基于空间认知理论的移动导航电子地图设计

基于空间认知理论和移动环境下的硬件与用户需求,提出适应LBS使用环境的“以满足空间认知需求”的导航地图制作方案。根据用户的导航请求,将对用户有重要认知价值的地理信息从空间数据库中提取出来,并按照不同于传统制图综合原则的“认知简化”原则制作简化路线图以缓解目前在LBS应用中存在的地图数据与屏幕大小的矛盾,适应移动环境下用户的多行为状态和终端硬件特点,在LBS应用服务中具有较高的实用价值。     

面向对象快速设计安卓室内地图服务系统

随着手机智能化水平的不断进步,地理信息系统在移动通讯设备中的移植技术具有越来越重要的研究价值。参照嵌入式系统的快速面向对象建模过程的基本思想,设计了安卓平台室内地图服务系统,实现室内地图的需求分析、对象分析、机械设计和数据设计。以广州白云机场室内地图设计为例,分别在瓦片地图模型、地图概括、路径导航文件组织优化的基础上,实现飞机场内快速面向对象建模的安卓平台室内地图设计。     

基于地图感受论的室内地图设计原则

当前,对室内地图的研究主要集中在定位与导航方面,而对室内地图设计方面的研究相对较少。室内地图设计不同于简单的绘制室内平面图,必须以地图学基础理论为指导进行专业设计。以地图学中地图感受论相关理论为基础,对移动室内地图的设计原则和方法进行了探讨,并据此对一些手机地图软件中的室内地图设计效果进行了分析和评价。通过总结各软件地图设计的优缺点,结合提出的室内地图设计原则提出了室内地图设计的新方案。该方案能为用户带来更好的室内地图感受效果。     

室内地图研究初探

室内定位技术、导航技术和可视化技术的发展与应用,使室内导航成为可能,并且越来越精确。位置服务的领域也从传统的室外空间拓展到了室内空间,其中,室内地图是室内位置服务的重要基础。本文在分析总结目前室内地图产品及其研究现状的基础上,提出室内空间用户认知规律研究、室内地图表示方法研究、室内地图标准化研究是今后室内地图设计研究的重点问题。     

绝对空间定位到相对空间感知的行人导航研究趋势

相对空间比绝对空间更易于被人理解。行人导航本质是以相对于人的导航环境视觉与空间等相对语义来动态引导行人的过程,即相对导航。目前,GIS导航理论以绝对定位与空间建模为基础,没有充分理解人对相对语义的认知差异,缺乏基于相对语义的导航理论模型。首先,总结了以绝对空间定位与表达为基础的行人导航研究,提出了相对空间感知的行人导航研究新方向。然后,剖析了相对导航研究的理论研究需求,如:行人相对导航数据采集与建模、行人导航环境相对语义的提取、行人导航行为的自动感知分析、行人导航的多感官交互机制、行人导航路径选择与确认机制等。最后,展望了未来行人导航研究与重要创新的3个阶段。     

LBS导航认知地图服务系统设计与实现

科技发展改变了电子地图制作和使用环境。本文在分析传统大数据量地图形式在LBS中的应用缺陷后,提出了符合用户需求和移动终端条件的认知地图可视化方案,这种不同于传统制图综合原则制作的认知地图能有效缓解目前在LBS应用中存在的地图数据与屏幕大小的矛盾,适应了移动环境下用户的多行为状态和终端硬件特点。     

室内地图的设计与表达

从空间认知的角度出发,分析了室内空间的特点,总结出其所带来的影响室内空间认知的因素,依此提出了室内地图设计的原则。在上述原则指导下进行了地图要素的分类和选取,提出了基于空间围合的边界表达方法和基于锚固点理论的要素突出表达方法,并对室内地图符号进行了设计。     

用于内置式标签地图权重表达的等差字大策略评估

在标签地图应用日益增加的背景下,亟需开展标签权重表达策略的评估研究。引入眼动跟踪方法,针对常用于标签地图权重表达的一种等差字大策略进行评估。实验设定无目的自由浏览和有目的阅读分析两个应用场景,布置标签选取、识别/搜索、记忆和主观评价任务,统计分析被试完成以上任务的眼动数据和其他衍生数据,结果显示:（1）不同大小的标签在信息凸显性、视觉吸引力、权重记忆以及识别/搜索时的搜索效率、阅读效率和认知负担方面并未表现出明显差异性;（2）文字大小处于上游的标签相比处于下游的标签更加容易被识别/搜索,被试的兴趣度更高,但并不意味着文字越大的标签越容易被识别/搜索,被试的兴趣度越高;（3）采用等差字大策略的标签地图总体评价良好。该研究有助于地图设计者进一步了解等差字大策略的特点。     

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。     

激光SLAM移动机器人室内定位研究

针对目前室内移动导航定位精度低和累积误差大的问题,提出了一种激光雷达（LiDAR）和惯性测量单元（IMU）相融合的导航定位系统。首先,该方法是从LiDAR扫描测量中提取环境特征和构建地图,然后,由IMU采集的姿态信息通过卡尔曼滤波,补偿由于LiDAR扫描引起的位置和姿态输出的误差,以提高机器人移动的定位精度。试验结果表明,该方法可以提高室内移动机器人定位和构建地图的精度和稳健性。     

基于虚拟地理环境的空间认知分析

地理空间认知是认知研究的重要内容,虚拟地理环境作为一种新的空间认知工具,是地图功能的延伸,因而对虚拟地理环境的空间认知分析具有现实意义。本文通过分析虚拟地理环境中地图知觉过程与地理表象的生成,以及同心象地图的对比,阐述了虚拟地理环境中的空间认知过程。     

面向虚实融合的单体建筑物实时识别与定位

针对当前矢量地图导航缺乏真实环境信息,而视觉地理定位依赖海量图像标注数据的问题,提出了一种面向虚实融合的单体建筑物实时识别与定位方法。该方法以智能手机为载体,利用轻量级深度网络SSD(single shot detector)实时检测手机视频流中的建筑物对象类别,通过调用手机内置传感器获取当前定位信息与拍摄视角,并以矢量地图信息为辅助,在仅需识别出建筑物类别的情况中,准确获得单个建筑物的属性与定位信息,并与矢量地图进行叠加可视化,最终达到真实地理环境与矢量地图融合的增强导航。随机采集了550张建筑物图像,经过处理标注后作为训练标签,在计算机上训练SSD的建筑检测功能并且进行验证;将训练好的SSD网络模型迁移到移动端,结合地理围栏方法与手机传感器开发可识别建筑单体信息的增强导航系统,将系统部署在手机上进行测试。实验结果表明,该方法可充分利用矢量地图与实景图片的互补信息,在仅需少量建筑物标注样本的情况下,实现单体建筑物信息增强的手机端地图导航,有效缓解了矢量地图定位不够直观的问题。     

基于信息传输效率因子的移动地图可视化表达研究

近年来,移动地图迅速发展,正在为越来越多的用户所青睐。与此同时,移动地图在设计与信息传输方面还存在不少问题,影响了移动地图的使用效果。为了提高移动地图的设计水平,增强移动地图的信息传输效率和可用性,本文基于空间认知理论对移动地图信息传输模型及其特点进行了分析,提出并研究了影响移动地图信息传输效率的因子,在此基础上,提出了移动地图可视化表达与设计的原则和方法。     

行业导航电子地图在线路工程勘测中的应用

在长距离线路工程初步设计阶段,传统的踏勘方式暴露出诸多弊端和局限性,随着GPS导航定位技术、信息化软件、无线通信、手机移动终端等多种高新技术的飞速发展,导航电子地图的出现解决了这一实际难题,本文简单介绍了国内导航电子地图的发展现状及优缺点,着重阐述了奥维互动地图在实际线路工程勘测中的坐标系转换、套合CAD图等行业功能,结果表明,使用带行业功能的导航电子地图可以大大提高踏勘选线工作效率,提高线路设计的合理性,减少实地踏勘成本和工作量,缩短设计周期。      

二维码定位技术支持下的室内导航电子地图的设计与实现——以武汉大学图书馆为例

随着大型复杂公共室内空间逐渐增多,室内导航已成为当前基于位置服务（LBS）领域的研究热点。本研究结合空间定位技术和移动地图技术,设计和开发了一种面向复杂室内空间的导航电子地图,利用二维码技术进行准确的室内空间定位,并以武汉大学图书馆为样区,设计了一套面向复杂室内空间结构的位置编码规则。在此基础上,开发和实现了可提供图书馆室内定位与最优路径推送的手机端导航电子地图。     

初探导航电子地图的增量更新

以导航电子地图数据库增量更新平台的设计为切入点,讨论如何利用多源空间信息融合与处理技术去全面提升导航产业的深度,广度及现势性的空间信息服务,包括：基于多尺度空间数据库,不同地域的导航地图数据格网建立,全面缝合基于多维采集的多源数据;面向服务架构的空间数据库引擎保证最大化（千人及以上）的团队协同导航数据存取,编辑能力,全面支持不同行业应用的位置服务数据中心等;基于版本驱动的增量导航数据编辑软件确保全国导航数据的季度全数据集更新,重点城市的月度全数据集更新及实时动态信息发布。     

地图要素分类的定义及其度量化研究

根据集合的分类模型和地图要素的共同特征,给出了地图要素分类的定义,并根据地图的空间特性,推导了地图要素的度量方法。由于每一种地图要素唯一关联着一个第二特征值,因而地图要素可以表示为第二特征值的泛等值线或泛等值面。     

定向运动地图的空间认知和设计表达研究

定向运动地图,作为定向运动中必不可少的工具,是用图者进行空间认知的手段。本文以空间认知理论为指导,从地图符号、表达内容和使用环境3个方面分析了定向地图的内容设计与表达特性。定向运动中的识图用图是一种亲历与阅读相结合的过程,用图者使用定向地图是一种基于最佳路径选择的空间认知方式,本文分析了运动状态下用户使用定向地图的空间认知过程,最后给出了定向地图的设计原则。