虚拟地理环境的认知研究框架初探

作为新一代地理分析工具,虚拟地理环境对于增强人类地理认知、分析解决地理问题方面具有显著优势。目前虚拟地理环境的基本框架、实现技术均有较多论述与成果。但在虚拟地理环境的认知研究方面尚缺乏有效指导。为提高虚拟地理环境构建的科学性,本文通过对虚拟地理环境现有概念的分析,提出从系统论角度进行虚拟地理环境认知研究的观点;并对虚拟地理环境的认知与地理认知、地图认知等相近概念进行了对比分析。从现实环境与虚拟环境间的相似性入手建立了虚拟地理环境的认知研究框架,该框架从思维相似、感觉相似、几何相似、特性相似和离散相似5个方面探讨了虚拟地理环境认知研究目前的着眼点,并将思维相似作为虚拟地理环境认知研究的重点与难点。该框架将虚拟地理环境的认知问题置于一个更广泛背景中进行研究,一方面体现了虚拟地理环境所具有的地理实验研究新平台的作用,另一方面重点强调了人的作用,对深入开展虚拟地理环境的研究具有重要意义。     

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。     

面向军事指挥人员空间认知规律的虚拟地理环境设计研究

虚拟地理环境提供了空间认知的新工具。虚拟地理环境的设计是一种创造性的思维过程,离不开人脑的参与。可以说,一个虚拟地理环境系统就是一个认知模型,不同的目的、不同的专题、不同的视角得到不同的模型。对于虚拟地理环境,人们更多的是关注技术,而忽略设计。把一般原理同具体特点结合起来,才能设计出既符合一般规则,又具有不同个性的虚拟地理环境系统。军事指挥人员是一个特殊的群体,本文分析了该群体的特点和地理空间认知过程,提出了面向中高级军事指挥人员的虚拟地理环境设计思路。     

虚拟地理环境的地理学语言特征

在比较分析传统地图和GIS的地理学语言功能基础上,指出了虚拟地理环境对现实世界抽象表达的多维特征、多视点和多重细节的多模态可视表现、多种自然交互方式和跨时间、空间与尺度的地理协同以及多感知的空间认知能力等。说明虚拟地理环境提供了一种综合表意系统和更接近自然的多感知的空间认知能力,使得从现实世界到人类大脑的信息带宽最大化,提供了超越现实的抽象表示与解析理解能力,达到了增强现实的目的。虚拟地理环境作为继GIS之后新一代地理学语言的显著特征是以用户为中心、提供最接近人类自然的交流方式与表达形式。     

三维虚拟地理环境中点状要素二维图标表示法研究

结合三维虚拟地理环境中信息表达的特点,提出了在三维虚拟地理环境中利用二维图标的方式表现点状要素信息,以寻求一种全新的三维虚拟地理环境点状要素信息表达的解决方案,使用户可以在最短时间内形成对点状要素信息的总体把握与正确认识,提高了用户对场景的认知效率与深度。     

认识论逆镜模型对VR理解及VGE构建的启发

随着虚拟地理环境理论、方法、技术与应用的不断深入,关于认知主体的"人"的认知研究成为一个不可回避的课题。从现实感由来的哲学探讨出发,引出认识论存在观下认知逆镜模型的概念及其描述,并在认知逆镜模型框架下,对虚拟现实(包含增强现实)的概念与特点加以了理解和总结,以此为基础,探讨了逆镜模型对基于虚拟现实技术的虚拟地理环境构建的启发,强调以人为主体的虚拟地理环境构建。     

地图空间认知的数学基础

地图作为人类认知客观世界的重要工具,它的出现和发展极大提升了人们获取地理空间知识的效率.地图设计、虚拟地理环境、地理信息系统及新型智能化地图的研究都离不开地图空间认知理论的指导.本文提出地图空间认知应基于数学基础进行研究的观点,并对多种地图空间认知数学模型进行归纳和总结,为地图空间认知研究提供了新视角.     

论虚拟地理环境

提出虚拟地理环境概念，并讨论其特征。虚拟地理环境，是包括作为主体的化身人类社会以及围绕该主体存在的一切客观环境，其中的化身人类是表示现实世界中的人与虚拟世界中的化身相结合后的集合整体。虚拟地理环境结构由地理位置层面、内表达数据层面、外表达境象层面、单主体感知认知层面和互主体社会层面组成，它的孕育演化包括虚拟群落社会、虚拟村落社会和虚拟城市社会3个阶段。最后讨论了地学虚拟环境与虚拟地理环境，以及虚拟地理环境和现实地理环境的相互关系。     

桌面式虚拟环境与真实环境中个体特征影响空间认知能力的差异分析

利用虚拟地理环境模拟、表达和重构客观真实环境是当前空间认知科学领域的主要试验研究范式之一.针对人们在虚拟环境和真实环境中的认知表现是否一致的问题,本文以桌面式虚拟环境和真实环境为试验场景设计对照试验,将空间认知分为格局认知、对象认知和空间响应3个维度,通过设计认知试验,分析两种环境下参与者的空间认知差异,探究个体特征对...     

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。     

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.     

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。     

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.     

新媒体语境下地理信息科学专业学生的空间思维培养

空间思维是地理科学认知学习与研究的基本思维模式。为满足新媒体融合背景下地理信息科学专业的素质人才培养需求,本文设计了包括地理空间模拟体验、空间信息地图绘读、隐喻信息语义认知和地理系统综合分析等针对空间思维能力训练的教学内容;明晰了地理空间思维在信息感知与整理、隐含信息挖掘、信息表达视觉化、行业服务支撑、空间治理决策等新媒体信息深度挖掘方向上的应用。本文研究有利于本科学生充分利用新媒体学习工具、系统化专业知识体系和提高自身地理空间思维素养,可以为地理信息科学本科专业教学提供有益的探索。     

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。     

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。     

大数据背景下的虚拟地理认知实验方法

如何构建新一代的虚拟地理认知实验研究范式,从海量人类活动和地理数据中挖掘人地交互过程中的新模式、新知识成为新一代虚拟地理认知实验需要解决的问题。本研究首先提出了在数据密集型科学研究范式下的虚拟地理认知实验框架,阐述了从环境心理学的视角,结合多源人类活动大数据、城市环境大数据构建实验平台的方法,进而支持地理知识工程的构建。其次,本文介绍了基于海量街景数据和对应的个体情感评分数据,利用深度学习的相关方法和统计模型来进行认知知识挖掘的案例。实验发现了可视域中与个体对场景的情感维度-压抑感具有较高相关性的一系列视觉要素,如植被、建筑、车辆等,并通过回归分析予以量化。