GIS技术讨论：04 空间认知
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两者的关系
两个系统彼此独立又互相联系，Dual Coding 语义代码更为重要，甚至有学者否认表象代码
空间认知
Spatial Cognition
The knowledge and internal or cognitive representation of the structure, entities and relations of space; in other words, the internalized reflection and reconstruction of space and thought. (Hart 1973)
空间认知与GIS
空间认知对于GIS的意义 (Montello 2001)
关于空间和场所的空间认知表达了人和环境以及人和地球之间的关系 地理学家希望空间认知能够有助于理解他们感兴趣的传统现象
如：人们选择在哪里购物取决于他们对于距离和道路连接的认识
空间认知有助于提高使用和设计地图以及其它地理信息产品，它们部分 依赖于人们对于空间关系表述的理解
记忆的类型
主记忆
感官记忆(Sensory Memory)：持续时间为刺激消失后1秒左右 短时记忆(Short-time Memory)：持续时间为20秒左右（例如不熟悉的电话
号码）
长时记忆
语义记忆(Semantic Memory)
常识性的知识 运用语言所必需的记忆，它是一个心理词库 如“三角形内角和等于180度”
Concerns the study of knowledge and beliefs about spatial properties of objects and events in the world. (Montello 1993)
空间认知的内容：处理世界的空间属性
位置(Location) 尺寸(Size) 距离(Distance) 形状(Shape) 模式(Pattern) 移动(Movement) 对象间关系(Inter-object relations)
情景记忆(Episodic Memory)
带有时间戳的知识 与个人生活中特定的时间地点相联系，具有自传体的性质 “我去年夏天游览了杭州”
过程记忆(Process Memory)
对于如何做一件事情的知识
长时记忆
语义记忆和情景记忆的关系
情景记忆以个人经历为参照，以时空为框架，推理能力小 语义记忆以一般知识为参照，可以有形式结构，推理能力大 大部分认为情景记忆和语义记忆之间没有明确的界限，经过不同背景下
Graphic comparison task
三个图形，中间图形和两边哪个所表示 的空间关系相似
Verbal description task
地理信息科学进展
空间认知
Spatial Cognition
认知与记忆 空间认知的研究内容 空间认知的研究方法
空间知识
认知心理学
认知心理学
处理关于人们如何学习、存储和使用信息的问题 主要理论观点
把人脑看作类似于计算机的信息加工系统 强调人头脑中已有的知识和知识结构对人的行为和当前的认识活动有决定
现实世界 环境消息
转换的 认知地图
信息传输 文字、地图等
空间行为
转换的 认知地图
NCGIA的研究重点
Varenius项目中关于空间认知的优先问题
Formal concepts of geographical detail Cognition of dynamic phenomena and their representations Multiple modes and multiple frames of reference for spatial knowledge Other topics
Ontology of geographical entities Mental maps Formalizing spatial relations Additional topics
空间认知研究的主要方法：认知实验
进行空间关系认知实验的 相关问题 (Mark 1995)
空间实体可以通过关系、 度量、尺度、语义、运动 、图形表现等刻画
的多次重复，情景记忆会概括成为语义记忆
如：听课得到的知识
长时记忆的两个系统：从信息编码角度(Paivio 1971,1986)
表象系统
记忆中的形象。与实际知觉及外部客体相似
言语系统
语义代码是一种抽象的意义表征，具有命题(Proposition)的形式 命题可以用句子表达，但是命题本身不是句子
作用 强调认知过程的整体性 产生式系统
• 产生式规则：P→Q，或者 IF P THEN Q • 组成要素：一个综合数据库，一组产生式规则，一个控制系统
认知
感觉输入的转换、减少、解释、贮存、恢复和使用的过程 认知的三要素
获取 (Acquisition) 表达 (Representation) 使用 (Use)
空间认知研究的对象可以尺度较小，可以是模型空间，可以完全没有地理语义
从地理信息科学家的角度，空间认知和地理空间认知可以认为是一致的
地理空间认知研究的问题
地理知识的获取
地理知识的意念表达/Biblioteka Baidu理表征(Mental Representation)
知识的使用
地理信息的传输
信息
感觉过滤 知觉
认知
地理学家研究空间认知的特点
地理学家感兴趣的地球是人类的家园，关注的是人的认知 地理学家着重研究人类在地球表面活动的尺度，如具有时态特点的旅行
、迁移、居住和经济活动 地理学家最终希望能够描述、预测和解释人地关系
空间认知和地理空间认知（或地理认知）
区别就是Spatial和Geospatial概念的区别
受试者可能受到文化、语 言、年龄、性别等因素的 影响
测试任务包括语言实例、 图形实例、图形比较、语 言描述、分组、绘制、认 同度
空间认知的实验途径
Verbal example task
被试用其母语说出尽可能多的空间关系 (线/面)
Graphic example task
被试尽可能多的绘出空间关系(线/面)
两个系统彼此独立又互相联系，Dual Coding 语义代码更为重要，甚至有学者否认表象代码
空间认知
Spatial Cognition
The knowledge and internal or cognitive representation of the structure, entities and relations of space; in other words, the internalized reflection and reconstruction of space and thought. (Hart 1973)
空间认知与GIS
空间认知对于GIS的意义 (Montello 2001)
关于空间和场所的空间认知表达了人和环境以及人和地球之间的关系 地理学家希望空间认知能够有助于理解他们感兴趣的传统现象
如：人们选择在哪里购物取决于他们对于距离和道路连接的认识
空间认知有助于提高使用和设计地图以及其它地理信息产品，它们部分 依赖于人们对于空间关系表述的理解
记忆的类型
主记忆
感官记忆(Sensory Memory)：持续时间为刺激消失后1秒左右 短时记忆(Short-time Memory)：持续时间为20秒左右（例如不熟悉的电话
号码）
长时记忆
语义记忆(Semantic Memory)
常识性的知识 运用语言所必需的记忆，它是一个心理词库 如“三角形内角和等于180度”
Concerns the study of knowledge and beliefs about spatial properties of objects and events in the world. (Montello 1993)
空间认知的内容：处理世界的空间属性
位置(Location) 尺寸(Size) 距离(Distance) 形状(Shape) 模式(Pattern) 移动(Movement) 对象间关系(Inter-object relations)
情景记忆(Episodic Memory)
带有时间戳的知识 与个人生活中特定的时间地点相联系，具有自传体的性质 “我去年夏天游览了杭州”
过程记忆(Process Memory)
对于如何做一件事情的知识
长时记忆
语义记忆和情景记忆的关系
情景记忆以个人经历为参照，以时空为框架，推理能力小 语义记忆以一般知识为参照，可以有形式结构，推理能力大 大部分认为情景记忆和语义记忆之间没有明确的界限，经过不同背景下
Graphic comparison task
三个图形，中间图形和两边哪个所表示 的空间关系相似
Verbal description task
地理信息科学进展
空间认知
Spatial Cognition
认知与记忆 空间认知的研究内容 空间认知的研究方法
空间知识
认知心理学
认知心理学
处理关于人们如何学习、存储和使用信息的问题 主要理论观点
把人脑看作类似于计算机的信息加工系统 强调人头脑中已有的知识和知识结构对人的行为和当前的认识活动有决定
现实世界 环境消息
转换的 认知地图
信息传输 文字、地图等
空间行为
转换的 认知地图
NCGIA的研究重点
Varenius项目中关于空间认知的优先问题
Formal concepts of geographical detail Cognition of dynamic phenomena and their representations Multiple modes and multiple frames of reference for spatial knowledge Other topics
Ontology of geographical entities Mental maps Formalizing spatial relations Additional topics
空间认知研究的主要方法：认知实验
进行空间关系认知实验的 相关问题 (Mark 1995)
空间实体可以通过关系、 度量、尺度、语义、运动 、图形表现等刻画
的多次重复，情景记忆会概括成为语义记忆
如：听课得到的知识
长时记忆的两个系统：从信息编码角度(Paivio 1971,1986)
表象系统
记忆中的形象。与实际知觉及外部客体相似
言语系统
语义代码是一种抽象的意义表征，具有命题(Proposition)的形式 命题可以用句子表达，但是命题本身不是句子
作用 强调认知过程的整体性 产生式系统
• 产生式规则：P→Q，或者 IF P THEN Q • 组成要素：一个综合数据库，一组产生式规则，一个控制系统
认知
感觉输入的转换、减少、解释、贮存、恢复和使用的过程 认知的三要素
获取 (Acquisition) 表达 (Representation) 使用 (Use)
空间认知研究的对象可以尺度较小，可以是模型空间，可以完全没有地理语义
从地理信息科学家的角度，空间认知和地理空间认知可以认为是一致的
地理空间认知研究的问题
地理知识的获取
地理知识的意念表达/Biblioteka Baidu理表征(Mental Representation)
知识的使用
地理信息的传输
信息
感觉过滤 知觉
认知
地理学家研究空间认知的特点
地理学家感兴趣的地球是人类的家园，关注的是人的认知 地理学家着重研究人类在地球表面活动的尺度，如具有时态特点的旅行
、迁移、居住和经济活动 地理学家最终希望能够描述、预测和解释人地关系
空间认知和地理空间认知（或地理认知）
区别就是Spatial和Geospatial概念的区别
受试者可能受到文化、语 言、年龄、性别等因素的 影响
测试任务包括语言实例、 图形实例、图形比较、语 言描述、分组、绘制、认 同度
空间认知的实验途径
Verbal example task
被试用其母语说出尽可能多的空间关系 (线/面)
Graphic example task
被试尽可能多的绘出空间关系(线/面)