UCGIS地理信息科学与技术知识体系及对我国GIS研究的启示

为推进我国地理信息科学与技术发展,借鉴UCGIS于2006年提出的地理信息科学与技术知识体系(Geographic Information Science and Technology Body of Knowledge),分析其对我国GIS领域研究的若干启示,包括构建科学合理的地理信息科学与技术学科体系、加强地理空间认知与概念建模的研究、多学科交叉推进地理计算理论与应用研究、推进地理信息科学与技术的相关软科学研究。     

浅谈地理空间思维能力的培养

当前中学地理课程改革的基本理念是改变地理教学和学习方式，重视地理空间思维能力的培养。地理课程标准明确指出：“地理学不仅研究地理事物的空间分布和空间结构，而且阐明地理事物的空间差异和空间联系，并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化的规律。”地理学科的性质决定了其思维方式的空间特色，各种地理思维活动（记忆、想象、判断、概括、推理、分析综合）无一不借助各种形式的空间展开，常常是借助正确的心理地图来进行。我们把这种借助图形对地理问题进行各种空间维度思维的心理活动称之为地理空间思维。     

对学生描述地理空间分布能力的诊断和提高策略

正地理(课标版)全国高考考试大纲和江苏等省市高考地理考试说明中的"考核目标与要求",明确要求学生能够用准确简洁的文字和图表等表达方式描述地理事物的主要特征、分布和发展变化,掌握地理概念、地理数据、地理事物的主要特征及分布、地理基本原理与规律等知识。地理分布包括空间分布和时间分布。"地理空间分布"就是指地理事物、地理现象、地理性状、地理符号等在地球表层展开的空间范围和位置排列状态。地理     

人文自然耦合视角下过渡性地理空间概念、内涵与属性和研究框架

从人文自然耦合的视角看,过渡性地理空间是介于自然和人文之间的复合地带,凸显人地关系地域系统的特殊性与复杂性。其中,山区是过渡性地理空间的主体,是全国国土空间高质量发展与治理的关键区域,对其系统深刻理解与认知亟待全面加强。立足于人文自然耦合系统层面阐释过渡性地理空间的概念、内涵与属性,并借鉴多学科理论与方法,结合地理编解码技术,探索性提出基于色差渐变原理的过渡性地理空间研究的科学框架,以期深刻阐释过渡性地理空间人文自然耦合演化过程及其机理,并为提升过渡性地理空间国土空间功能与优化国土空间开发格局提供科学指导和决策依据,这对于丰富人地关系地域系统研究做出新的探索具有应用价值。     

浅析对高中生地理空间思维能力“困窘”的干预

地理学是关于空间的科学,空间是对地域的几何抽象。地理学要阐明地理事物的空间分布及空间关系,这就要求学生具备一定的空间思维能力。所谓空间思维是指要对地理事物进行空间定位、空间变形及空间分析。高中阶段＂地球的运动＂部分要求学生对各种光照图进行转化,对学生的空间思维能力有较高要求。但学生对该内容学习时往往感觉困难重重,这是空间思维能力缺乏的一种表现。教师需要对此进行干预,突破该教学难点,培养学生地理空间思维能力。     

地理空间中的空间关系表达和推理

针对地理空间中的应用,归纳了在空间关系的表达与推理中不同于人工智能领域研究的一些特点:在人工智能领域,更注重建立形式化的推理系统;而在地理信息科学中,则需更关注地理空间的特点以及地物的地理语义。该文基于地理空间和地理现象的本质且顾及地理空间认知,总结了地理空间中空间关系表达和推理的特点,具体包括空间的有限性、地球的球面特征、地物的地理语义、地物形状的复杂性、面状地物、特殊的空间关系、空间关系的层次性与尺度相应原则、不确定性、三维与时态特性九方面;进而介绍了地理空间关系表达的两个应用,即地理信息检索和基于对象的图像分析。该文的探讨可为地理信息科学中的相关研究提供方向性指导。     

地理学空间研究的转向:从自然到社会、现实到虚拟

在介绍地理空间内涵与学科内分异的基础上,重点介绍了地理学空间研究的两个转向,即从自然空间转向社会空间、从现实空间转向虚拟空间。研究表明:地理空间是一个相对明确的概念,但其内涵也在不断发展之中,特别是在人文地理学从自然地理学中分离出来以后;地理学三大分支所关注的地理空间差别极大,其中自然地理学对应自然空间,人文地理学对应社会空间,地理信息科学对应地理信息空间;地理学空间研究的第一个转向是由自然空间转向社会空间,其包括地理空间研究重点的转变以及对空间本质认知的转变两方面;地理学空间研究的第二个转向是由现实空间转向虚拟空间,这里的虚拟空间包括感知空间和网络空间;地理空间由自然向社会的转向反映了与人类发展的同步性,而由现实向虚拟的转向则反映了与技术进步的一致性。     

空间认知视角下运用GIS构建心理地图的机制及策略

心理地图是学生在头脑中形成的地理事物空间表征,是提升学生空间认知能力的重要媒介。随着教育信息化发展,运用GIS辅助学生构建心理地图的优势正逐渐显现。本文基于地理空间认知理论,从GIS角度深入分析了心理地图的建构机制,并提出了不同认知阶段相应的教学策略。     

从世界各地“地理考察”现况看我国中学地理教学

地理学是研究地球表层事物空间分布的科学,实地考察在地理学科中尤为重要。本文分析了英格兰、澳大利亚新南威尔士州及新加坡中学地理课程,发现其普遍重视地理考察,并且在公开考试中考核学生的地理考察技能。随着新一轮课程改革提出对核心素养的培养,应系统地加强中学地理考察活动的课程开发、实施与评价。     

指向学科本质的地理学科理解:内涵、价值与路径

地理学科理解是从地理学本质出发落实核心素养的关键性认知。它主要包括地理学科知识、地理学科方法、地理学科思想、地理学科观念与地理学科性质五个方面,它对完善地理课程体系、提升地理思维能力、科学探究地理过程有着重要意义。因此,对于地理学科的本质,必须从表层结构、深层结构、内隐结构三个维度对地理认知结构进行溯源理解;从地理学本体论、认识论、方法论三个方向对地理认知哲学进行科学理解;从要素、区域、时空的分析与综合三个角度对地理认知视角进行全面理解。     

基于认知地图的中国国际游客旅游空间认知研究

空间认知是地理信息科学、认知心理学研究的重要科学命题,对于游客旅游决策也有很大的影响。研究表明不同尺度的游客所关注的旅游空间对象都有差异,而国际游客则具有空间活动范围尺度大、持续时间长等明显的空间认知特点。根据地理空间认知和认知心理学理论,运用实证调查的方法,进一步研究国际游客的旅游空间认知模式问题,着重探讨了国际游客旅游空间认知的基本过程、特征以及基于不同空间信息表达方式的游客空间认知效果等3个方面。研究发现国际游客旅游空间认知主要集中在旅游空间功能认知、旅游空间格局认知两个方面。     

基于场所的GIS研究

探讨从地理空间认知出发,实现基于场所的GIS（PB—GIS）的相关问题。PB—GIS以场所为核心,显式表达地理空间知识,并遵循特定规则进行定性空间推理,从而服务于空间行为决策。比较PB—GIS与基于坐标的GIS（CB—GIS）之间的差异和适合解决的问题,并描述定性空间推理的特点及其在PB—GIS中的应用。在分析实现PB—GIS的关键技术基础上,采用三层架构设计了一个PB-GIS的概念体系结构。     

地理表达研究进展

地理表达是地理学的一个基本问题,也是地理信息科学研究面临的一个重大挑战.从地理表达机理、内容和形式的角度,对近期地理表达研究进行了总结.本质上,地理表达是一个空间认知、信息转换与信息传输的交互过程.地理表达内容涉及地理实体及其空间关系、不确定性、地理动态及地理本体等方面.地理表达形式经历了从自然语言、地图到GIS的演变...     

地球信息科学的前沿与发展趋势

地球信息科学是一门新兴学科,每个分支都有许多亟待深入的前沿领域。地球信息哲学中的前沿领域主要涉及数字化世界的本体论问题、地球信息流和地球空间认识论问题以及地球信息科学的方法论问题等;地球信息机理中研究的前沿问题主要有地球信息转变机理、地球空间认知、地球信息表达方法的拓展、地球信息的不确定性、地球空间关系、地球空间尺度以及地球信息共享中的标准、规范和立法等;地球信息技术的前沿研究主要包括地球信息的集成和融合、GIS中的空间分析与模拟、地球信息技术集成、地学可视化、虚拟现实技术、GIS的互操作技术、地球信息的分布式计算以及GIS中的面向对象技术等;地球信息工程的热点领域是信息基础设施和数字地球。在未来的几十年内,地球信息科学将保持理论化、工程化和学科交叉领域泛化的发展特点;地球信息理论研究将呈现信息标准化和信息表达多维化的发展态势;地球信息技术的发展将具有集成化和智能化的特色;地球信息工程和应用将向平台网络化和应用社会化的方向发展。     

认知地图的地理学研究进展与展望

认知地图作为人对人地关系复杂系统进行抽象化和秩序化的内在表征,是个体空间行为决策、空间认知与空间规划的理论基础,也是地理学的重要研究领域之一。论文通过CiteSpace文献学分析方法并结合经典文献回顾,从多学科视角系统梳理认知地图1948—2020年共70余年的发展脉络与研究热点。研究认为,认知地图在地理学的学科发展过程中扮演了重要角色,特别是在认知空间与城市意象、空间扭曲与空间偏好、空间知识与决策行为等方面丰富了地理学内涵。近期与地理学有关的认知地图跨学科研究出现3大转向：大数据时代重新定义认知空间与城市意象的数字转向,以特定群体或事件的空间偏好为切入点的情感转向,以第一人称视角解译空间知识与决策行为的神经转向。最后指出认知地图空间分析的地理学在跨学科融合发展中的角色与应用前景。     

GIS应用中认知阶层性对地理信息有效传输的影响

GIS应用的最终目的是使其所包含的地理信息有效传递。该文从信息科学、认知科学及地理信息科学角度出发,指出认知空间和地理空间的阶层对应性是实现地理信息有效传递的基础;提出两类空间重叠区的概念,并阐明其在信息有效传递过程中的重要作用;确立认知科学在GIS应用中的两个基本原则是建立这种对应性的理论依据;强调信息制造者(制图者)是构建这种对应性的实施者,而信息接收者(用户)对认知空间分类阶层的正确识别则是构建这种对应性的出发点。     

句法视角下广州传统村落空间形态及认知研究

本研究在句法视角下,选择广州小洲村为案例地,以轴线图结合意象图的分析方法,探讨村落空间形态与不同使用者空间认知的关系,得出以下结论：① 空间组构中具有高数值的某些变量,可被认为是地标性的显著空间元素,在使用者认知图表中扮演着重要的角色,其连续性极大地影响了空间认知;② 不同使用者的空间认知模式存在差异,本地居民能够更加容易认知村落深层次的空间格局;③ 城市化改变了传统村落具有的防御性及内聚性的原本形态特征,空间集聚中心由内部转向边缘,这是导致本地居民与其他使用者认知差异的重要原因.本研究为快速城市化进程中传统村落的发展与规划提供了重要启示,也是一种以新方法研究传统村落空间形态及空间认知的尝试.     

The world,the computer,and the mind: how Andrew Frank helped make human language and cognition cornerstones of geographic information science

During the late 1980s and early 1990s, cognitive science was included as one of the key disciplines in the emerging multidisciplinary field of geographic information science (GIScience). One of the key proponents and popularizers of the study of human cognition as part of GIScience – and one of its major researchers – has been Andrew U. Frank. In this essay, we review the history of Andrew Frank’s role as an innovator and champion for cognitive GIScience, and summarize some of his research contributions in this domain. Taken along with his contributions to other areas of GIScience, this review shows that Andrew Frank has been one of the primary figures in modern GIScience, and among its very broadest and intellectually-diverse contributors.     

西安入境游客目的地空间意象认知序列研究

选取西安入境游客为研究对象,依托324 份调查问卷中所提取和统计的认知地图相关数据,分析了西安城市目的地空间意象特征,并重点探讨了认知地图类型及构成要素在游客停留天数上的动态变化过程,据此提出了入境游客目的地城市空间意象认知过程。结果显示：① 西安入境游客的认知地图共分为四大类型,其中以空间型为主,单体型、序列型和混合型次之。② 从空间意象认知要素上看,标志物出现频率最高,其次为区域、边界、节点和道路。以钟楼为中心结合城墙以及东西南北4 条大街,构成了入境游客西安城市目的地空间意象的基本框架。③ 西安入境游客目的地空间认知过程,在认知地图主导类型上,呈现“空间型+单体型→空间型→序列型（混合型）→单体型”的演变序列,在空间认知主导要素上,则为“标志物→标志物+道路→标志物”的发展序列。这一空间认知过程反映了游客对目的地空间意象的关注重点由个性到结构,再到意义的转换。     

Map spatial cognition research and spatial information visualization

Along with the advances in computer sciences in recent years, visualization has been developed to embrace new functions. The electronic map in a spatial information visualization system is an electronic tool of human spatial cognition and has more advantages in supporting human spatial cognition than a printed map. Investigations on the ability of human spatial cognition are increasingly drawing attention of cartographers. In this background, map spatial cognition research is attached importance to cartographers again. Cognition-based visualization systems are intelligent systems that serve human spatial cognition efficiently. Developing adaptive multi-perspective visualization systems of spatial information as one kind of these systems is a main goal of our research. This paper discusses the necessity and the characteristics of map spatial cognition research. The cognitive issues involved in spatial information visualization and major contents of cognitive research in the design of adaptive visualization system are presented. Finally, the experimental methods of electronic map visual cognition are introduced.