Jack Dangermond著 互動國際數位 陳啟川譯
「人類將因其爆炸性且隱伏為害的發明而滅絕。人類留給自己可以改變與調整的時間不但短暫，也隨著科技精靈的氾濫與橫行而逐漸減少。如果人類想要生存的話，就不能透過緩慢調整，而是需要透過更為巧妙的設計和周詳的考慮、以及更加謹慎的預先規劃。」
在1954年，建築師Richard Neutra以這些話做為深具影響力的『藉由設計求生存（Survival through Design）』一書的開場白。Neutra是一個早期的環保論者，他採取的門徑是將生物和行為科學融入建築設計要素，即他所謂的biorealism，或『人與自然間固有且不可分割的天性關係』。十五年之後，景觀建築師Ian McHarg在他具備開創性的『道法自然（Design with Nature）』一書中，提倡一種可以促進人與自然協同作用的設計框架。同時考量環境及社會議題的設計與規劃，能幫助我們確保人類的資源被適當且負責任地運用，好促進人類全體邁向一個更加美好的未來。McHarg的開創性工作，不僅對緊接而來的環境規劃領域具根本影響，而且同時固化地理資訊系統領域的核心概念。
『道法自然（Design with Nature）』出版後40年，一個較好的世界成為我們－地理學家、規劃師、科學家、和其他人－共同的目標及持續努力的方向。在ESRI 1997年使用者會議的重點主題（Keynote）演講中，McHarg 提出一個程序，『將環境資料納入規劃程序中』。他反對過去以人類對於環境的理想意境來模擬未來的觀點，反之他反而是最早採用以下觀點的人，認為人類應該利用我們在地球系統上的優勢，幫助地球系統演化自然世界，使它更好，而不是征服他。對地球系統強大的人為影響代表的不僅是一個巨大的挑戰，也同時代表巨大的機會－不是人類對抗自然，而是人類與自然。McHarg說：「傳統的生態研究選定人類活動影響最小的環境做研究，
我則選定人力優勢的範疇。」現今更甚於以往，我們認知人類對環境的壓倒性影響是很重要的，人類對地球的大規模衝擊是一個不會消失的事實，而我們正站在一個十字路口。因此，我們面臨的挑戰則是提供設計師、工程師、規劃師和其他人一套設計與管理人本地球的工具和框架。
設計人本地球（Design for the Anthropogenic Earth）
我最近對地球系統的工程技術和管理（Earth Systems Engineering and Management，ESEM），這個相對新的領域變得非常感興趣，該領域涉及複雜地球系統的設計、工程、分析和管理。ESEM對影響到地球的多種問題採取整體的檢視－不僅在前端的設計過程中考慮環境、社會和其他面向，也從自適應系統的方法（Adaptive Systems Approach）來檢視挑戰，當中正在進行的分析會一直回饋到該系統的持續管理上。
亞利桑那州立大學土木與環境工程系的Braden Allenby教授，也是ESEM的創始人之一，時常強調人類在地球系統中擁有的主導角色是不可否認的。Allenby在他的論文中指出：「我們所生活的世界跟我們所知道過往的任何事物有著根本的差異。」、「形上學的人本地球第一部分：綜合認知主義」、「這是一個由單一物種它的活動和技術、它的文化、以及它的歷史演變的綜合效應所主導的世界。」McHarg在1960年代就已經朝這個方向移動，而今日我們理解到強調地球系統的人為因素更是重要。換言之，在這一階段的生態演化，人類如果不是支配著自然環境，也是自然環境的一個顯著部分，所以所有的問題需要以人為因素為最前線加以面對和作出的決定。
Allenby認為在人本地球的時代，合理的設計和管理是我們的道義責任。但是阻礙我們成功的最大障礙，是我們不是這樣工作、甚或不這樣思考。Allenby在『重建地球（Reconstructing Earth）』一書中的生物量管理系統（Biomass Management Systems）中提到：「我們缺乏確實的數據和分析框架，來主張關於不同做法的成本、效益和規範評估。」而這就是為什麼我認為地理資訊系統和GeoDesign這個新興領域，將是ESEM和其它合乎邏輯且合理的模式，為了處理我們與子孫後代的環境和規劃問題，能取得成功的關鍵辦法。
昇陽（Sun Microsystems）的創始人暨首席工程師Bill Joy說：「我們正在推進到新的世紀裡，但我們沒有計劃、沒有控制，也沒有剎車裝置。」
設計可選式未來（Designing Alternative Futures）
建置一個能夠真正理解複雜和動態地球的關鍵，是創建一個框架，這個框架採用許多各種來源的過去和未來的數據，並合併在一個系統中。規劃師、工程師和科學家已經廣泛使用GIS顯示和分析地球健康、狀態和歷史。GIS提供使用者建置清單、顯示大型且複雜的空間資料集，而使GeoDesign框架進行分析和管理人本地球的議題成為可能。它們還可以分析潛在的各種因素之間的相互作用，讓我們更接近真正了解動態地球系統在今後幾十年和幾個世紀如何變化。
Carl Steinitz，一位哈佛大學的城市規劃師，許多他的早期規劃構想起源於應用GIS於景觀分析和城市規劃。Steinitz制定了一個景觀變化的模型，這個模型使得可選式未來的設計成為可能。我們可以針對這些可選式設計方案對自然環境的影響，以及它對人類的助益進行評估，然後選取能達成最佳平衡的可選式未來進行實作。遵循Steinitz的想法（『PLF框架（A Framework for PLF）』，源自『景觀未來（Landscape Future）』一書），GeoDesign框架也讓我們可以設計和測試各種替代方案，協助我們對可能的最佳未來做最明智的決策。
地球是越來越熱或越來越冷呢？人類的人口對地球的壓力正導致氣候變化嗎？哪些潛在因素可能會顯著地影響我們在未來繁榮及生存的能力呢？我們今日新增哪些環境監測可以改善未來的決策呢？我們才剛剛開始了解如何處理這些問題，更別說要拿出經科學驗證的答案。只有通過仔細觀察數據、應用科學原理及利用GIS和其他技術，我們才有任何希望去真正了解人本地球的複雜系統所承受的壓力和影響。這也是務實且周全的提出人類與地球更和諧共存的決策與替代方案的關鍵。
道法自然（Design with Nature）
道法自然，很少有四個字的標題可以如此雄偉地總結整冊著作。在這標題上最重要的詞不是道，不是自然，而是『法』。這為設計與自然的協同合作做好了準備，設計與自然的協同合作的效益遠大於設計與自然各別效益的和，而它的目標則是人類與地球的存續。
若說GIS技術的發展和GIS周遭的整個業界都深受McHarg作品的影響，並不誇張。他普及化了疊圖（Overlay）的概念，這奠定了後來成為GIS的基礎，也吸引了一些新進的年輕景觀建築師和地理學者，並永遠改變了他們的生活。
McHarg和我可能在某些事情有不相同的意見，但我們明顯地共享一個願景，利用地理分析技術來設計一個更美好的世界。雖然我們在建置能幫助我們完成這項艱鉅任務的基礎設施建設上已經有了很大進展，我們仍未達目標。事實上，在道法自然一書出版28年後，McHarg在1997年ESRI國際用戶會議發表的重點主題（Keynote）演說中，對聽講者提及了各種的挑戰：
「大體上，我在60和70年代所做的生態規劃研究，不等於、甚至距離卓越仍是遙遠。我認為一定有一個挑戰，那就是學習把我們目前正在做的推展到區域、國家，乃至對全球環境。」
就像McHarg的道法自然一書，ESRI公司也在迎接它的40週年。道法自然所支持的概念與ESRI開始從事GIS工作幾乎同時發生並非巧合。當McHarg主張一個將地理因素納入設計過程與工作流程的新方法，我不知道他是否曾經想像，到了2009年GIS可以有怎樣的發展。但是，在過去40年我們一直艱苦地從事GIS技術的發展，並不意味著我們已經完成，或是接近完成這項工作。我覺得我們的辛勤地演進GIS，引領我們到了一個關鍵點。這個技術演化的下一個邏輯步驟是GeoDesign。
GoeDesign論點（The Case for GeoDesign）
GeoDesign採用了景觀建築、環境研究、地理學、規劃、可再生研究、以及綜合研究等概念。就像之前的GIS與環境規劃一樣， GeoDesign需要以跨學科的、協同合作的方式來解決關鍵問題，最佳化包括本地和全球性的位置、方向和功能項目。
設計是一種有框架限制的藝術－這些限制來自功能要求、世界觀、偏見、以及其他因素，不過也可能是所在地點衍生的限制。將地點列入設計考量是McHarg信仰的核心，而這正是我們在新興領域GeoDesign的研究與發展所努力的根據。
". . .設計不但總是且必須要是一門藝術，而且是解決問題的一種行為. . ." —David Pye，設計的本質（The Nature of Design） 在一定程度上，今天多數的GIS從業人員在各種領域，如城市和區域規劃與環境管理，就已經這麼進行設計了。然而GeoDesign把它變成工作流程中不可分割的一部分，既縮短了設計流程的生產週期，也提高了結果的品質，讓它更容易實現。
因為GeoDesign將分析移到設計過程的早期階段，而縮短了循環時間。它不是在完成設計階段之後，再去分析提議專案的潛在影響和後果，而是在設計時就將關鍵因素提前考量。設計成果的品質提高了，因為該專案的設計是圍繞著特定的地理、環境和社會特徵，並與之和諧共存，同時充分利用它們的特質，且最小化對它們的不良影響。
設計我們的未來（Designing Our Future）
『GIS：設計我們的未來』是ESRI 2009年國際用戶大會的主題。當我談論設計我們的未來，我認為，結合世界豐富的數據資料與複雜的分析和管理工具，是理解和塑造未來地球的處方：它是一個人為未來，在其中人類社會與技術等的進步是依照與自然協同合作而設計，因此結果是可能的、最好的未來世界。這肯定是一個巨大的任務，一種微妙的平衡，但在GIS和GeoDesign工具的幫助下，我們已準備好接受這一挑戰。因為，坦率地說，我們也沒有別的選擇。
GeoDesign是什麼？（What Is GeoDesign?）
GeoDesign是在設計過程中帶入地理的分析，在最初設計草圖時，立即核實描述各種物理和社會因素的資料庫圖層及表單，是否符合專案的空間範圍要求。這種即時適用性分析提供了一個設計框架，使得土地利用規劃師、工程師、運輸規劃者、以及其他參與設計的人，得以利用工具將地理資訊運用在其設計工作流程中。充分運用地理在設計過程，將效仿自然生態系統的最佳特性和功能，其設計成果透過更加平和、協同共存造福人類和自然。
GeoDesign涉及三個活動空間：工作環境（設計師的工作場所）、設計工具（設計者用來工作的工具），以及可依賴的工作流程（設計師如何做工作）。這三者間失去同步將阻礙設計過程。
工作環境：現今以地緣為基礎的設計師的工作環境包含田野行動設備、桌上型單機、網路連線、企業級伺服器和資料庫、文件管理系統的使用、協同環境（包括企業內部和外部）以及與外部機構和組織的互動。
設計工具：以地緣為基礎的設計師使用各式各樣的工具協助他們設計。最常使用的工具，或工具的類型，就是繪圖（Drawing）工具。至於使用哪種特定的繪圖工具則取決於設計者的專業領域以及他是在做2D或3D空間的設計。
可依賴的工作流程：大部分地緣相關的工作流程，最少在詳細的層級上，有領域特性。然而，就像先天的優勢，適合使用地理資訊的三個工作流程脫穎而出：一個是關於土地利用的變化；一個是關於設施的設計、施工和管理；另一個是關於二維CAD的使用。
早期在GeoDesign的努力（Early Forays in GeoDesign）
雖然很容易對GeoDesign及電腦輔助設計（Computer-Aided Design，CAD）做比較，但是我們不應將這兩者混淆。事實上，第一個地理設計系統是ArcCAD，它是ESRI為了建立一個專門的GeoDesign工具的最早嘗試。發表在1990年代初期，ArcCAD是第一個在AutoCAD環境中的全功能GIS系統。當傳統的CAD可以作為建物的建築設計中的一個有用工具的同時，GeoDesign除了更關注於如何在環境當中與周遭去設計同樣的建築物。ArcCAD嘗試把地理資料和空間建模融入設計過程當中。ArcCAD提供強大的繪圖、資料管理、空間分析和顯示的工具，可以直接與AutoCAD的設計與草稿工具一起作業。
繼ArcCAD之後ESRI也有其它的應用程式（包括SDE CAD client和ArcGIS for AutoCAD），允許設計師和其他人在CAD環境下，完整利用GIS的功能和GIS資料庫。ArcGIS for AutoCAD是一個免費下載的工具，提供了AutoCAD與ArcGIS平台無縫的透通性，在今日廣泛被使用。ArcGIS for AutoCAD提供使用者在AutoCAD環境中快速且便利地的取用ArcGIS Server所發佈的企業級GIS資料。這個工具讓設計師把GIS的分析結果包含在AutoCAD設計，以及建立、操作與定義CAD資料是如何組織與屬性化來作為GIS的內容。
ArcGIS 的設計工具（Design Tools in ArcGIS）
設計專業人士具有創造力且十分依賴直覺，有膽認為某件事是正確的。GIS專業人員提供輸入資訊到創作過程，十分依賴的是分析與科學。透過GeoDesign，GIS成為設計人員的一種工具，他們可以迅速通過反覆的設計過程，同時充分利用地理資料庫的分析能力。我們認為整合設計與分析兩個世界到一個共同的資訊系統框架中，將產生巨大的影響。
ESRI公司的工程師暨架構師Bill Miller 於2005年領導一個小組，開發一個免費的ArcGIS的擴充模組範例，這是真正以GIS為基礎的GeoDesign工具的第一步。在2006年發布的這個擴充模組，讓使用者在ArcGIS Desktop ArcMap使用好用的草稿工具快速建置圖徵。您只需選擇一個草稿工具及相關的符號，然後在圖面上繪製。這個簡單的設計工具會自動管理繪圖環境，讓您的著重在畫什麼，而不是如何畫。利用ArcSketch，您可以草擬出一套替代性的土地利用計劃，迅速建立救災計劃的空間組成部分，勾畫高速公路的位置，或編排選址主計劃。
作為讓使用者在GIS的地圖和影像上草擬初步設計地理草稿工具，ArcSketch提供我們的許多使用者非常大的幫助，但這僅僅是個開端。類似ArcSketch的功能將會進一步精進，並納入於9.4版發佈的軟體系統核心。在後續發佈的ArcGIS版本也將會有更多利用GIS來進行設計的支援。
ArcSketch工具式的編輯在ArcGIS 9.4版將使編輯更簡單，新的流線化功能使您能更輕鬆地完成您的工作。
建立圖徵是透過使用圖徵範本而完成。要開始使用範本，你只需要啟動編輯，它會自動啟動建立範本（Create Templates）精靈。這個精靈將幫助您迅速建立一套可以用來建置新圖徵的圖徵範本。一旦完成，建立圖徵（Create Features）視窗會打開，並表列範本清單。
圖徵範本定義了產生一個圖徵所需的所有資料：要儲存圖徵的圖層、新圖徵的屬性值，以及用來建立該圖徵的預設工具。在建立圖徵（Create Features）視窗，選擇範本來決定新圖徵的儲存，按一下視窗底部的調色板的建構工具，並點擊地圖進行圖徵形狀的數化。在ArcGIS 9.4版，編輯草稿會顯示用於該範本（圖層）符號所見即所得（WYSIWYG）的預覽。
黏合（Snapping）現在已經改為預設啟用，並且從只適用於編輯歷程擴大到整個ArcMap。為此，所有跟黏合相關的設定都放置在新的黏合工具列上，包括打開和關閉黏合類型（邊線、節點、端點…等）和客製化的游標外觀以及黏合提示（SnapTips）。
圖層設定對話框欄位頁籤在9.4已經過重新設計，讓您更輕鬆地重新排列欄位、把它們打開或關閉、排序，並設置其他顯示和格式設定。這些設定適用於整個ArcMap，包括編輯器的屬性對話框、表單視窗，以及識別（Identify）對話框。
以GeoDesign面對挑戰（Meeting the Challenge with GeoDesign）
設計工具與既有GIS的功能整合是很重要的，但它只是第一步。歸根到底，我們的願景是，擴大GIS的效用到使它成為一個基本設計系統。當人類理解到它們對自然界的勢不可擋的衝擊，我們也因為與自然界的糾結在一起的連結而獲得更好的讚賞。當然，這也代表著一個巨大無比的責任。我們對充分理解的動態地球系統，以及建立一套完整的模式和其他工具來支援這些活動，仍然有很長的路要走。就像Neutra於1950年代在建築上的作為，我們需要精進設計和規劃的框架，這個框架不只要包含而且還要擁抱技術、科學、及自然進入系統來幫助我們設計和選擇最佳的替代未來。
試想一下，如果您的初始設計理念，原本潦草地寫在雞尾酒餐巾紙背面，但現在有了完整的GIS功能的支援：草圖進入資料庫，成為一個可與資料庫中所有其他圖層比較的圖層。
ESRI在開發ArcSketch這個CAD整合工具所獲得的經驗和ArcGIS 9.4的新工具，已讓大眾對於關聯了繪圖工具、符號、資料模型和流程模型的整合框架，用來進行GeoDesign的能力讚賞不已。讓「餐巾背面」的設計草圖可以即時分析和反饋是ESRI今後幾年的主要的研究和發展領域，我們的用戶將能在即將發布的版本上看到這些努力的結果。
而對這類工具渴求越來越大。我們生活在一個越來越複雜的世界裡，我們對自然環境的影響作用是巨大的，再也不能被忽視。人們開始意識到Neutra所說的人類與自然不可分割的關係的重要性，以及為了實現McHarg的道法自然願景，他們希望採取行動。 V1 Magazine編輯 Matt Ball說：「現在有不斷增加的興趣，是來自於結合設計功能與地理空間工具所提供的更廣泛地理內容，以便進行更深入的土地使用規劃。」GeoDesign框架將提供專業設計者一組強大的工具，終於可以滿足Ian McHarg的挑戰，讓我們真正道法自然。
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