地圖空間認(rèn)知理論

1、地圖空間認(rèn)知理論讀書報(bào)告一空間認(rèn)知的概念地圖空間認(rèn)知就是利用地圖學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)人對(duì)地理空間的認(rèn)識(shí)。地圖空間認(rèn)知的理論基礎(chǔ)是認(rèn)知科學(xué)，是認(rèn)知科學(xué)理論在地圖學(xué)中的應(yīng)用。把認(rèn)知科學(xué)引人地圖學(xué)研究的目的，一是弄清地圖是人類認(rèn)識(shí)地理環(huán)境的結(jié)果，又是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地理環(huán)境的工具這一科學(xué)目的，二是弄清楚地圖設(shè)計(jì)與制作的思維過(guò)程。1通過(guò)地圖上的圖斑直接刺激物，讀者獲得關(guān)于現(xiàn)實(shí)中土地利用中的個(gè)別地塊的屬性、特性，這是知覺過(guò)程的基礎(chǔ)。知覺是對(duì)客觀事物的各種屬性、各個(gè)部分及其相互關(guān)系的綜合整體的反映。地圖空間認(rèn)知的表象過(guò)程，是研究在地圖知覺的基礎(chǔ)上產(chǎn)生表象的過(guò)程，它是通過(guò)回憶、聯(lián)想使在知覺基礎(chǔ)上產(chǎn)生映象再現(xiàn)出來(lái)。1二地圖

2、空間認(rèn)知的基本過(guò)程1. 地圖空間認(rèn)知的一般過(guò)程空間認(rèn)知是研究人門對(duì)周圍地理事物的位置、形狀、空間分布、相互關(guān)系及其動(dòng)態(tài)變化認(rèn)識(shí)過(guò)程的科學(xué)，它研究人們?cè)谡J(rèn)識(shí)空間事物的過(guò)程中，大腦是如何進(jìn)行信息加工的，屬于思維過(guò)程研究。地圖空間認(rèn)知?jiǎng)t主要研究人是如何利用地圖獲取空間信息、對(duì)信息的認(rèn)識(shí)和記憶、利用信息發(fā)現(xiàn)問題、進(jìn)行決策和指導(dǎo)外部行動(dòng)等一系列過(guò)程。按照王家耀等人的研究結(jié)果，地圖空間認(rèn)知可分為4個(gè)基本的過(guò)程，即:地圖空間認(rèn)知的感知過(guò)程、表象過(guò)程、記憶過(guò)程和思維過(guò)程。在感知過(guò)程中，人腦把地圖看作是由符號(hào)構(gòu)成的地理空間，地圖符號(hào)刺激人的視覺神經(jīng)產(chǎn)生興奮，使大腦形成關(guān)于事物個(gè)別屬性的認(rèn)識(shí)，然后大腦再經(jīng)過(guò)知覺過(guò)

3、程，形成地理事物整體的本質(zhì)的映像。在地圖空間認(rèn)知的表象過(guò)程中，大腦在對(duì)事物感知覺的基礎(chǔ)上，通過(guò)回憶和聯(lián)想把知覺的圖形再現(xiàn)出來(lái)而形成表象或心象地圖。在地圖空間認(rèn)知的記憶過(guò)程中，通過(guò)反復(fù)審視地圖對(duì)大腦進(jìn)行強(qiáng)化刺激，可以把心象地圖記憶在大腦中，并與大腦中過(guò)去已有的信息發(fā)生聯(lián)系，形成對(duì)地理空間整體的、動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的認(rèn)識(shí)，以后當(dāng)大腦受到類似的外界物體刺激時(shí)，心象地圖可以再現(xiàn)出來(lái)。空間認(rèn)知的思維過(guò)程是地圖空間認(rèn)知的高級(jí)階段，是對(duì)同類事物的本質(zhì)特性和空間關(guān)系的概括和抽象過(guò)程，是對(duì)事物本質(zhì)特性、分布規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系的深刻認(rèn)識(shí)，它具有概括性和間接性的特點(diǎn)，能從成因上對(duì)事物的特性予以解釋。它通過(guò)概念、判斷、推理來(lái)反

4、映事物的本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系，是借助于心象地圖來(lái)完成思維過(guò)程的。2地理研究者的地圖認(rèn)知過(guò)程屬于空間認(rèn)知的具體事例，它遵從空間認(rèn)知過(guò)程的一般規(guī)律，但又具有自己的特點(diǎn)。22. 地理研究者的地圖空間認(rèn)知過(guò)程地理研究者在地圖使用過(guò)程中，經(jīng)歷了視覺選擇性思維，視覺注視性思維和視覺結(jié)構(gòu)聯(lián)想性思維等具體形式。其認(rèn)知過(guò)程可用框圖表示。視覺選擇性思維，就是用圖者根據(jù)自己研究的目的需要，在全部地圖內(nèi)容觀察研究的過(guò)程中，把與自己研究有關(guān)的地圖符號(hào)加以注意，而把無(wú)關(guān)的內(nèi)容予以迅速的拋棄。這樣做可以提高尋找目標(biāo)的速度，便于快速地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。視覺注視性思維，就是用圖者一旦發(fā)現(xiàn)自己要找的目標(biāo)，就會(huì)在該目標(biāo)上停留較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行注視，

5、加強(qiáng)對(duì)視覺的刺激，產(chǎn)生較強(qiáng)的神經(jīng)沖動(dòng)，刺激大腦使業(yè)已存在的心象地圖復(fù)活，通過(guò)聯(lián)想與已知的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。視覺結(jié)構(gòu)聯(lián)想性思維，就是當(dāng)注視思維的沖動(dòng)激活大腦中已有的目標(biāo)時(shí)，原來(lái)貯藏的心象地圖就呈現(xiàn)出來(lái)，并按原來(lái)的地物心象分布規(guī)律，在注視點(diǎn)周圍尋找相類似的目標(biāo)，把這些目標(biāo)形成心象，并與原有心象進(jìn)行對(duì)比判斷，當(dāng)二者之間相符合時(shí)，判斷心象是正確的，這里的目標(biāo)符合已知的分布規(guī)律。當(dāng)符合程度低于一定比例時(shí)，就通過(guò)判斷提出問題，然后去探求深層次的原因。23. 地理研究者閱讀地圖過(guò)程認(rèn)知分析認(rèn)知科學(xué)研究認(rèn)為，知覺過(guò)程有自上而下和自下而上兩種方式，其中，先整體后局部的認(rèn)知方式叫自上而下的認(rèn)知過(guò)程; 而先從細(xì)部開始認(rèn)

6、知，逐步認(rèn)知目標(biāo)的各部分，最后進(jìn)行分析綜合得出目標(biāo)整體印象的認(rèn)知方式則被稱為自下而上的認(rèn)知過(guò)程。地理研究者在認(rèn)識(shí)地圖的過(guò)程中，實(shí)際上是兩種認(rèn)知方法同時(shí)使用，開始的時(shí)候是整體認(rèn)知，也就相當(dāng)于前述所講的初步閱圖，目的是獲得研究區(qū)域的整體印象，然后是詳細(xì)認(rèn)識(shí)各部分的細(xì)微特征，獲得目標(biāo)的完整形象。但當(dāng)研究者發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)目標(biāo)的某一部分與研究目標(biāo)接近時(shí)，就會(huì)把注意集中在該區(qū)域詳細(xì)查看，并把注意的范圍擴(kuò)大，不但注意目標(biāo)(水系 本身，還注意與目標(biāo)相關(guān)的地圖要素，然后形成該區(qū)域的詳細(xì)心象地圖，這一階段，可以看成是由下向上或由局部到整體的知覺過(guò)程。2三地圖空間認(rèn)知理論的應(yīng)用1. 電子地圖空間認(rèn)知研究電子地圖空間認(rèn)

7、知研究的內(nèi)容很多，從電子地圖與紙質(zhì)地圖的空間認(rèn)知比較到虛擬地形環(huán)境與真實(shí)地形環(huán)境的空間認(rèn)知比較，從靜態(tài)電子地圖的空間認(rèn)知到動(dòng)態(tài)電子地圖的空間認(rèn)知，從二維電子地圖到三維可進(jìn)人的虛擬地形環(huán)境的空間認(rèn)知，都是電子地圖空間認(rèn)知研究的內(nèi)容。而從不同的電子地圖上建立心象地圖的過(guò)程及不同空間認(rèn)知能力的用戶在使用電子地圖時(shí)的思維過(guò)程、認(rèn)知策略的研究是其核心內(nèi)容。32. 認(rèn)知思維空間和認(rèn)知模型人類心理思維空間是實(shí)體空間在人腦中產(chǎn)生的映射，地理實(shí)體的空間語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)關(guān)系形成人腦對(duì)地理實(shí)體長(zhǎng)期記憶存儲(chǔ)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。地理實(shí)體信息的存儲(chǔ)按其語(yǔ)義聯(lián)系性，以非常有效的方式進(jìn)行組織，便于信息的檢索、表達(dá)并能重新構(gòu)成更多有意義的

8、聯(lián)系，挖掘更多新的信息。充分認(rèn)識(shí)人類信息加工模式有助于進(jìn)一步對(duì)地理實(shí)體空間語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)地理實(shí)體空間模式的表達(dá)。33. 三維GIS 與空間認(rèn)知1）. 空間信息的三維可視化，增強(qiáng)空間認(rèn)知的效果空間信息三維可視化，通過(guò)利用仿真等技術(shù)對(duì)空間對(duì)象進(jìn)行三維立體的表現(xiàn)。這種表示較為直觀，與現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象較為接近，人們較容易感知這種表示并上升為一種理性認(rèn)識(shí)。同時(shí)，三維可視化符合人眼視覺系統(tǒng)的并行特性，以增加空間維度，將更多空間關(guān)系表示在同一個(gè)視圖上，更大程度上容易被感知和引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)，增強(qiáng)認(rèn)知的效果。4三維GIS 中最重要的要素是地貌和居民地，地貌被表示成地形模型，即數(shù)字高程模型(

9、DEM，居民地被表示成三維建筑物。數(shù)字高程模型逼真表達(dá)地貌的高低起伏，對(duì)于整個(gè)環(huán)境的整體效果有了直觀清晰的把握。而在二維傳統(tǒng)地圖上地貌僅僅是通過(guò)等高線來(lái)表達(dá)，非專業(yè)人士根本不能從中獲取到有關(guān)地貌的相關(guān)信息。同時(shí)居民地表示主要在于三維建筑物的建模實(shí)現(xiàn)，通過(guò)在建筑物的表面貼上紋理圖像，不僅能夠增加建筑物的真實(shí)感，是整個(gè)場(chǎng)景更加逼真，而且當(dāng)建筑物外形相似時(shí)，不同的紋理正好可以體現(xiàn)其差異性，使得建筑物的識(shí)別更加容易。同時(shí)，三維GIS 中還可以利用圖形技術(shù)可以生成多種環(huán)境特效，如霧化、球形天空等特效，強(qiáng)化空間自身特性和視覺效果。42）. 空間對(duì)象垂向關(guān)系的表達(dá)，拓寬空間認(rèn)知的范圍三維GIS 對(duì)客觀世界的

10、表達(dá)能給人以更真實(shí)的感受，不僅能夠表達(dá)空間對(duì)象間的平面關(guān)系，而且能描述和表達(dá)它們之間的垂向關(guān)系，這促進(jìn)人類在空間對(duì)象之間的垂向關(guān)系的認(rèn)知上的進(jìn)步，這是傳統(tǒng)地圖和二維GIS 說(shuō)不能比擬的。當(dāng)前地質(zhì)石油等應(yīng)用領(lǐng)域，人們?cè)絹?lái)越希望能夠?qū)崿F(xiàn)在真三維空間處理問題，滿足實(shí)際生產(chǎn)需要，反映出人們對(duì)空間認(rèn)知更加全面的迫切需求。現(xiàn)有建立的專用功能的三維GIS 就滿足人們這一需求。4此外，在三維GIS 、中加上利用三維圖形技術(shù)所提供的交互式動(dòng)畫功能， 人們?cè)谌S虛擬空間中通過(guò)交互變換視點(diǎn)等操作可實(shí)現(xiàn)多角 度多方位的認(rèn)知。例如利用動(dòng)畫可以表示虛擬的時(shí)空關(guān)系，而交互則 可以使得觀測(cè)的視點(diǎn)隨意改變， 漫游目標(biāo)設(shè)定功能則可以進(jìn)行飛行路 徑的記錄與回放功能等功能實(shí)現(xiàn)。4 3）.三維空間分析的實(shí)現(xiàn)，加深空間認(rèn)知的深度 三維 GIS 的空間分析除了包含有二維常用的空間分析，還具有 其特有的三維空間分析， 主要有 8 后網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)己屬于國(guó)家坐標(biāo)系或地 方坐標(biāo)系，因而這兩種平差方法是解決 GPS 成果轉(zhuǎn)換的有效手段。 4 參考文獻(xiàn) 1 王銳君，王秀梅.地圖空間認(rèn)知論在地圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用J.甘肅科技第 25 卷第 14 期 200