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。     

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。     

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。     

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。     

虚拟地理环境真实感图形的构建技术

虚拟地理环境是地球信息科学研究的前沿领域。简要介绍虚拟地理环境的概念，对虚拟地理环境的构建对象主要分为主体对象和客体对象两大类。从图形学角度出发，探讨基于几何的建模和绘制技术以及基于图像的建模和绘制技术。依据两者的优缺点，认为基于几何和基于图像的建模和绘制技术的混合采用能实现逼真的虚拟地理环境场景的快速绘制。     

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.     

使用角色构建虚拟地理环境群体协同方法

为解决虚拟地理环境缺乏有效组织、规划、管理群体协同的问题,研究并构建角色模型及角色支持下的虚拟地理环境群体协同方法。构建了包含角色扮演、角色权限、角色感知、角色思维、角色行为和角色表达等模块的角色模型,设计了基于角色的虚拟地理环境群体协同框架,提出了多角色群体协同规划方法,建立了角色支撑下的群体协同冲突检测与消除策略。针对人类活动与全球变化相互影响问题,构建多领域人员参与下虚拟地理环境群体协同模拟与评估原型系统。经系统测试发现,通过角色模型能够较好地实现协同参与者与虚拟地理环境之间的耦合,同时能够为虚拟地理环境的群体协同提供系统性方法支撑。     

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。     

虚拟地理环境与地理信息系统的统一

虚拟地理环境提供了一种综合表意系统,能通过更接近人类自然的方式反映现实地理环境,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。虚拟地理环境在应用研究过程中存在着重几何模型、信息技术,而轻地理模型的现象,往往导致"实"和"虚"之间的脱节和对立。从虚拟地理环境概念、发展简史及与地理信息系统发展关系等方面指出了"虚"和"实"的有机统一是虚拟地理环境开发的最高境界。     

虚拟巷道模型构建及其在巷道水淹模拟中的应用研究

虚拟现实技术是近年来信息技术迅速发展的产物,应用于矿山信息化管理主要表现在利用虚拟现实技术构建各种地质现象模型,尤其是构建井下巷道虚拟模型,进行各种虚拟安全模拟(灾害模拟、逃生模拟、水淹模拟和采矿模拟等)和空间分析,从而实现矿山的现代化管理。研究利用虚拟现实技术构建虚拟巷道的方法和过程,以及如何利用虚拟巷道进行水淹模拟。     

聚合级作战模型中的地形模型分析

分析了聚合级作战模型对地形模型的需求,并根据地形模型的表达方式,将其分为规则格网地形模型、作战区域地形模型和网络地形模型3种类型。结合典型的聚合级作战模拟系统,分析了每种地形模型的表达内容、表达精度以及各自的特征,重点讨论了规则格网地形模型。     

基于高阶AR模型的陀螺随机漂移模型

陀螺随机漂移是影响惯性导航和组合导航精度的重要因素。首先用周期函数拟合和小波变换两种方法分别对随机漂移中的周期噪声进行分析和处理;然后对相关噪声建立高阶AR模型;最后将该模型应用在GPS／INS组合导航Kalman滤波中,并对结果进行分析和比较。结果表明,相比于周期函数拟合,小渡变换不仅能够更好地削弱周期噪声的影响,还能够削弱高频白噪声的影响;相比于一阶马尔科夫过程,高阶AR模型能够更好地描述随机漂移中的相关噪声;基于小渡变换和高阶AR模型的GPS／INS组合导航具有明显的优势。     

FBX三维模型自动转换为OBJ三维模型方法研究

本文研究实现了一种FBX三维模型自动转换为OBJ三维模型的方法,包括几何信息和材质信息的自动转换,所述方法包括获取数据、几何信息处理、材质信息处理、OBJ格式输出和材质库文件输出等步骤。     

用RPC替代星载SAR严密成像几何模型的试验与分析

将推扫式光学卫星遥感影像与雷达影像的成像特点进行比照和分析,从理论上阐述RPC模型拟合SAR严密几何成像的可行性.然后,介绍求解RPC参数的基本方法和流程.在实验部分,采用不同分辨率的SAR数据作为实验数据,计算分母不同且为三阶的RPC模型拟合严密成像几何模型的残差.实验结果证明,无论对高分辨SAR影像或是中低分辨率的SAR影像,RPC模型拟合严密几何成像模型都达到了较高的精度,可以取代严密成像几何模型进行摄影测量处理.     

应用CHAMP星历精化地球重力场的正则化算法与模拟结果

给出由低轨卫星的星历数据计算地球引力位系数的观测方程，探讨解算位系数的正则化算法，导出基于Kaula规则约束的正则化算法的均方误差迹的谱分解公式。利用CHAMP卫星5天的模拟星历恢复了直至54阶次的引力位系数。模拟结果表明：基于Kaula规则约束的正则化算法能有效地改善36阶次以上的位系数精度。     

基于Holt指数平滑模型的Klobuchar模型精化

利用IGS（International GNSS Service）中心提供的中、低纬度地区平静期、活跃期观测数据,通过Klobuchar模型与双频观测模型解算电离层总电子含量（total electron content,TEC）值。采用Holt指数平滑模型对每个历元前6 d两种模型差值进行1 d预测,利用预测所得差值对Klobuchar模型第7 d的TEC值进行改进。实验结果表明,无论在电离层活跃期还是平静期,改进模型改正效果比基本模型有显著提升,改进模型能更好地反映电离层变化特性,尤其是夜间电离层变化特性。     

FVCOM海洋模型模拟轨迹与漂流浮标实际运动轨迹的对比矫正

为了更好地对海洋进行开发、保护和搜救工作,需要更多地了解海洋环境,并对海洋表面漂浮物的运动轨迹进行准确预测。本文通过监测获取的漂流浮标的实际运行轨迹数据,将其与海洋模型FVCOM预测出的位置轨迹数据进行对比,并计算比较两个位置轨迹之间的误差距离及关键点的位置情况,以此了解FVCOM海洋模型在各海域的实际预测情况,并根据风速情况对模型轨迹结果进行进一步矫正,从而使海洋模型能够更好地进行实际预测,进行海洋开发研究。     

MapReduce 编程模型及其在图像处理中应用研究综述

MapReduce在云计算及其相关应用中发挥着重要作用,将其应用到图像处理中可以提高计算效率。然而,该模型设计的初衷是处理文本数据,对图像等二进制文件的处理支持能力相对不足。在充分调研国内外文献基础上,作者从MapReduce概述、图像数据格式设计和图像处理算法研究和在遥感图像处理中的典型应用等方面进行了综述,最后探讨了MapReduce在图像处理研究中的发展趋势。第一次比较全面地对MapReduce在图像处理中的应用进行了论述,对扩展MapReduce的应用范围和提高图像处理速度具有参考价值。     

半参数模型在大地坐标转换中的应用

半参数模型增强了模型的适应性,在测绘数据处理中得到越来越广泛的应用。采用半参数模型对传统的布尔莎七参数模型进行改进,利用公共点坐标数据进行分析计算,并讨论半参数模型中正则矩阵的选取对模型精度的影响。为传统大地坐标转换提供一种解决途径。