基于虚拟亲历行为的空间场所认知对比实验研究

设计并开展了基于虚拟亲历行为的空间场所认知对比实验,探索基于头盔式虚拟现实地理信息系统(virtual reality geographic information system,VRGIS)与基于屏幕空间的地学虚拟环境中虚拟亲历行为的空间场所认知差异特征。实验收集到虚拟现实(virtual reality,VR)组与屏幕组两组参与者的数据,包括参与者手绘认知草图、虚拟场景中活动轨迹与视线轨迹数据,并从空间场所认知效果、遗忘分数、视线轨迹等3个方面进行了对比分析。结果表明,VR组的潜在优势体现在:①空间认知3个层次(空间特征感知、空间对象认知、空间格局认知)的认知效果比屏幕组均有了显著的提升;②在遗忘分数方面,与屏幕组并没有显著差别;③观察方向的水平变化量显著大于屏幕组。此外,实验还讨论了头盔式VRGIS影响空间场所认知效果的可能内在机制以及支撑虚拟地理实验平台的可能性。     

旅游者地理空间认知模式研究

根据地理空间认知理论,探讨了旅游者对地理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旅游者空间认知效果.研究发现旅游者的空间认知效果受到空间信息表达形式的影响;指出作为特殊群体的旅游者,其地理空间认知明显不同于一般人群,而主要集中在空间特征感知、空间对象认知和空间格局认知3个层次.旅游者空间特征感知受制于旅游场景;在空间对象认知方面侧重于旅游要素认知,主要采用旅游要素决定模式,其中距离认知采用时间决定模式;方向认知主要采用地标定向和拓扑关系判别模式;旅游景区的认知主要依据心理意象,大尺度旅游者采用文化差异选择模式,而中小尺度的旅游者则是功能差异选择模式;旅游空间格局认知则是旅游功能特征、旅游空间对象和地理特征认知的综合.     

全景图增强地理现实的空间认知问题

基于全景图的增强地理现实平台是一种新的空间认知工具,研究其空间认知问题是进行技术研究的基础。文中介绍全景图增强地理现实的主要技术流程和优势;阐述基于全景图增强地理现实进行空间认知的基础模型;分析全景图和地理信息数据的信息匹配问题,包括比例尺和位置匹配两个方面;介绍地理信息在全景图像上的表达方式,重点解决增强目标和属性信息的选择问题;最后通过与街景地图、虚拟现实平台进行空间认知比较,得出全景图增强地理现实平台的有效性和主要适用范围,表明该平台具有独特的空间认知优势。     

兰州新区地理国情监测三维展示系统的设计与实现

兰州新区地理国情监测三维展示系统以兰州新区地理国情普查综合统计成果为基础,基于Skyline软件建立三维场景。在所建成的三维场景中叠加地理国情监测各类专题信息并设计展示效果,最后将三维场景封装入所开发的展示系统中,用以展示兰州新区的区位优势、地形地貌、总体规划、地理国情监测成果等内容。     

无人机实时视频与三维地理场景融合

针对无人机视频巡查时无法获取视频要素与周围场景地理要素的空间关系等问题,本文提出了一种无人机实时视频与三维地理场景融合方法。该方法通过设置路线站点获取无人机实时巡查视频,利用高分辨率倾斜摄影模型构建三维地理场景,将视频在三维地理场景中投影,构建视频投影参数规范和无人机数据传输模型,实现无人机实时视频与三维地理场景融合展示;对无人机实景融合的应用流程进行设计,并通过具体案例进行试验验证。试验结果表明,无人机实景融合具有良好的表达效果,视频与三维地理场景融合度高且视频画面变形较小。该方法将无人机视频应用扩展至三维空间,为视频要素赋予了空间参考。     

扩展现实与地理空间认知研究进展与展望

扩展现实包括增强现实、虚拟现实和混合现实,主要应用于地理位置相关的服务,探究用户在扩展现实中的认知规律也是几十年来持续发展的课题。随着元宇宙的发展,该课题吸引了更多国内外研究者的注意。基于国内外研究进展,总结了扩展现实和地理空间认知研究的必要性,虚拟现实、增强现实在地理空间认知研究中的应用与研究现状,以及适用的研究方法和任务设计,并提出了当下研究面临的一系列挑战,以期为相关领域的研究者提供可操作的、具体的思路,充分发挥地图学在扩展现实技术发展中的作用。     

虚拟地理环境下的地理空间认知初步探索

地理空间认知是人类获取地理空间知识、认知地理环境的重要方法和手段,虚拟地理环境VGEs（Virtual Geographic Environments）作为继地图和地理信息系统（GIS）之后的新一代地理分析工具,在地理空间认知方面具有显著优势,但目前相关研究尚处于概念探讨和框架搭建阶段,缺乏对地理空间认知内涵及相关技术方法的论述和研究。本文以经典的地理学6问题求解为导向,从地理本体认知、地理过程认知和地理行为认知3个层次,阐述了VGEs地理空间认知的内涵和基本内容;进一步重点探讨了实现VGEs地理空间认知的相关技术方法,包括城市空间表达与城市计算、多模式人机交互、地理知识图谱与空间推理、地理过程模拟、地理行为模式识别与情感计算等方面。以重庆为例开展了应用案例实践,展示了如何利用相关技术方法实现对地理环境和地理空间对象的认知和理解。本文提出的总体框架和技术体系为VGEs地理空间认知的深入开展和技术实现提供了新的思路和解决方案,有助于将该项工作从理论探讨阶段推向技术实现阶段。     

基于EV-Globe的三维地理信息系统研究

主要研究实现多尺度、多分辨率、不同时期、海量影像数据的快速加载,通过建立域地理三维演示系统,整合了三维模型场景数据、DEM、DOM等数据,实现了直观的全空间三维可视化、海量多元数据集成逼真的三维场景显示的特性、快捷的二三维一体化应用、高效的三维模型渲染与分析、矢量和影像文件的客户端直接加载,实现了城市DEM和DOM的快速加载、三维场景的对比浏览和地下镜头浏览、自然效果的模拟、地理位置的标注、城市场景的飞行浏览以及空间距离面积的测量、各种应用的分析及查询等功能,在将来的研究中,将根据城市建设及规划应用的需求,发挥三维立体展示优势,研究建设、规划辅助系统。     

空间认知的新窗口——地理虚拟空间十年回顾

地图学家对虚拟现实的关注大体已有十年,我们在利用VR技术构建一个有进入感的多维信息空间,这是作为空间认知工具的地图在数字时代的自然合理的延伸和扩展。地理虚拟空间不但是一种使用户可以身临其境的新型地图,而且可以把超越现实的规划方案提前实现,即虚拟出来,让用户去体验、去评价、去理解。由于虚拟空间6自由度的可交互性,它首先被用在操作与模拟系统中。在20世纪90年代初曾在分布式作战训练、自然环境分析和外科手术方面获得应用。随着硬件设备价格的下落和软件的逐步成熟,虚拟空间已经成为设计者和公众交流的重要工具,广泛用于规划与设计、研究成果交流、商品广告宣传、旅游热点介绍等业务中。     

应急场景快速制图及地图信息传输

当前，应急响应范式已经由“预测-应对”转变为“情景-应对”，应急地图作为应急测绘地理信息保障服务的重要内容，其制图方式也应该有所改变。本文介绍了突发事件情景及地理场景的定义，指出地理场景是各情景要素存在或发生的物理空间，同时也是应急地图表达的对象；论述了应急场景快速制图的基本原理及该制图模式具有的4个主要特点；将传统的地图信息传输理论与新应急响应范式相结合，提出了应急场景快速制图模式下的地图信息传输模型，详细论述了模型中空间信息的传输过程，并分析了该过程中影响信息传输效率的地图发送端和接收端的空间认知。     

基于空间认知的虚拟地理环境研究

虚拟现实技术逐渐成熟,改变了地图的表现手段,使人们在家中就能体验到整个世界,使人类对于世界的认识进入了一个崭新的阶段。本文从虚拟现实定义出发,介绍了虚拟现实的基础———空间认知理论,分析了虚拟现实与空间认知理论的关系和相互作用以及虚拟现实在地图学中的应用,并指出现阶段模拟虚拟地理环境下的一些瓶颈问题。     

虚拟现实技术在城市规划中的应用研究与实践

从虚拟现实的概念出发,分析了虚拟现实的3个特征,论述了虚拟现实技术涉及到的关键技术及虚拟现实技术在城市规划中的应用。最后,我们以小区为研究对象,将3D数据作为数据源,采用VRMap软件平台进行将VR技术应用于城市规划中的研究与试验。     

数码城市空间数据模型与可视化研究

提出了一种新的基于三维矢量图形、数字地面模型与数字地面正射影像相结合的数码城市空间数据模型，介绍了基于这一模型的软件平台原型－CCGIS，并对未来数码城市构建技术进行了分析与展望。     

VR技术在小区规划中的应用研究

从虚拟现实的概念出发,分析了虚拟现实的三个特征,论述了虚拟现实技术涉及到的关键技术及虚拟现实技术在城市规划中的应用。最后,以小区为研究对象,将3D数据作为数据源,采用VRMap软件平台开展了将VR技术应用于城市规划中的研究与试验。     

基于空间认知的虚拟地形环境构建研究

虚拟地形环境实时构建技术一直以来都是计算机图形学、虚拟现实和仿真领域研究的重点和热点.本文阐述了空间认知理论对构建虚拟地形环境的指导作用,基于空间认知基本原理,对构建视点相关虚拟地形环境中的关键技术进行了探讨.     

基于SuperMap的三维虚拟校园设计与实现

本文基于SuperMap软件,以山西师范大学校区为例,通过虚拟地表的生成、三维建模、纹理贴图等方法,打破了时空的限制,直观地展现了交互式三维校园场景,实现了校园三维虚拟场景的缩放、旋转、漫游操作等功能,达到了模拟现实的效果,并可作为数字化校园的基础平台,拓展现实校园的时间和空间维度,提升传统数字校园的运行效率,扩展传统数字校园的业务功能,最终实现教育过程的全面信息化,从而达到提高校园管理水平和效率的目的。     

基于空间关系约束的虚拟高速铁路场景建模研究

在虚拟地理空间中开展复杂科学实验和管理分析,是目前及未来发展的一个重要趋势。本文对高速铁路场景中的线路、地物和地形对象的关系进行了详细分析,提出了基于空间关系描述的虚拟高速铁路场景建模方法。通过XML标记语言对线路、地物和地形的空间关系进行统一描述,引导和规范场景建模过程中的模型点位计算和地形处理过程。详细讨论了虚拟高速铁路的场景建模流程、场景对象空间关系定义、模型点位计算方法以及地形处理方法,并选择案例区域进行试验。试验结果表明该方法能够有效地理清虚拟场景中各种对象间的关系,从而可以快速建设符合现实标准的、具有高度仿真感觉的虚拟高速铁路场景。     

空间认知能力与三维寻路绩效的相关性分析

研究影响寻路行为的人为因素,对于提升智能导航服务的用户体验具有重要意义。从心理旋转、抽象推理、空间短时记忆和空间感知4种能力出发,设计空间认知对照实验,探究空间认知能力与寻路绩效之间的相关性。研究结果表明:（1）4种空间认知能力之间弱相关,且按空间尺度部分分离。相同尺度空间的认知能力,即心理旋转能力和抽象推理能力、短时记忆能力和空间感知能力的相关性较强,不同尺度空间的认知能力相关性较弱。（2）心理旋转能力和抽象推理能力对寻路绩效有较高的拟合显著性水平。考虑多因素联合作用,虚拟场景中,心理旋转能力对寻路绩效影响最大,空间感知能力影响最小;真实场景中,空间感知能力对寻路绩效影响最大,短时记忆能力影响最小。（3）寻路表现具有显著的场景效应,在虚拟和真实场景中各项能力因子对寻路绩效拟合的决定系数明显不同。该研究结果为基于虚拟场景的行人导航研究的有效性提供了实证参考,也可为设计顾及人因的导航服务提供依据。     

3维虚拟现实系统在城市规划中的应用

简要介绍了3维虚拟现实系统在城市规划中的作用,并通过杭州西溪湿地3维虚拟场景的建设,阐述了在城市规划中3维虚拟现实系统应具备的基本要求。     

地理空间信息技术在遗址保护中的应用

通过对老宝山遗址的考古调查,将地理空间技术与传统考古调查相结合,进而对遗址考古的技术工作思路和技术整合做了探讨。现代地质学与信息技术的结合为上海历史遗址保护提供了一种全新的思路和探索尝试。