网络空间“测”与“绘”

网络空间测绘已经成为各领域普遍关注的热点问题。其核心任务是探明网络空间组成要素,分析网络空间现象规律,绘制网络空间结构。网络空间测绘的研究存在概念术语多样、研究框架不统一,要素及规律的认识不清晰,网络空间地图表达方法不规范、缺乏统一标准等问题。在系统梳理各领域对网络空间测绘研究现状的基础上,分析了各领域对网络空间内涵的共性认识;从网络空间的空间特性、地理特性和人文特性出发,剖析了从测绘地理学角度研究利用网络空间的特点和优势;提出了网络空间测绘的研究框架,重点描述了网络空间“测”与“绘”的核心内容和关键技术,并阐述了其与实景三维、数字孪生及元宇宙之间的关系;将网络空间“测量”分为狭义的和广义的网络空间测量,指出其缺少从整体角度对网络空间特征测量和缺乏针对人在网络空间活动现象和规律的测量研究;从网络空间认知需求出发,提出了网络空间地图概念模型和分类;从网络空间坐标系、“地理-网络”关联映射、网络空间地图表达方法等方面重点描述了网络空间地图制图的关键技术,系统分析了网络空间地图表示方法及其适用性;最后,对网络空间顶层概念、网络空间建模方法、网络空间地图理论与方法以及网络空间地图应用场景设计等...     

视觉比例尺对建立心像地图的影响

地图并不是地面实际情况的简单缩小的拷贝,它是人类依据不同需要对地面事物认识后进行抽象和概括的地面模型。比例尺不仅确立了图面与实地之间的几何比例关系,而且反映了人类对空间认知抽象的程度。地图作为人类进行空间认知的有力工具,其地位从来就没有被其它的事物所动摇过,究其原因是地图的空间表达方式比其它表达方式更适合人类的思维。心像地图是人脑在综合了或智能处理了各种感觉所获得的诸多信息后产生的内部表征。而地图又是诸多信息源中最为重要的一种形式。本文通过视觉感受到心像的形成过程、分析心像地图的特性,提出了适应视觉感受因素的视觉比例尺的概念,并分析了视觉比例尺对建立心像地图的影响。     

增强现实地图载体的空间认知负荷特征研究

本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性,研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体,以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体。选取二维纸质地形晕渲图、三维打印地形实体模型、以及桌面虚位空间3种不同类型载体的AR地图为研究对象,以目标搜索和路径规划为任务目标,开展不同载体AR地图空间认知实验研究。结果表明,在2组实验中三维实体模型载体AR地图的认知负荷指数(CLI)分别为2.53和4.84均显著低于二维地图和虚位载体,具有认知负荷低、沉浸在场感强的认知特征;二维地图载体的认知负荷指数略低于虚位空间载体,但两者并无显著差异;同时,两组实验对比分析结果显示,随着任务难度提升,二维地图载体和虚位空间载体AR地图的认知负荷显著增加,但三维实体模型载体AR地图的认知负荷未显著增加,表明实体模型载体在面向复杂空间认知任务时具有较低认知负荷的优势。此外CLI和任务难度的同步变化也表明脑电数据对空间认知实验敏感,能有效反映空间认知实验过程中的认知特征变化。     

位置地图情境建模与实例分析

近年来,随着位置服务的迅速发展,位置地图作为一种新型的地图产品,相比一般地图的内容发生了明显的改变,从而拓展了位置地图的研究领域和适用范围。为此,首先,本文通过情境理论,分析了其与位置地图之间的联系,指出情境建模在位置服务特别是位置地图应用中的重要意义;然后,针对目前的情境模型在移动地图服务中存在不同情境信息之间关联度不强、情境推理难以实现的问题,重点剖析活动信息在情境建模中的重要地位,提出了活动分层的位置地图情境三层模型,研究了活动模型、行为模型和情境信息模型的研究内容及特点,并进一步分析了活动模型与不同行为、行为模型与多种情境信息之间的相互关系,利用形式化描述语言(本体)建立了位置地图情境模型的逻辑结构;最后,以用户去机场登机为例,验证了本文提出的位置地图情境建模的过程和方法。     

自动驾驶高精度地图特征分析及发展展望

智能网联汽车逐渐成为当代智能交通系统的不可或缺的组成部分,而作为智能网联汽车核心要素的自动驾驶高精度地图在推动交通智能化发展方面扮演着至关重要的角色。高精度地图有效地建立了驾驶员、汽车、道路环境、驾驶环境、意义环境和社会环境之间的紧密联系,推动了自动驾驶技术从L0级别逐步演进至L5级别。本文聚焦于智能网联汽车与自动驾驶高精度地图发展的迫切需求,首先对高精度地图的内涵、主流基础数据模型、概念及特点进行了介绍,强调高精度地图是实现智能网联汽车自动驾驶的全新地图数据范式;其次,浅析了高精度地图在全生命周期中的采集、构建、更新、应用、审核和管理等环节中所涉及的感知数据类型多样、地图构建方法多元、众源更新技术多种、地图应用方式多类、地图审核流程智能、地图管理模式创新等多维特征;同时,提出了一种典型的高精度地图众源更新技术路线。针对高精度地图审核当前问题,介绍了一种在线智能审图方法。以高精度地图深圳试点为案例,介绍了其应用现状及探索经验。最后,对高精度地图的发展进行了展望。     

栅格地图信息量计算方法的验证分析

论文回顾了地图信息量计算方法的研究现状,引出了Wu等人的栅格地图信息量计算方法。栅格地图信息量计算方法摆脱了传统Shannon熵理论的束缚,将地图的信息量视为图中所有像元与周围像元视觉均差之和。由于栅格地图信息量计算方法难以用数学的方法来证明,论文分别以1:400万全国矢量数据和黄河三角洲的ECW影像数据为例,计算了它们在不同尺度下固定视窗内的信息量。两组实验均表明:用吴氏栅格地图信息量计算方法得到信息量值与人所认知的信息量间有一定的线性关系。最后论文展望了吴氏栅格地图信息量计算方法的应用前景。     

尺度对人口地图空间分异规律认知的影响

人口地图是人们认知人口分布规律的重要工具,而不同尺度的人口地图造成了读图者对于人口空间分布规律的认知差异。本文通过眼动跟踪的省、县（市）不同尺度下人口地图认知实验,选取注视点数、注视时间、正确个数等眼动参数,进行差异性显著检验,并结合热点透视图,从空间分异规律的角度进行分析。结果表明,不同尺度的人口地图对于读图者的认知影响显著,读图者对人口空间分布特征及人口数量进行认知时,县（市）级尺度人口地图提供了更丰富、直观的空间分布信息,利于读图者对于人口空间分异规律的把握,平均注视点数更小,平均注视时间更短,每道题回答正确的被试个数更多,认知效率更高。本研究揭示了尺度对人口地图的认知影响规律,为多尺度人口地图制图设计与表达提供理论实验参考。     

旅游地图网站设计研究

随着旅游业的迅猛发展,旅游网络地图的广泛应用,旅游地图网站规模不断壮大,并具有广阔的应用前景。但目前其设计还非常混乱,由于缺乏理论指导,限制了旅游地图网站的进一步发展。本文在分析了国内外众多较著名的旅游网络地图站点的基础上,总结了其存在的主要问题;然后探讨了旅游地图网站的特性,并根据主题和应用目的的不同对旅游地图网站进行了分类,总结了不同种类地图网站的设计;最后提出旅游地图网站的设计原则,并以此原则为指导设计实现了河南省旅游地图网站。     

古旧地图专题平台的建设思路及实践

古旧地图作为研究历史地理问题的重要材料和研究对象,引起了多领域众多学者的关注.通过充分考虑中国古旧地图的特点,综合运用GIS、数据库、互联网可视化等技术,本文提出了古旧地图专题平台建设的一般性思路,并以混合物理存储机制、地图多样显示方法和属性库的完备设计为创新点,系统阐述了平台的功能设计、技术路线和重点建设内容.同时,以复旦大学历史地理研究中心的古旧地图数字平台为例,从平台内容展示、查找与索引方法展示该平台的实际建设现状.这一研究将成为古旧地图平台建设的有益尝试,为其他研究机构、技术人员提供借鉴,在古旧地图资料抢救性保护与学术资源共享中,具有重要的现实意义.     

3维地图及其设计:对地图学理论的贡献

近十年来,3维地图得到了迅速的发展,但是对于3维地图的定义并未统一,而对于3维地图的设计也未形成一定的标准。结合相关的文献,笔者认为扩展人类的空间认知手段和范围才是3维地图的本质目的所在,其定义应根据其是否具备超2维的感知效果来确定,而3维地图的设计原则也应从3维感受效果和新的符号视觉变量体系来考虑,同时充分利用2维地图信息的辅助作用。     

语义驱动的层次化地图符号设计方法

地图符号是地图学的重要组成部分。当前有关地图符号的研究,主体均集中在地图符号的视觉图形方面,而对地图符号的概念语义缺乏足够的重视。本文提出了一种语义驱动的层次化地图符号设计方法,即以语义关系作为符号图形构造的基准,通过语义关系控制地图符号的图形构成,以充分发掘地图符号的概念语义成分在符号设计中的内在价值。重点论述了本体层次的语义特征提取、符素设计、聚合语义结构建模和语义驱动的符号生成4个关键步骤。利用本文符号设计方法对现有符号标准进行改进设计和认知实验。结果表明,该方法在符号认识效率方面表现较优,且在模拟信息传输过程中体现了较为稳定的高传输效率,具备有效提升地图符号的信息感知效率的潜力。     

移动环境地图自动综合系统设计与实现

地图自动综合的研究随着地图与地理信息系统科学的发展不断深入,从早期的地图目标几何量测与图形简化至制图综合知识的运用、制图综合方法评价与集成、乃至在线综合与综合服务的出现.本文针对当前移动地理信息服务对地图随时、随地为所有人和所有事提供实时服务的要求,主要探讨了移动环境中地图自动综合的概念、特征与系统架构等相关理论与技术...     

跨平台嵌入式数字地图可视化中间件设计与应用

本文在分析嵌入式环境下平台差异和计算、存储与显示等资源有限对数字地图可视化限制性的基础上,基于中间件思想,提出了跨嵌入式操作系统平台的数字地图可视化中间件EMD_MW（Embedded Map Display_MiddleWare）,设计了操作系统抽象层、服务框架层和功能层中间件体系结构。利用操作系统抽象层,提取与数字地图可视化相关的操作系统消息转发和图形图像绘制接口进行抽象,屏蔽了不同嵌入式操作系统之间的异构性;利用服务框架层屏蔽了数据存储差异性,扩展了基本图形绘制接口;通过功能层提供数字地图显示各类接口,并详细阐述了EMD_MW的抽象层、服务框架和功能层的设计和实现,给出了基于EMD_MW的几种工程应用。本文设计的跨平台嵌入式数字地图可视化中间件,已在多个嵌入式地理信息应用系统中得到检验,表明该中间件具有良好的跨平台特性,较好地解决了不同嵌入式平台下的数字地图显示问题。     

动画地图中感知变量初探

根据动画地图的特点,考虑动画地图的空间认知特性,提出了感知变量这一新概念,将传统动画地图设计中常用的视觉变量进行拓展,并对感知变量的分类进行了阐述,指出听觉变量和触觉变量等具有较好的辅助作用.另外,通过新闻动画地图的设计与实现,总结了感知变量在动画地图中的作用及应用规律,并指出感知变量的研究对电子地图设计具有较大的理论意义和实际应用价值.     

全息高精度导航地图: 概念及理论模型

本文提出了全息高精度导航地图的概念,它融合了多源数据,尤其是电磁传感器、声音传感器、热红外仪等传感器数据,从更多角度为导航提供信息。在此概念基础上,提出了一种融合多源数据的全息高精度导航地图理论模型框架,该框架包含4个步骤：① 全息道路数据采集,包含道路三维彩色激光点云、遥感影像、无人机航拍倾斜测量数据、摄像头图像、热红外图像、声场信号、电磁场信号;② 道路静态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如车道线、路坎、栏杆、路牌、路灯、隧道等,作为无人驾驶车辆规划基础路线和车辆位置定位的数据基础;③ 道路动态信息提取,从上述采集信息提取和标记得到,如离前后车辆的距离、前方有无行人、道路施工护栏、泛在信息等,作为检测无人驾驶车辆周围的实时道路环境和规划无人驾驶车辆行驶路线的依据;④ 动、静态信息融合：融合道路静态信息和道路动态信息,丰富道路信息,提高道路线精度,提高全息高精度导航地图更新的效率,为导航和无人驾驶车辆提供地图服务。     

地学知识图谱的定义、内涵和表达方式的探讨

在地学图谱和地学信息图谱的基础上,本文提出了地学知识图谱的概念,并介绍了地学知识图谱的基本框架、特征和理论意义。地学知识图谱将地学知识以虚拟空间坐标的形式反映在地图上,用以展示地理对象特征空间分布,揭示出一些隐含的规律。它是对地理知识形式化的图形表达,具有语法和语义特征,因此,有可计算性。它的基本组成要素和结构由所表达的内容决定。地学知识图谱,不仅是一种知识表达和数据挖掘的手段,也是空间认知的一种方式和结果。     

客户机/服务器结构的地图数据库分布管理

叙述了客户机/服务器结构的地图数据库发展的必要性,对客户机/服务器结构的地图数据库分布管理概念、结构及网络环境进行了论述和设计.