地图空间认知理论
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地图空间认知理论读书报告一.空间认知的概念地图空间认知就是利用地图学方法来实现人对地理空间的认识。
地图空间认知的理论基础是认知科学,是认知科学理论在地图学中的应用。
把认知科学引人地图学研究的目的,一是弄清地图是人类认识地理环境的结果,又是进一步认识地理环境的工具这一科学目的,二是弄清楚地图设计与制作的思维过程。
[1]通过地图上的图斑直接刺激物,读者获得关于现实中土地利用中的个别地块的属性、特性,这是知觉过程的基础。
知觉是对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合整体的反映。
地图空间认知的表象过程,是研究在地图知觉的基础上产生表象的过程,它是通过回忆、联想使在知觉基础上产生映象再现出来。
[1]二.地图空间认知的基本过程1.地图空间认知的一般过程空间认知是研究人门对周围地理事物的位置、形状、空间分布、相互关系及其动态变化认识过程的科学,它研究人们在认识空间事物的过程中,大脑是如何进行信息加工的,属于思维过程研究。
地图空间认知则主要研究人是如何利用地图获取空间信息、对信息的认识和记忆、利用信息发现问题、进行决策和指导外部行动等一系列过程。
按照王家耀等人的研究结果,地图空间认知可分为4个基本的过程,即:地图空间认知的感知过程、表象过程、记忆过程和思维过程。
在感知过程中,人脑把地图看作是由符号构成的地理空间,地图符号刺激人的视觉神经产生兴奋,使大脑形成关于事物个别属性的认识,然后大脑再经过知觉过程,形成地理事物整体的本质的映像。
在地图空间认知的表象过程中,大脑在对事物感知觉的基础上,通过回忆和联想把知觉的图形再现出来而形成表象或心象地图。
在地图空间认知的记忆过程中,通过反复审视地图对大脑进行强化刺激,可以把心象地图记忆在大脑中,并与大脑中过去已有的信息发生联系,形成对地理空间整体的、动态的、连续的认识,以后当大脑受到类似的外界物体刺激时,心象地图可以再现出来。
空间认知的思维过程是地图空间认知的高级阶段,是对同类事物的本质特性和空间关系的概括和抽象过程,是对事物本质特性、分布规律和内在联系的深刻认识,它具有概括性和间接性的特点,能从成因上对事物的特性予以解释。
例析地图空间认知在中学地理教学的应用在地理教学中,地图是不可或缺的辅助工具,在课堂教学中具有特别重要的作用,同时对教学质量的提升也有很大的促进作用,而将地图的最大化功能发挥就是我们所指的地图空间认知,在教学中,视觉着眼点作用于地图,并在整个思维中将心象地图贯穿,在教学中发挥着归纳、承转以及引入等功效。
1 地理空间认知能力的内涵和组成元素在人体的智能维度中就包括了空间认知能力,它是将小物体空间或者是图片作为研究空间,借此来对大尺度空间问题进行分析,它是以地理空间为认知基础,所包括的能力主要为对诸现象和事物的相关性、分布、分析、空间、位置、变化以及理解的能力。
在对地理空间定位的基础上,能够很好的辅助航空照片、地图分析以及阅读,并且投影方式、三维图形、二维图形、语言描述以及剖面图绘制的转变也会使空间视觉也随之发生转变。
空间现象和格局的分析、空间分布的辨识以及要素相关性的分析是地理中的主要空间关系,同时空间演变、构成以及形态则是地理学的重点内容。
在题型设计的过程中,模式图、剖面图以及地图是常见的情况,在对其观察研究的情况下,应用心理表象讲图形在脑海中建立,促进问题的解决和地理知识的掌握。
除此之外,提升学生的空间认知能力,能够强化学生对空间的实践和思考,加深理解和记忆。
由此可见,提升当代初中地理教学成效的关键就是培养学生的地理空间认知能力。
2 地图空间认知在地理教学中的具体应用(1)引入。
在课堂的初始阶段,激发学生的学习情趣至关重要,这就自然离不开知识点的引入,而地图作为初中地理教学中不可或缺的工具,以图幅和色彩代替了文字,使学生得到注意力得到吸引,在此情况下,将学生的思维潜移默化的代入空间认知中,例如老师要对世界海洋表层洋流的分布进行讲解的时候,将其洋流概念、形成原理、性质分类、模式以及分布等一一呈现,但是学生认为概念等均具有抽象性,使得学习的信心消退,但是将其顺序转变,首先向学生将洋流分布图展现,则会有效的激发学生的学习兴趣和好奇心,并且对图块中的箭头走向密切关注,并观察图表旁边的标注,对箭头的代表性进行了解,并逐渐进入感知的教学情境之中,老师则从各种颜色的箭头开始着手讲解,使学生将空间认知逐渐建立,并将空间比较和定位贯穿于整个教学过程中,如向学生讲解澳大利亚暖流的时候,先让学生对其位置进行搜索,使空间定位于无形之中产生,加深学生的印象和记忆,提升教学教学和质量,再者就是加强图和文的结合,使学生的学习告别单一文字的呆板、抽象和乏味,向形象生动那个转变,辅助地理教学活动的开展。
空间认知与地图思维朱清文(中国科学院地理科学与资源研究所)1.概念与理念**图形/图像思维VS地图思维图5-2 地理信息的科学方法范式表5-1 地理信息的科学方法范式分析(1)图形/图像思维方法:主体(who):研究人员/读图者/用图者目标(objective):从图形和图像中发现形态特征,找出地理规律动作(active):观察、阅读、对比、描述;归纳、提炼、抽象和概括;建立概念;编制图件客体(whom):地理对象和现象的表观和内在机理流程:(how):1)选择图形/图像:2)分析和解折: 3)综合和合成: 4形成结论5)实地验证6)编制新图形/图像途径(through):目视分析;工具辅助;全自动工具(tools):简单工具:GIS软件;遥感软件:自编软件;硬件平台时间(where):(2)数学模型方法:主体(who):研究人员,计算人员目标(objective):通过数学模型的设计、建立和计算,得出有关地理对象和现象的问题的答案动作(active):抽象、建模、计算和解释客体(whom):地理对象和现象的内在联系和本质规律流程:(how):1.问题的抽象2.建模3.参数和边界确定4.计算和分析5.结果的解释额判定途径(through):从问题的分析到数学模型的建立再到使用模型解决问题工具(tools):时间(where):(3)地学信息图谱法:主体(who):研究人员,总体设计人员、规划人员目标(objective):从国形和图像中形态特征,建立图形谱系,通过外在图形特征找出其内在的地理规律动作(active):观察、对比、描述;归纳:抽象基于潜系和模型的分析和虚拟重讯:建立新概念:编制新图谱客体(whom):地理对象和现象的从表观到内在机理再到本质规律流程:(how):1)选择图形/图像: 2)分析和解折3)连立图形谱系4)建立数学楼型; 5)虚拟重组: 6)机理解释7)编制新图形/图像谱系途径(through):形-数-理一体化的研究途径目视分析。
基于认知地图理论的区域形象提升设计基于认知地图理论的区域形象提升设计,可以从以下几个方面展开:
1. 建立认知地图:首先,需要对区域内的各种要素进行全面的调查和分析,包括自然环境、人文历史、社会经济、公共服务等方面。
然后,将这些要素整合到一张认知地图中,让人们能够直观地了解区域的整体情况。
2. 提升形象标识:在认知地图的基础上,需要设计一个具有辨识度和吸引力的区域形象标识,以提升区域的认知度和美誉度。
这个标识可以是文字、图形、颜色或符号等,应具有简洁明快、易于记忆的特点。
3. 优化旅游线路:根据认知地图,可以设计出更加合理、有趣的旅游线路,将区域内的各个景点和特色串联起来。
这样可以让游客更加全面地了解区域的文化和自然风光,提高游客的满意度和忠诚度。
4. 推广特色文化:在认知地图的基础上,可以挖掘并推广区域的特色文化,包括历史遗迹、民俗文化、美食特产等。
通过举办文化活动、展览和节庆等手段,让更多的人了解并爱上区域的特色文化。
5. 加强公共关系:通过加强与媒体、旅游机构、当地居民等利益相关者的公共关系,可以提升区域的美誉度和知名度。
同时,也可以借助网络营销和社交媒体等渠道,扩大区域的品牌影响力。
6. 持续改进:区域形象的提升不是一蹴而就的,需要持续不断地改进和完善。
可以通过定期收集和分析游客反馈、进行市场调研等方式,发现存在的问题和不足之处,并及时采取措施加以改进。
总之,基于认知地图理论的区域形象提升设计需要从多个方面入手,全面提升区域的认知度、美誉度和吸引力。
空间认知在导航和地图运用中的研究在我们的日常生活中,导航和地图已经成为了必不可少的工具。
无论是开车出行还是旅行探索,我们都离不开导航和地图的帮助。
然而,背后支撑导航和地图运作的是空间认知的研究。
本文将探讨空间认知在导航和地图运用中的重要性以及相关研究。
空间认知指的是人类对空间环境的感知、理解和组织能力。
这种能力使我们能够在未知的环境中进行导航,并且在脑海中建立地图。
空间认知不仅涉及到方向感和距离感,还包括对地标、街道和建筑的识别能力。
因此,空间认知在导航和地图运用中发挥着重要的作用。
研究表明,人类的空间认知能力是通过大脑中的多个区域协同工作完成的。
大脑的海马体和背侧前额叶皮层被认为是空间认知的关键区域。
海马体负责环境和位置的感知,而背侧前额叶皮层则参与空间记忆的形成和地图的构建。
这些区域的相互作用使我们能够有效地进行导航和地图运用。
在导航方面,研究人员认为空间认知与个体的导航策略密切相关。
人们常常使用两种导航策略:局部导航和整体导航。
局部导航是指基于环境中一些特定的地标或路标来进行导航,而整体导航则是通过对整个环境的认知来导航。
研究发现,个体的导航策略与其空间认知能力密切相关。
那些在空间认知任务中表现好的个体更倾向于使用整体导航策略,而在局部导航任务中表现好的个体则相反。
这种关联表明了空间认知对导航策略的影响。
在地图运用方面,空间认知也起到了重要的作用。
我们在使用地图时,需要将地理信息和自身位置进行对应。
这种对应需要依赖于我们的空间认知能力。
事实上,研究显示具有较强空间认知能力的个体在地图运用中更为准确和高效。
而那些空间认知能力较弱的个体常常会在地图运用中出现困惑、迷失甚至是错误。
因此,提高空间认知能力对于地图运用的有效性和效率至关重要。
空间认知在导航和地图运用中的研究开启了众多应用的可能性。
例如,研究人员可以通过对导航和地图运用中空间认知的理解,改进导航系统和地图软件的设计。
他们可以根据不同个体的空间认知特点,为不同的用户提供个性化的导航和地图服务。
地图空间认知理论读书报告
1.空间认知的概念
地图空间认知就是利用地图学方法来实现人对地理空间的认识。
地图空间认知的理论基础是认知科学,是认知科学理论在地图学中
的应用。
把认知科学引人地图学研究的目的,一是弄清地图是人类
认识地理环境的结果,又是进一步认识地理环境的工具这一科学目的,二是弄清楚地图设计与制作的思维过程。
[1]
通过地图上的图斑直接刺激物,读者获得关于现实中土地利用
中的个别地块的属性、特性,这是知觉过程的基础。
知觉是对客观
事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合整体的反映。
地图
空间认知的表象过程,是研究在地图知觉的基础上产生表象的过程,它是通过回忆、联想使在知觉基础上产生映象再现出来。
[1]
2.地图空间认知的基本过程
1.地图空间认知的一般过程
空间认知是研究人门对周围地理事物的位置、形状、空间分布、相互关系及其动态变化认识过程的科学,它研究人们在认识空间事
物的过程中,大脑是如何进行信息加工的,属于思维过程研究。
地
图空间认知则主要研究人是如何利用地图获取空间信息、对信息的
认识和记忆、利用信息发现问题、进行决策和指导外部行动等一系
列过程。
按照王家耀等人的研究结果,地图空间认知可分为4个基
本的过程,即:地图空间认知的感知过程、表象过程、记忆过程和思维过程。
在感知过程中,人脑把地图看作是由符号构成的地理空间,
地图符号刺激人的视觉神经产生兴奋,使大脑形成关于事物个别属性的认识,然后大脑再经过知觉过程,形成地理事物整体的本质的映像。
在地图空间认知的表象过程中,大脑在对事物感知觉的基础上,通过回忆和联想把知觉的图形再现出来而形成表象或心象地图。
在地图空间认知的记忆过程中,通过反复审视地图对大脑进行强化刺激,可以把心象地图记忆在大脑中,并与大脑中过去已有的信息发生联系,形成对地理空间整体的、动态的、连续的认识,以后当大脑受到类似的外界物体刺激时,心象地图可以再现出来。
空间认知的思维过程是地图空间认知的高级阶段,是对同类事物的本质特性和空间关系的概括和抽象过程,是对事物本质特性、分布规律和内在联系的深刻认识,它具有概括性和间接性的特点,能从成因上对事物的特性予以解释。
它通过概念、判断、推理来反映事物的本质和内在联系,是借助于心象地图来完成思维过程的。
[2]地理研究者的地图认知过程属于空间认知的具体事例,它遵从空间认知过程的一般规律,但又具有自己的特点。
[2]
2.地理研究者的地图空间认知过程
地理研究者在地图使用过程中,经历了视觉选择性思维,视觉注视性思维和视觉结构联想性思维等具体形式。
其认知过程可用框图表示。
视觉选择性思维,就是用图者根据自己研究的目的需要,在全部地图内容观察研究的过程中,把与自己研究有关的地图符号加以注意,而把无关的内容予以迅速的抛弃。
这样做可以提高寻找目标
的速度,便于快速地发现目标。
视觉注视性思维,就是用图者一旦发现自己要找的目标,就会在该目标上停留较长的时间进行注视,加强对视觉的刺激,产生较强的神经冲动,刺激大脑使业已存在的心象地图复活,通过联想与已知的目标进行对比。
视觉结构联想性思维,就是当注视思维的冲动激活大脑中已有的目标时,原来贮藏的心象地图就呈现出来,并按原来的地物心象分布规律,在注视点周围寻找相类似的目标,把这些目标形成心象,并与原有心象进行对比判断,当二者之间相符合时,判断心象是正确的,这里的目标符合已知的分布规律。
当符合程度低于一定比例时,就通过判断提出问题,然后去探求深层次的原因。
[2]
3.地理研究者阅读地图过程认知分析
认知科学研究认为,知觉过程有自上而下和自下而上两种方式,其中,先整体后局部的认知方式叫自上而下的认知过程;而先从细部开始认知,逐步认知目标的各部分,最后进行分析综合得出目标整体印象的认知方式则被称为自下而上的认知过程。
地理研究者在认识地图的过程中,实际上是两种认知方法同时使用,开始的时候是整体认知,也就相当于前述所讲的初步阅图,目的是获得研究区域的整体印象,然后是详细认识各部分的细微特征,获得目标的完整形象。
但当研究者发现研究区内目标的某一部分与研究目标接近时,就会把注意集中在该区域详细查看,并把注意的范围扩大,不但注意目标(水系)本身,还注意与目标相关的地图要素,然后形成该区域的详细心象地图,这一阶段,可以看成是由下向上或由局部到整
体的知觉过程。
[2]
3.地图空间认知理论的应用
1.电子地图空间认知研究
电子地图空间认知研究的内容很多,从电子地图与纸质地图的空间认知比较到虚拟地形环境与真实地形环境的空间认知比较,从静态电子地图的空间认知到动态电子地图的空间认知,从二维电子地图到三维可进人的虚拟地形环境的空间认知,都是电子地图空间认知研究的内容。
而从不同的电子地图上建立心象地图的过程及不同空间认知能力的用户在使用电子地图时的思维过程、认知策略的研究是其核心内容。
[3]
2.认知思维空间和认知模型
人类心理思维空间是实体空间在人脑中产生的映射,地理实体的空间语义网络关系形成人脑对地理实体长期记忆存储的神经网络结构。
地理实体信息的存储按其语义联系性,以非常有效的方式进行组织,便于信息的检索、表达并能重新构成更多有意义的联系,挖掘更多新的信息。
充分认识人类信息加工模式有助于进一步对地理实体空间语义网络的认识和计算机系统对地理实体空间模式的表达。
[3]
3.三维GIS与空间认知
1).空间信息的三维可视化,增强空间认知的效果
空间信息三维可视化,通过利用仿真等技术对空间对象进行三维立体的表现。
这种表示较为直观,与现实世界中的对象较为接近,
人们较容易感知这种表示并上升为一种理性认识。
同时,三维可视化符合人眼视觉系统的并行特性,以增加空间维度,将更多空间关系表示在同一个视图上,更大程度上容易被感知和引起中枢神经系统的活动,增强认知的效果。
[4]
三维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,即数字高程模型(DEM),居民地被表示成三维建筑物。
数字高程模型逼真表达地貌的高低起伏,对于整个环境的整体效果有了直观清晰的把握。
而在二维传统地图上地貌仅仅是通过等高线来表达,非专业人士根本不能从中获取到有关地貌的相关信息。
同时居民地表示主要在于三维建筑物的建模实现,通过在建筑物的表面贴上纹理图像,不仅能够增加建筑物的真实感,是整个场景更加逼真,而且当建筑物外形相似时,不同的纹理正好可以体现其差异性,使得建筑物的识别更加容易。
同时,三维GIS中还可以利用图形技术可以生成多种环境特效,如雾化、球形天空等特效,强化空间自身特性和视觉效果。
[4]
2).空间对象垂向关系的表达,拓宽空间认知的范围三维GIS对客观世界的表达能给人以更真实的感受,不仅能够表达空间对象间的平面关系,而且能描述和表达它们之间的垂向关系,这促进人类在空间对象之间的垂向关系的认知上的进步,这是传统地图和二维GIS说不能比拟的。
当前地质石油等应用领域,人们越来越希望能够实现在真三维空间处理问题,满足实际生产需要,反映出人们对空间认知更加全面的迫切需求。
现有建立的专用功能
的三维GIS就满足人们这一需求。
[4]
此外,在三维GIS、中加上利用三维图形技术所提供的交互式
动画功能,人们在三维虚拟空间中通过交互变换视点等操作可实现
多角度多方位的认知。
例如利用动画可以表示虚拟的时空关系,而
交互则可以使得观测的视点随意改变,漫游目标设定功能则可以进
行飞行路径的记录与回放功能等功能实现。
[4]
3).三维空间分析的实现,加深空间认知的深度
三维GIS的空间分析除了包含有二维常用的空间分析,还具有
其特有的三维空间分析,主要有8后网点坐标己属于国家坐标系或
地方坐标系,因而这两种平差方法是解决GPS成果转换的有效手段。
[4]
参考文献
[1] 王锐君,王秀梅.地图空间认知论在地图设计中的应用[J].甘肃科技第25卷第14期2009年7月.
[2] 陈毓芬.电子地图的空间认知研究[J].地理科学进展.第20卷增刊.2001年10月.
[3] 陈小钢,王英杰,余卓渊.基于地理空间语义网络的多媒体电子地图系统[J].地理学报.第56卷增刊.2001年9月.
[4] 傅文棋,范凯博,曹坤.三维GIS的空间认知浅析[J].河南测绘.2012年第2期.。