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.     

虚拟地形环境仿真中的若干空间认知问题

虚拟地形环境仿真是数字地图支持下的一种新的空间认知工具。它们需要有新的认知理论和建模方法。本文从地图的空间认知、多感觉通道、人机交互技术、感觉不协调性、性能与评价等多方面进行了探讨     

虚拟地形环境中的空间认知问题初探

虚拟地形环境是一个由计算机生成的以视觉感受为主,包括听觉、触觉可感知的综合模拟系统.本文简要介绍了虚拟地形环境空间认知的相关理论,并在多感觉通道空间认知、交互性、空间认知功效影响因素等方面进行了探讨.     

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。     

长三角空间范围认知地图调查与分析

认知地图是心理学与地理学跨学科结合的产物,广泛应用于城市空间规划、出行行为优化等方面。本文从认知地图的角度,分析和讨论了人们对于长三角地区的认知情况及认知构建原因。运用认知地图法中的圈域图示法,对华东师范大学学生进行问卷抽样调查,共发放问卷350份。将获取的问卷数据运用ArcGIS软件数字化,Corel DRAW软件和Excel进行统计数据分析,研究华东师范大学学生长三角认知地图与官方所给出的长三角范围的异同及其原因。分析结果显示,长三角认知地图与客观实际存在明显差异,体现了社会大众认知的滞后性。文科、理工科学生因为思维模式的差异而导致认知地图的差异性。华东师范大学学生绝大多数是从自然环境和社会经济的角度来构建对长三角的模糊认知。     

实景地图的空间认知研究

介绍实景地图的概念,讨论实景地图的空间认知过程和空间认知效果。实景地图遵循地图空间认知的一般过程,但其"亲历式"的感知过程符合人类视觉和记忆习惯。实景地图对位置认知效果较差,对方向认知效果一般,对距离、对象认知效果较好。与二维电子地图和虚拟地理环境相比,实景地图在真实性、信息量、感知度方面存在优势,而在视角和空间感方面劣势明显。     

地图空间关系认知元素分析

分析了目前地图空间认知的几种理论研究。从地图学史的角度出发,应用几幅著名的中外古地图,指出符号、注记以及空间拓扑关系在地图发展变化中的不变性,认为这3种元素构成了地图空间关系认知的基本元素,并分析了这3种元素在地图空间关系构建方面所起的作用。最后提出了在网络环境下,这3种元素在大众制图中的指导意义。     

地图空间关系认知元素分析

分析了目前地图空间认知的几种理论研究.从地图学史的角度出发,应用几幅著名的中外古地图,指出符号、注记以及空间拓扑关系在地图发展变化中的不变性,认为这3种元素构成了地图空间关系认知的基本元素,并分析了这3种元素在地图空间关系构建方面所起的作用.最后提出了在网络环境下,这3种元素在大众制图中的指导意义.     

地图学新产品与人类空间认知能力变革

地图是人类空间认知能力的图形化表述,地图如实地记载了人类思维发展的历程。同时人类的空间认知能力也随着地图学新产品的深入开发与普及应用不断地发生着巨大的变革,这是一个相互促进、相辅相成的过程。本文将从四组关键词的角度:1)现实空间、思维空问、虚拟空间;2)抽象思维、形象思维、创造思维;3)空间、时间;4)显性知识、缄默知识(意会知识),详细探讨地图学新产品对人类空间认知能力的重要影响。     

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。     

虚拟地理环境对空间认知方式的影响

虚拟地理环境是一种新的空间认知工具,文章介绍了虚拟地理环境的特点并分析了这些特性对人的空间认知方式所造成的影响。虚拟地理环境的多感觉通道拓展了人的空间认知手段,为没有制图和G IS使用经验的用户提供了一种有效的复杂信息表示方法,并从更深的层次上改变了人的空间思维方式,使得人的空间思维方式由原来的形象思维为主转变为抽象思维与形象思维并重,极大地提高了人的空间认知能力。     

倾斜摄影设备选型及像控点布设对高精度实景三维模型重建的影响

在高精度实景三维模型生产中,无人机平台与载荷的选择及像控点布设十分重要,对航摄效率、模型精度、效果均有影响。本文以我国北部某城镇村为研究区域,利用不同的无人机倾斜摄影测量设备分别获取同分辨率倾斜影像,并结合不同的像控点布设方案重建实景三维模型。通过同等分辨率原始影像的不同装备及像控点布设的组合方案构建对照试验组,对比验证并分析飞行效率、模型精度及模型效果,选取满足高精度实景三维模型重建要求的设备类型及经济合理的像控点布设方案,为实际的生产作业提供指导。     

基于X3D的虚拟场景设计方法

X3D是新一代国际标准的互联网3D图形软件规范、技术和产品,弥补2D平面世界很难满足人们需要的缺陷.文中应用3DSMax建模软件以及X3D三维图像标记语言,介绍一种虚拟三维场景设计方法.将三维场景的数据划分为建筑层、植被层、道路层和独立地物,利用X3D进行背景、灯光、视点等节点的设置以及用户交互方式,最终实现三维场景的建立与浏览,使浏览者身临其境地从各个角度进行全面观察.     

三维GIS支持下的实景融合系统设计与实现

视频监控在安防领域的应用日益广泛,但传统的分镜头监控模式具有画面相互孤立、缺乏关联性的应用局限.针对这一问题本文分析了实时监控视频在三维场景中融合展示的难点问题,设计了基于三维GIS的实景融合系统.系统通过视觉特征匹配计算视频投射视角,针对球机设备研究了虚实场景视频联动投射的方法,并通过服务化配置的方式进行数据的加载....     

倾斜摄影实景模型悬空地物处理方法

为更好解决传统倾斜摄影实景模型悬空地物处理过程中对三维采编环境的过度依赖,本文提出了一种基于倾斜摄影三角网络分析的实景模型悬空地物处理技术方法。该技术方法将三维三角网进行降维处理,通过分析降维后二维三角网节点上边线的辐射特性,快速定位地物边缘点,同时结合聚类分析算法、最小凸边提取等技术方式,实现对悬空地物边界的快速定位、消除。试验选取植被这类悬空地物作为研究对象,验证了文中的技术方法对倾斜摄影实景模型悬空地物处理具有较好的适用性,能极大降低倾斜摄影实景模型数据处理中对三维环境的要求,降低数据处理的难度。     

基于倾斜摄影的实景三维单体化模型构建方法

倾斜摄影实景三维模型是由连续的三角网通过纹理贴图组成,模型上各地理要素具有"一张皮"的特点.针对无法管理与编辑模型上各地理对象的问题,本文提出了基于倾斜摄影实景模型进行单体化建模的技术方法.首先,利用倾斜航空摄影技术,探讨了基于Street Factory实景三维模型全自动构建方法;然后,以生成的实景三维模型为基础,利...     

虚拟地理环境认知与表达研究初步

分析了地理学的地理环境与当前地理信息技术中的地理空间两者概念之间的差异,探讨了地图与地理信息系统空间认知的发展及特点,初步研究了虚拟地理环境认知与表达的对象、特征与主要内容。从基于虚拟地理环境的地理认知和基于地理认知的虚拟地理环境表达两个层面分析了虚拟地理环境的认知与表达;指出虚拟地理环境的认知与表达研究不仅需要进一步发展地理空间认知理论和方法,还需要拓展对地理过程及人类行为的认知与表达理论和方法研究;并着重探讨了地理过程的表达和人类行为的模拟,指出当前虚拟地理环境认知与表达研究的关键内容。     

基于无人机影像的建筑物实景三维建模方法

阐述了当前建筑物三维建模的发展现状,探讨了一种无人机(UAV)倾斜影像和全球定位与惯性导航系统(POS)数据相结合构建建筑物实景三维模型的方法.通过POS辅助空中三角测量、数字表面模型构建、实景三维模型生成及三维建模精细化修正等步骤保证了实景三维模型建模质量和效果.试验结果表明:构建的实景三维模型精度较高,纹理清晰几何变形小.      

网络二维地图与三维虚拟场景集成探讨

文章以网络二维地图和三维虚拟场景集成为主要线索,从常用空间数据三维模型建模方法出发,探讨了集成的总体思路。并从系统的角度讨论了网络环境下二三维集成的体系结构及集成后各模块之间的通信方法。在实例研究部分,设计并实现了一个二三维集成的原型系统。最后对网络二维地图与三维虚拟场景集成进行了展望。