An Evaluation of University World Geography Textbook Questions for Components of Spatial Thinking

ABSTRACT

Geography textbooks contain chapter or review questions that may engage students in spatial thinking. This research used Jo and Bednarz’s (2009) Taxonomy of Spatial Thinking to evaluate the percentage of spatial thinking questions in four university-level world geography course textbooks. The results from this study were then compared to the findings in Jo and Bednarz’s (2009) analysis of high school geography textbooks. Thirty-five percent of university level textbook questions are related to spatial thinking compared to twenty-four percent in high school geography textbooks. The results provide information useful to stakeholders, such as teachers, administrators, and textbook writers and may help these stakeholders to consciously incorporate the three components of spatial thinking as defined by the National Research Council (2006). A simplified taxonomy for identifying spatial-thinking concepts in textbook review questions is also suggested.     

带孔洞面域间的拓扑关系的组合推理

空间对象间拓扑关系是GIS中空间要素间最基本也是最重要的关系之一,是进行空间查询和分析的基础,因而空间对象间拓扑关系一直是研究的热点之一。目前,对拓扑关系模型的研究主要集中在简单对象间拓扑关系方面,而对于带空洞的复杂面域间的空间拓扑关系的研究则相对较少,因而对它的进一步研究具有较重要的理论意义。本文在文献[11]的基础上,根据点集拓扑学理论,对带孔面域进行了定义。通过分析简单对象间拓扑关系的演变过程,提出一种能描述带一个孔的面域间的空间拓扑关系的方法,并用该方法详细推导了带一个孔的面域间有意义的拓扑关系。通过实验验证,证明该方法在理论上是可行的,对提高GIS对现实世界的建模和分析能力可提供一定的理论依据。     

应用描述词汇约简的OGC地理信息服务演绎推理

针对OGC地理信息服务在地理空间知识的有效组织和表达方面的能力比较弱,缺乏对服务信息的描述,数据丰富而知识缺乏,致使已有的数据在知识的表示和检索上存在缺陷,通过引入地理本体,按照基础地理信息要素分类,对地理信息服务的关键描述词汇进行提取,构建了地理信息服务本体库和实例数据库,应用粗糙集理论建立关键描述词汇约简模型,基于该模型实现了对地理信息服务实例数据库进行知识约简,形成最优实例数据库。最后应用地理信息服务本体库和实例数据库,基于演绎推理模型开发实例原型系统,实现了对地理信息服务对象的语义检索和推理,并通过试验从查全率和查准率两个指标验证了该方法的可行性、有效性和准确性。     

基于规则知识的空间推理研究

在一般空间推理的基础上,提出了空间推理扩展,即基于规则知识的空间推理。该方法结合了人工智能的基本原理,继承并发展了空间推理的方法学,其推理过程建立在空间知识与模型集成的基础上,以规则知识为推理控制,因而更符合实际,具有更大的灵活性。实例验证了本方法的正确性。     

3D-GIS中方向关系定性推理规律研究

GIS中的方向关系描述一个物体与另一个物体的相对方位位置。方向关系的定性推理是研究方向关系的一个重要方面,方向关系定性推理的规律性研究是研究方向关系的提升。本文提出了X-Y方向关系和Z方向关系,根据方向关系的定义,用代数法详细研究了X-Y方向关系的推理规律和Z方向关系的推理规律,3D方向关系的推理规律是X-Y方向关系的推理规律和Z方向关系的推理规律的复合。     

树状河系主流的自动推理

分析了不同类型河系的空间特征,对非网状河系以180°假设和锐角假设为基础,改进了自动确定河段流向的定量化决策表,当出现流向冲突时,遵守少数服从多数的原则。参考河段的流向、节点处分支河段的累计河段数和累计长度,能自动推理出树状河系的主支流关系。在此基础上,进一步研究了树状河系的编码方法,并用实例验证了所提出的算法。     

一种基于能力匹配和本体推理的高精度Web地图服务发现方法

提出了一种基于页面爬行、链接探测和能力匹配的Web地图服务(Web map service,WMS)发现方法。实验表明,这种方法在总体响应时间上与传统方法相当,命中率是传统方法的10倍左右,有效服务链接命中平均响应时间是传统方法的0.44倍;且能对WMS服务进行语义化,适合复杂的推理查询。     

基于概率的复杂目标图像语义推理模型

结合本体技术语义表达的优势和Bag Of Words模型的复杂目标图像建模的优势,将复杂目标本体中的本体概念作为随机变量引入到Bag Of Words模型中,提出了基于本体的复杂目标语义推理模型,建立了本体概念同图像的映射关系。通过本体概念在语义网中的推理,得到图像更深层次的语义推理结论,并通过实验验证了此模型的有效性。     

利用案例推理（CBR）方法对雷达图像进行土地利用分类

提出了基于案例推理 (CBR)的遥感分类的新方法。基于规则的专家系统被用来提高遥感分类的效率。但所涉及的规则可能多达上百或上千条 ,有的问题根本无法用规则来表达。CBR只是根据以往的案例进行推理 ,克服了基于规则的推理方法的不足 ,可以用来解决一些复杂的资源环境问题。利用CBR和模糊数学结合 ,并通过分层随机采样来控制案例在空间上的分布 ,以反映复杂环境所造成的光谱变化 ,由此解决遥感分类中的“同物异谱”现象。实验表明 ,所建立的案例库可以被重复多次使用 ,分类的效果比监督分类和非监督分类要好。