、數位革命、將開啟人類的無限未來！

我們每天都在不知不覺中使用地圖，不論是用Google Maps找路、用語音導航開車、還是透過訂房網站以地圖尋找民宿、用熊貓外送叫餐點、或者用Zenly查看家人在何方。甚至在新冠肺炎期間，我們用地圖來看各國案例增長，用「口罩地圖」來尋找哪裡買得到口罩……。
地圖已深入了眾人的日常生活，它影響了我們對空間的認知，也改變了我們的世界觀。就在我們對地圖依賴越深的今日，越是需要知道關於地圖的種種迷思：
 地圖怎麼說謊？地圖如何展現特定政治目的？如何不被地圖欺騙？
 女人會想把地圖顛倒過來？空間認知真的男女不同？女性路痴比較多？
 地圖的數位化革命是什麼？數位地圖和紙本地圖的差異？
 GIS地理資訊系統是什麼？UGC使用者創作內容的地圖又是什麼？
 Google地圖反而限制了人們的眼界？AI時代最缺乏哪種地理資訊人員？

深入解析在數位革命後，地圖與其利用有了什麼改變，又有哪些不變。
以人類的空間認知為主軸，數位化進展的技術背景為輔，重新解讀地圖與人類關係的變化。

專業剖析
有關地圖之內容面面俱到，介紹平易近人，且內涵科學思辯精神。
1. 本書兼具了地圖的發展歷史、演進、地圖的製作理論介紹、技術、人類空間概念的形成，並介紹了近代電子地圖的技術與運用，如GIS（地理資運系統的運用），及從生活化的角度來認識、利用電子地圖。
2. 本書內容取材生活化，容易引起讀者共鳴，例如寄信不寫地址而改用座標會如何、精靈寶可夢、地鐵地圖、GIS、GPS 定位導航、google map等，同時也兼具了地圖的理論與技術層面的介紹，並導入生活化的地圖運用。
3. 第１部從刻鑿在岩石上的線條開始，帶領讀者窺探地圖的各種演進。第２部闡述人類的空間認知能力有一部分屬於與生俱來，但是也會受到當代或當地的地圖繪製方式或流通方式的影響，所以社會與文化對於地圖的作用也不容忽視。第３部則是檢討地圖與人類的關係受到數位科技的何種影響。
4. 本書嘗試以人類的空間認知為主軸，以數位技術之發展為背景，重新捕捉地圖與人類之間的關係變化。換句話說，本書企圖帶領讀者明白地圖與地圖之應用因數位科技而出現哪些改變，又有哪些方面並未隨之而改變。
5. 「心智圖（mental map）與空間認知」、「數位科技與地圖利用之變化」、「參與型地理資訊系統GIS╱地圖製作」在既有地圖學中屬於邊緣的題目，在筆者的連結之下成為地圖學的最佳跨領域切入點。
6.作者以科學辯證（實驗資料、文獻，並加入自己的觀點提供對照）的方式，帶領讀者思考、判斷生活中與地圖有關的成見，例如「女生往往是路痴或男生天生具有方向感的說法」是真的嗎？令眾人擔憂悲觀的AI對於人類職業的威脅，例如「AI科技終將取代地圖學者的工作嗎？」……等，其科學思辨的精神非常值得學習，有益於培養個人在資訊爆炸時代中不為輿論或危言所惑的自在自處能力。

若林芳樹
1959年生於佐賀縣，在廣島大學研究所文學研究科取得博士課程學分（「理學」博士）。現為首都大學東京研究所都市環境科學研究科教授，主修行動地理學、都市地理學、地理資訊科學。主要著作、譯作有《認知地圖的空間分析》、《從地圖看日本的女性》（合著）《GIS與空間認知》（合編）、《從地圖看世界的地區差異：OECD地區指標2011年版》（合譯，OECD編著）、《參加型GIS的理論與應用》（合編）等。

陳?若
東吳日文系畢業，曾為出版社日文編輯，目前專職日文翻譯。喜歡閱讀文學，也樂於探究各領域的知識，永遠在翻譯中學習。譯作有《跟著怪咖物理學家一起跳進黑洞》、《地球全史》、《怒》、《從地理地名地圖了解世界史》、《海上的世界地圖》、《闇的美術史》、《希望每個孩子都能勇敢哭泣》等。

前言
行動電話改變的道路指南
「現在在哪裡？」「現在在這裡」「這裡是哪裡？」這些話通常是與人會合時用手機進行的極尋常的對話之一。當你聽到這樣的問題，會怎麼回答？如果現在所在地在知名的車站或設施旁，例如新宿車站或東京晴空塔，只要回答站名或設施名就行了，如果沒有適當的設施，就看看四周，回答醒目的招牌或建築特徵也可以。不過，對方是否能聽懂這個回答，全視彼此對土地的熟悉度與方向感而定。
在行動電話普及以前，選擇見面地點不但需要細心調查，如果是對方沒有去過的地方，還必須事前準備地圖等詳加指示。但是現在，恐怕越來越多人會到了現場後，再用手機指示更精確的位置。如果想要避免傳達錯誤，兩者必須帶著同一張地圖核對地點，但是，近年ICT（資訊與通信科技）的進步，對減少傳達錯誤上有著極大的貢獻。
舉例來說，在智慧型手機上開啟谷歌地圖（Google Maps），地圖上會顯示現在所在地，這時候，只要在手機上事先做好設定，讓軟體取得位置資訊，就能在地圖上看到相當高精確度的現在所在地。
利用手機鎖定位置，使用的是GPS（全球定位系統）衛星傳達的電波。照理說，在收不到訊號的室內或地下，是無法使用GPS收訊器的，不過現在用了別的方法來鎖定所在地，所以我們可以獲知位置。每個電信公司用的方法多少有些差異，除了從接續通訊的基地台位置推算法外，利用加速度感測器與電子羅盤追蹤移動路徑，也可以進行修正，提高精確度。
這並不是只有智慧型手機和平板電腦等行動式終端裝置才有的功能，桌上型電腦也可以做到，只要接上網路線，就可能在某種程度的範圍內鎖定位置。例如，谷歌地圖會顯示電腦用戶的大略位置，這應該是從用戶登入谷歌的住址，或是網路連接端的分享器IP位址推算出來的。
這種利用ICT來傳達位置資訊，一定會大幅提升效率，使用這種技術，手機終端的使用者，也都可以即時共享彼此的位置資訊。但是，文章一開頭的對話問題，在現代依然是前往目的地時導航的基本要件吧。一般來說，導航的構成要素，基本是「所在地確認」──「規劃路線」──「維持路徑」，但是回答「這裡是哪裡」這問題時，已變成出發點所在地。
地理空間資訊是導引出這個回答的工具，地理空間資訊是根據二七年成立的地理空間資訊應用推進基本法中官方訂定的用語，指的是顯示空間特定地點，或區域位置的資訊，以及與它相關連的資訊。地圖具有擔任人與地理空間資訊媒介的功能，本書的目的就是依循地圖進化的軌跡，以展望未來地理空間資訊與人的關係。

序章 現在在哪．現在在這．這是哪裡
1 行動電話改變的道路指南
2 用緯度與經度傳送信函
3 地圖的饒舌度
4 語言與地圖
5 本書的架構

第一部 地圖的今昔
第一章 拜訪地圖的起源
1 古代人也畫地圖
2 從地圖進化看到的東西
3 地圖與文字的關係
4 數位化改變了地圖
5 「原寸大地圖」的悖論
第二章 地圖的萬花筒
1 地圖界的「寒武紀大爆發」
2 紙地圖與數位地圖
3 一般圖與主題圖
4 地圖之力
5 麥卡托投影法的復權
6 改變觀看世界視角的地圖
第三章 地圖的讀寫
1 數位也不能改變的地圖閱覽基礎
2 地圖的符號論
3 用地圖說謊的方法
4 無罪的謊言
5 罪惡深重的謊言
6 地圖的政治性
7 如何不被地圖欺騙

第二部 透過地圖了解的世界
第四章 「女人不會看地圖」的真相
1 女人會想把地圖顛倒過來？
2 空間認知真的男女不同？
3空間認知男女差異的由來
4 女性路痴比較多？
5 會看地圖的話就不會迷路？
6 為女性準備的地圖
7 地圖表現的返祖現象
第五章 腦中也有地圖
1 「腦內GPS」的架構
2 地理性知識與教育
3 從手繪地圖看認知地圖的特徵
4 自我中心式世界觀的由來
5歪斜的認知地圖
6 路線圖到實測圖
7 擴大的認知地圖
第六章 空間思考與地圖
1地圖與空間的尺度
2 地圖解讀力的個人差異
3 從地圖上獲得的空間知識
4 從空間認知到空間思考
5 用地圖鍛練空間能力

第三部 地理空間資訊與人類
第七章 數位化改變的地圖製作
1 地圖製作的第二黃金年代
2 地圖數位化與GIS的出現
3 地理空間資訊的構造
4 GIS可以做的事
5 大家一起作地圖
6 Web 2.0時代的地圖
7 讓隱藏的屏障看得見
8 地圖的通用設計
第八章 即使如此我還是世界中心
1 數位化改變的地圖表現
2 與用戶對話的地圖
3 汽車導航進化論
4 人們如何使用地圖？
5 計程車司機為什麼能熟悉大街小巷？
第九章 數位地圖的未來預想圖
1 谷歌地圖的素養
2 因為網際網路而限縮的視野
3 空間認知的「谷歌效應」
4〈閑走塔摩利〉打開的享受地圖方法
5 〈閑走塔摩利〉與空間思考
6 人工智慧搶走的地圖製作
7 人工智慧能看地圖嗎？
終章 進化的地圖與人類的未來

第四章 「女人不會看地圖」的真相
1 女人會想把地圖顛倒過來？
人們之所以對男女在利用地圖和方向感上的差異感到好奇，其中一個因素，應該是《為什麼男人不聽，女人不會看地圖》一書的出版吧。這本由皮斯夫妻（Allan Pease & Barbara Pease）撰寫的書裡插入了一個小故事，丈夫開著車，妻子坐在副駕駛座上指引路線，兩人卻為了妻子把地圖顛倒過來而吵起架來。這個小故事暗示男性輕而易舉的能在腦中轉變地圖的方向，而女性卻不擅長，因而把它當成顯示男女在地圖使用或空間認知差異的範例。這本書出版之後，媒體不時出現空間認知或方向感的相關新聞或是電視節目，因而女性不會看地圖或路痴的刻板印象漸漸渲染開來。
這本書雖然有個「女人不會看地圖」這麼衝擊性的標題，但是書中有關空間認知的探討，並沒有占據太大的篇幅。比較完整的論述是在該書第五章〈空間能力〉的部分，但它用籠統且誇張的方式，將複雜而瑣細的學說單純化，像是「九成女性缺乏空間能力」「男性即使不知道自己身在何處，也能找到北方的位置」「令人驚訝的是，（女性）如果使用立體地圖的話，就能輕易的看懂地圖」，這些說法恐怕就是吸引一般讀者的主要原因吧。
實際上，儘管有許多學說都必須有種種保留，但書中卻處處可見斷定語氣的記述，那種寫法如果斷章取義的話，很有可能被人批評性別歧視。即使如此，該書還是能成為大眾讀物，是因為它也提及女性發揮才能的領域，以取得平衡，但也因為它高明的說中一般人心中對空間認知男女差異的偏見吧。
但是，過度強調男女的差異，會留下性別角色僵化的憂慮，因為，民眾對男女差異的偏見，是受到社會觀念對性別規範的影響。此外，在形成空間認知的因素中，男女差異只是變數之一，如果不考慮與其他因素的交互作用，恐怕會導向錯誤的結論。這一章我們將介紹各種立場對空間認識的男女差異的討論。

2 空間認知真的男女不同？
皮斯夫婦的著作內容，雖然少有學術評論的價值，不過，一位心理學專家就同樣的主題，寫了《女人能力 男人能力》，根據團體實驗的數據論述男女差距，對空間認知的男女差，賦予一定的科學論劇。因此，我們先以該書為依據，整理一下從目前研究中了解的男女空間認知差異。
根據過去以心理學為主的研究，有關空間能力的課題，最能看出男女差異的，大概就屬心理旋轉測驗。心理旋轉測驗是讓受驗者一次看如圖4－1一組兩張的模型圖，請他們回答，如果將它旋轉的話，是否為同一形狀，希望他們想像從不同的方向怎麼看3D圖形。從測驗的結果發現，男女回答所需的時間產生差異，但其原因方面可以有兩種說明。
第一是進化主義式的說明，即自遠古狩獵時代人類按性別分工合作，自然淘汰的作用讓男性朝著遠距離空間移動的方向進化。這是因為男性為了狩獵，擔負起長途來回的任務，所以必須具備從不同視角認識景觀，或是在腦中旋轉認知地圖的能力。另一種說明是認為，原因出在男性攬下所有製作狩獵工具的任務，也就是說，製作工具時，他們必須在作業時一邊在腦中思考物體旋轉的樣子，所以空間能力比較發達。但是，在狩獵時代，女性負責採集食物，必須離開居住地尋找食物，而編織籠子或烘烤食物的作業，也需要一定的空間能力，因此，光是進化主義式的說明並不充分。
大致承認有男女差的心理旋轉能力，若說它對實際生活造成什麼影響，應該就是找路或是指路的時候吧。從有關這種場合的男女差異研究可知，女性在指引道路時，經常會使用路邊的建築或自然的特徵等標誌，相對的，男性則傾向使用距離或東西南北等絕對方位。總之，當女性指引「從車站剪票口出來後，往右手邊走，右邊看得到有塔的建築物，請從那裡的入口進來。」時，男性傾向用「從車站剪票口出來後往北走，約走一百公尺左右，從東側的建築入口進來」表現。
但是，在空間課題當中，據說女性對物體位置的記憶較為優秀。例如，從並排配置的多個物體中，回憶特定物體位置之類的課題，實驗結果發現女性的成績優於男性。

3 空間認知男女差異的由來
那麼，為什麼在空間認知上會有男女差異呢。學者對於其原因的見解並不一致，此外否定空間能力性別差異的研究結果也不少，這裡就空間能力性別差異的看法，整理成「欠缺論」「差異論」「低效率論」三個立場。
○1欠缺論 這個論點的立場是從生物學的因素來說明性別差異，假設遺傳基因等級的直接性影響，與荷爾蒙分泌或成熟速度等間接性影響。前者的立場是將空間能力的男女差原因，歸咎於染色體的不同，但是尚未得到明確的證據，證明男性的空間能力比女性優異。另一方面，後者得到的研究結果，暗示雄激素（男性荷爾蒙）的分泌會對腦神經系統產生作用，關係到空間能力的形成。空間能力的男女差異在青春期變得明確，十八歲到達顛峰，之後男性的優勢有降低的傾向，這一點也可視為性荷爾蒙的影響。
此外，腦神經系統成熟速度差異帶來的影響，與青春期開始的時期，以受大腦功能依左右半球區分的時期有關係。有一說認為男孩大腦功能的偏側化（laterality）比女孩更進步，所以空間能力較優越。它的根據是目前已知空間能力相關的功能，主要由右腦負責，女孩的大腦功能偏側化較晚，因此右腦發達較快的男孩，比較擅長空間能力。這個論點乍看十分合理，但是，它缺乏實證性的證據，考量到腦的可塑性，有可能經由學習，使得左右半球的優勢產生變化。
男女在空間能力明顯出現差異的青春期，也是性角色意識萌芽的階段，由於兩者時間一致，因此除了生物性因素外，也不能忽略社會、文化性因素。而關於空間能力出現男女差異的時期，有研究結果顯示在青春期之前的兒童期就可以看到，因此也可以認為受到父母養育態度的影響，與玩玩具或行為模式的性別差異有關。因此，單靠生物學因素是無法充分解釋空間能力的不同，必須考慮到社會性、文化性環境透過經驗造成的影響。
○2差異論 這個學說的立場是以社會性、文化性因素來說明性別差異。有幾個事例討論空間行為性別差異與空間能力之間的關係，作為證據。例如，凱文．林區（Kevin Lynch）比較了四個國家兒童的空間能力，他指出，在阿根廷與墨西哥，因為女孩的行動範圍受到限制，所以她們手繪地圖的範圍，較男孩狹窄且不正確，相對的，在男女孩行動範圍相近的澳洲和波蘭，就看不到這種差異。從這些結果可以歸納出，社會、文化背景不同時，性別差異的表現方式也會不同。
學者認為，兒童在行動範圍展現性別差異，源自於家長養育態度導致的生活行為不同，像是大人允許男孩自由的在野外活動，而女孩大多在安全的家中渡過，這可以算是社會、文化性別差異的影響，這類行動範圍的性別差異，在成人之間也看得到。例如從對犯罪的恐懼感、勞動市場的男女差異、對公共交通工具的依賴度，還有家庭內對家事或育兒的責任等，都可以看出女性的通勤圈和行動範圍，都比男性狹窄。因而，始於幼兒期的社會、文化性別角色，如果讓男性有更多機會參與提高空間能力的活動，就會產生這樣的差距。但是，在性別角色分工不明確的社會或文化下，空間能力的性別差異也許不會明顯表現出來。
○3低效率論 低效率論的立場與其他兩個論點不同，認為男女之間的能力本身並無差異，而是解決問題的方法不同，因此被交付的課題特性導致執行結果出現差異。這個論點認為，一般來說空間能力由「空間的視覺化」、「空間的定位」、「空間的關係掌握」三個面向組成（圖4－2），從低效率論來看，不同的性別差異表現，全憑他從哪個面向掌握空間能力而定。
空間的視覺化，是指心理操作二維、三維圖像之類的視覺刺激的能力。具體來說，有空間配置的認識、記憶、回想等能力。這是理解幾何學結構不可缺少的一環，許多智力測驗中都有包含這一項。
空間定位，是指理解視覺刺激的要素，想像從其他視角看見它的能力。閱讀地圖或在空間移動時，這個能力很重要，與方向感密切相關。
空間的關係掌握，關係到讀取空間模式的能力，這在心理學上不太受到重視，但卻是測量地理學技能的重要項目。
其中，女性在空間視覺化的正確性較高，男性在反應時間較優秀。在空間的定位上，儘管許多報告中男性都留下優秀的成績，但是也有結果相反的例子。空間關係掌握方面，也得到看不出性別差異的結果。由此可知，即使都屬於空間的能力，但性別差異的表現方式，端視從哪個面向切入而有所不同。

4 女性路痴比較多？
不會看地圖便容易迷路，一旦成為習慣，就會被稱為路痴。日本的女性中有不少人毫無顧忌的自認為路痴，也許這是因為人們將路痴視為女人味的要素之一。也就是說這是對女性的刻板觀念的一部分。
實際上，請受試者自我評估方向感時，就會出現男女差異，幾乎沒有例外。在日本，心理學家竹內謙彰開發的方向感問題卷SDQ－S，是廣泛用來測量方向感的工具。如表4－1，該問題卷將二十個項目分成五階段，由受試者自己診斷。
問卷項目大多與地圖的利用有關係，可以說地圖對方向感有很大的功能。其中編號1到9的問題表現「關於方位的意識」，與第5章說明的製作實測圖能力有關係。至於編號10～17表現「空間行動的記憶」，與路線圖有關係。如果分開這兩個要素，比較男女之間的得分，在對方位的意識上，男女差異明顯，但關於空間行動的記憶，男性的成績未必比較好。總之，這並不表示男性在方向感所有面向上都比女性優秀。
此外，必須留意一點，這個問卷畢竟只是自我評估，也就是說，即使在這個測驗中，男性留下較高的成績，也只不過說明對方向感有自信的男性比較多而已，也可以推測，女性對自我評估較為保守。不如說，實際上詢問迷路的經驗，得到的結果顯示，男性迷路的經驗比女性多。也許是因為女性對方向感沒有把握，在空間移動時行動謹慎，因而可以在迷路前防患於未然，而男性因為過於自信，魯莽行事的結果，反而迷了路。總之，即使方向感自我評估上，男女有明顯差異，但它並不能與迷路有直接關連。

5 會看地圖的話就不會迷路？
那麼，女性會因為看不懂地圖而迷路嗎？一般來說，導航的方法，大致分成根據位置的方法與路徑整合（path integration）兩種（圖4－3）根據位置的方法，又分為將路徑沿線的地標當成標識的方法，與利用遠處地標作為方位基準的方法。在航海術中，這種方法叫做沿岸航法（piloting），使用星座等天空的線索代替地標，則叫做天文航法。這些方法都是用視覺的線索鎖定現在地，所以多少都需要地圖。
另一種路徑整合法，在航海術中相當於推測航法（dead reckoning），這種方法不依賴地標，而是使用移動速度和加速度的感覺，不斷更新所在地和自己移動的相關資訊，一面計算求得移動目標的位置。使用這種航法不需要地圖，但是空間規模變大時，誤差也會擴大，實際上會與其他方法並用。
雖說有這種不用地圖的導航方法，但是人類的路徑整合技術比其他動物差，所以，若要預防迷路，最好的方法不外閱讀地圖。但是，那又得看使用的是什麼地圖和其用途。
舉例來說，初等、中等教育的學科「地理」，將看懂地圖作為學習指導要領的目標之一，可是它的內容並未與「找路」有關。例給，我們來看看大學考試中心試卷中，有關地圖讀圖的兩個事例（圖4－4）
使用大比例尺的（a），題目是從等高線讀取地形的起伏，想像山頂的展望，內容與空間移動也有關係。但是，在（b）小比例尺的題目，是從地圖上所顯示的地點分布傾向，推測、解答該地是哪種地下資源的產地。未必設想要從現在地移動。因此即使看讀這種地圖，對空間移動也沒有幫助。
過去的研究也指出，空間認知的男女差異，會因為地圖表現的空間尺度，而呈現不同的程度，一般來說，雖然使用大比例尺的習題有男女差異，但是在小比例尺地圖上，差異大多沒有那麼明顯。比如說，一項針對不同年齡的人，進行有關使用主題圖與道路地圖的四個實驗研究中，他們發現利用地圖的技巧上，基本上看不出性別差異。另外，低齡女孩看地圖稍微有些困難，但是隨著年齡增高，顯然性別差異也漸漸消失。進而，一項對受試者進行的研究，分別以只有文字的狀況、附加地圖的狀況、指示他們想像的狀況等條件，讓他們記憶虛構國家的空間資訊，結果附加地圖或想像的，在空間關係的記憶上較有效果，尤其是男性使用地圖會，留下比女性更優秀的成績。
另外也有其他研究顯示性別差異會因為命題的條件，而產生不同的表現方式。像是有個實驗是關於學習虛構空間獲取空間資訊，如果給予架構，可成為狀況的補充說明或線索，女性對地圖相關的課題成績較佳，沒有線索時，男性的成績較優。另一研究中，利用空間移動與地圖來學習、認識現實環境的空間資訊研究的結果，基本上看不出男女差異，反倒是有些題目的會女性成績較佳。
像這種題目條件的不同，造成不同的結果，其原因應該是出在男女解決問題的方法不同所致。例如，用語言或圖來表現認知地圖時，得到的結果顯示男性使用的是定量性歐幾里德空間的特性，而女性使用定性的拓撲空間特性。但是，不論男女，在低年齡時，認知地圖都具有拓撲空間的特性，所以低年齡的性別差異並未顯著出現，只要累積一定的訓練，這種性別差異也有消失的可能，這一點我們在下一章會再談到。因此，我們不應該刻板的認為，男女之間能力有差異，或是解決問題的方法不同等。自然科學和工科必須具備空間能力，這個領域女性研究者較少，原因未必是出在性別產生的適性不同。反倒是有報告提出，經過較短期間的訓練，空間能力是有可能提升的，因此，思考有效的訓練法才是重點吧。
從以上的說明可知，空間能力的男女差異，大多受到經驗的影響較強，而非天生的特質，一般認為社會、文化的性別角色或刻板形象更強化了它的影響，例如，女性在有關方向感的自我評估結果，顯然有過小評估自我能力的傾向，這可以視為性角色影響心理的結果。不管怎麼說，有可能只是因為性別差異本身與其他因素複合性的發生作用，所以看起來性別差異與空間認知表現出關連性。不如說，從性別的角度來看時，應該透過解開社會、文化因素帶來外表上的能力性別差異，將該因素除去，提供讓男女可以獲得同等的能力，並且發揮的訓練和機會，才是社會應走的方向。