地图空间认知理论
地图阅读与空间认知能力
城市规划：地图阅读和空间认知能力在城市 规划中发挥着重要作用，帮助规划师理解城 市空间结构和发展趋势，制定合理的规划方 案。
地图制作技术的进步：从手绘到数字化地图，提高了地图的精度和可读性
地理信息系统（GIS）的应用：实现了地理信息的整合、分析和可视化，提高了人们对地理环境的认知能力
遥感技术的普及：通过卫星和无人机等手段获取地理信息，拓宽了人们对地球的认知范围 虚拟现实（VR）技术的应用：通过模拟地理环境，增强人们对地理环境的感知和理解
汇报人：
空间认知能力还可以帮助 规划师更好地与政府、居 民等各方利益相关者沟通 协调，促进城市规划的实 施和落地。
定义：利用地图和定位技术，确定 地理位置并引导用户到达目的地
技术手段：GPS、北斗卫星导航系 统等
添加标题
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应用领域：交通、旅游、救援等
添加标题
添加标题
发展趋势：高精度地图、自动驾驶 等
空间
空间想象力： 通过地图阅读， 激发空间想象 力，拓展思维
地图阅读的重要 基础，有助于提 高空间想象力和
思维能力
空间想象力的培 养：通过地图阅 读和空间认知训 练，逐步提高空
间想象力
地图阅读技巧
确定地图的主题或区域，有 针对性地阅读
先读图例，了解地图符号的 含义
单击此处添加副标题
汇报人：
地图阅读的基础知 01 识
02 空 间 认 知 的 过 程
03 地 图 阅 读 技 巧
空间认知能力的应 04 用
提高空间认知能力 05 的 途 径
地图阅读与空间认 06 知 能 力 的 发 展 趋 势
地图阅读的基础知识
地图投影：将地球表面上的点投影到平面上的方法 地图符号：表示各种地理要素的图形、文字、数字等标记 地图注记：对地图上的地理要素进行说明的文字、数字等标记 地图色彩：表示不同地理要素或同一地理要素不同级别的区分
地图空间认知理论
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
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。
当代地图学第三章
§3-3 二 地图空间认知的表象过程 地 地图空间认知的表象是在地图知觉的基础上产 图 空 生的，它是通过回忆、联想使在知觉基础上产生 间 的映象再现出来。从认识论的角度讲，表象和感 认 知觉都属于感性认识，都是生动的直观。但是， 知 表象与感觉、知觉不同，它是在过去对同一事物 的 或同类事物多次感知的基础上形成的，具有一定 基 的间接性和概括性。 本 过 程
二、人类认知系统的结构
§3-1 空 间 认 知 的 基 本 概 念0
2、人脑的注意分配机制
（1）视觉选择性机制
（2）视觉注视性
二、人类认知系统的结构
3、人类信息加工系统的结构
§3-1 空 间 认 知 的 基 本 概 念
（1）信息输入
（2）存储记忆
（3）控制过程
三、人类的空间认知能力
§3-1 人类的空间认知能力是人类所具有的研究人们 空 间 怎样认识自己赖以生存的环境，包括其中的诸事 认 物、现象的相关位置、空间分布、依存关系，以 知 及它们的变化和规律的能力。 的 空间认知能力的结构包括形状、大小、位置、 基 本 维数、时间和相互关系等的认知能力的核心。 概 念
§3-2 地 图 空 间 认 知 的 两 个 重 要 概 念
三、心象地图
4、心象地图的建立
（1）通过实地考察建立心象地图； （2）通过阅读文字材料建立心象地图；
（3）通过使用地图建立心象地图。
赖以建立心象地图的信息源不同，所建立的心
象地图也会有差异。
第 三 §3-3 地图空间认知的基本过程 章 一 地图空间认知的感知过程 地 图 二 地图空间认知的表象过程 空 间 三 地图空间认知的记忆过程 认 知 四 地图空间认知的思维过程 理 论
二、认知制图 三、心象地图
齐清文研究员：地图空间认知与地图思维
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。
§2.3 地球空间的认知模型与信息图谱
环境图谱 地质岩性、构造图谱、地形地貌 图谱、生态景观图谱等。 资源图谱 各种类型的森林图谱、草场图谱、 耕地类型图谱、水资源图谱(河流、湖泊等)、矿 产资源图谱(如蚀变带图谱等)。 人工建筑的图谱 城、镇、村等居民点图谱； 铁路、公路、机场、站场、码头、港口、桥梁等 交通设施图谱；不同功能的建筑物，包括不同类 工厂、商店、仓库、学校、医院、机关、公园、 游乐场等的图谱；商业区、文化区、工业区、住 宅区等图谱、高压线、油管等的图谱。
§2.3 地球空间的认知模型与信息图谱
一、认知理论的基本概念
认知心理学，或认知科学，是60年代才兴起的新的心 理学分支学科。认知科学、计算机科学和地理科学三者相 结合，将成为发展地理专家系统的理论基础。认知科学和 地理科学相结合所产生的地理认知图式，是地理专家在解 决地理问题时的逻辑思维体系，这个思维体系用计算机程 序来实现就成了地理专家系统。地理专家系统有两个组成 部分：第一，地理学的认知理论；第二，计算机人工智能 技术。 地理认知理论的认知图式，由以下两个部分组成： 第一步，地理意像(Geographic mental image)。即地理 专家对一个区域研究时，首先由两只眼睛如摄像机那样获 得该区域的原始影像，即区域的影像image，宏观综合的 原始材料。
资源环境信息图谱是指荷载资源、环境信息的 图形系列或能够荷载资源、环境的性质、特征和状 态表征信息的图形系列。 2.研究现状 目前，许多学科都总结性地编制了各种各样的 图谱，如海洋科学的“波浪谱学”和“海洋动力图 谱”， 水文水利科学的“黄河水文泥沙图谱”，气象科学的 “大气过程云系图谱”，遥感科学的“地物波谱志” 和“遥感影像图谱”等，都是典型的资源环境图谱。 可见它们在资源环境的研究中不仅早已被应用，而且 应用还非常广泛。人们通过对资源环境图谱的研究， 不仅揭示了它们的规律，而且还促进了应用。
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
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。
理论地图学6[含最后论文的选题]
![理论地图学6[含最后论文的选题]](https://img.taocdn.com/s3/m/16301f21e2bd960590c677ed.png)
第一章 地图学发展的历史轨迹 第二章 理论地图学与地图学的理论体系 第三章 地图信息论与地图信息传输论 第四章 地图模型论 第五章 地图符号学 第六章 地图感受论 第七章 地图空间认知理论
Theoretical Cartography-8 Chen Yufen
7
第七章 地图空间认知理论
第一节 空间认知的基本概念 第二节 地图空间认知研究基础 第三节 地图空间认知工具 第四节 认知制图与心象地图 第五节 地图空间认知实验方法
7-2
第二节 地图空间认知研究基础
认知地图学研究： 研究认知过程和地图的相互作用中出现的思 维构成[Olson 1979]; “视觉认知”在地图理解中的作用[Robinson & Petchenik 1976]; 受人们的经验和文化背景差异的影响的地图 阅读的认知方面[Guelke 1979]。
7-2
7-1
第一节 空间认知的基本概念
二、空间认知(spatial cognition)的含义
空间认知是对现实世界的空间属性，包括位置、 大小、距离、方向、形状、模式、运动和物体内部关 系的认知，是通过获取、处理、存贮、传递和解译空 间信息，来获取新的空间知识的过程。 Spatial cognition: cognition of spatial properties of the world => location, size, distance, direction, shape, movement, etc.
一、空间认知的主要手段
直接方式
实地考察 阅读文字资料 观看图片
空间、时间、 视觉、心理的 局限性
空间认知手段
间接方式
使用地图(集)
补充实地考察的不 足，显示内容和范围 有局限，不可量测
环境心理学——认知地图(三)全解
认知地图概念的发展
• 1、早期阶段(1930—1950年代)，格式塔心理学派 • 2、中期阶段(1960—1970年代)，地理学家的加入 • 3、当代阶段(1980年代至今)，信息加工理论的加
入
认知地图概念的发展
获得认知地图的方法
• 1自由描画法 • 2限定描画法 • 3圈域图示法 • 4空间要素图示法
获得认知地图的方法
• 1自由描画法 • 自由描画法最著名的经典案例莫过于凯文·林奇对城市意
象的研究了。该研究选取美国各具特色的3个城市中心区 作为调查对象地，范围在1.5英里×2.5英里 （2.4km×4.0km）左右：波士顿的中心区特色鲜明，洛杉 矶的方格网布局新城，新泽西城的杂乱无章。该研究主要 运用了2种调查方法，一种是在市民中抽样访谈，获取他 们对环境的意象；另一种是在实地，对受过训练的观察者 形成的环境意象进行检验。抽取市民访谈样本的要求是在 该调查对象地长久居住或工作，居住或工作地点散布在调 查对象地的不同地方，并排除城市规划、工程师、建筑师 等专业人士。市民访谈在波士顿调查了30人，在泽西城和 洛杉矶分别是15人。每个样本的访谈通常需要1.5h。
第三章 认知地图
一 概念：
• 最早见于美国心理学家T·C·托尔曼所著的《白鼠和人的 认知地图》。他认为，认知地图是在过去经验的基础上产 生与头脑中的某些类似于现场图的模型。它是一种局部环 境的综合表象，不仅包括事件的简单顺序，还包括方向、 距离和时间关系等。
• 心理学家认为，人之所以能识别和理解环境，关键在于认 知地图的存在，即能在记忆中重现空间环境的形象。
获得认知地图的方法
• 4 空间要素图示法 • 空间要素图示法的调查对象可以是建筑、道路、座椅等多种形
空间知识地图构建理论和方法研究
空间知识地图构建理论和方法研究空间知识地图构建理论和方法研究摘要：本文就空间知识地图的构建理论和方法进行了探讨。
首先介绍了空间知识地图的概念和意义，明确了其在知识管理和空间智能领域的重要作用。
接着阐述了构建空间知识地图的理论基础，包括本体论、知识表示与推理等。
然后，详细介绍了构建空间知识地图所需的方法，包括地理信息系统、语义网络和机器学习等。
最后，展望了空间知识地图构建领域未来的发展趋势。
1. 引言空间知识地图是一种将空间信息和知识结合起来的工具，能够帮助人们更好地理解和利用空间信息。
随着空间信息技术的快速发展，空间知识地图的研究在知识管理和空间智能领域引起了广泛关注。
构建空间知识地图可以帮助人们整合和共享空间知识，提高空间决策的效率和准确性。
2. 空间知识地图的概念和意义空间知识地图是指将空间信息和知识进行整合和表示的地图。
它可以包含地理地形、地理实体、地域边界、地域属性等多种空间信息，同时还包括与这些空间信息相关的知识，如专业知识、经验知识、社会知识等。
构建空间知识地图有助于提高空间决策的精度和效果，促进知识的共享与传播。
3. 构建空间知识地图的理论基础构建空间知识地图需要相关的理论基础。
其中，本体论是构建空间知识地图的重要理论基础之一。
本体是一种用于描述事物概念和它们之间关系的形式化表达工具。
通过建立空间本体，可以对空间信息进行精确的表示和推理。
此外，知识表示与推理也是构建空间知识地图的重要理论基础。
知识表示主要涉及将知识以适合计算机处理的形式表示，知识推理主要涉及通过已知的事实和规则推导出新的知识。
4. 构建空间知识地图的方法构建空间知识地图需要多种方法的支持。
其中，地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是构建空间知识地图的重要工具之一。
GIS可以帮助人们收集、存储、管理和分析空间信息，为构建空间知识地图提供了基础数据和分析工具。
此外，语义网络也是构建空间知识地图的重要方法之一。
地理认知理论与模型
3.2 面向场的认知模型
基于场的认知模型 场（Field）是指一类具有共同属性值的地理实体或者地
理目标的集合。
该模型把地理空间中的事物和现象作为连续的变量或体 来看待，例如：大气污染、大气降雨、地表温度、土壤
湿度、洋流等。
根据问题的不同，场（field）可以二维的、也可以是三 维的。
14
线对象
线对象是维数为1的物体，代表一个线实体(Line Entity)，如河流、边界、道路 等。
线对象的属性：
实体长度 - 从起点到终点的总长；弯曲度 - 如道路弯曲的程度；方向性 - 如 水流方向(从上游到下游)，公路方向(单向、双向)等。
9
面对象
面状实体包括湖泊、森林、岛屿、地块等，在二维图中表现为多边形。面状实体 包括以下空间特性： 面积、周长。 独立性或与其它地物相邻，如中国及其周边国家等。 内岛或锯齿状外形:如岛屿的海岸线封闭所围成的区域等。 重叠性与非重叠性:如报纸的销售区域、学校的分区等有可能出现交叉重叠现象， 但各个行政区一般是相邻而不出现重叠。
1
2 地理抽象过程
OGC 九层次抽象
尺度世界 项目世界 Project world 地理点列 point
Dimensional world
地理空间世界
Geospatial world
感知世界 工程世界
几何特征 geometry
概念世界 Conceptual world
现实世界 Real world
接，河流可能穿过城市，学校可能和工厂为邻。这些地理实体在
地理空间中的空间分布关系简称为空间关系。
12
空间关系的基本类型：拓扑关系、方向关系、度量关系。
地图阅读与空间认知能力
。
经济地图
关注资源分布、产业布 局、交通线路等要素， 分析区域经济发展状况
和特点。
自然地理地图
关注地形地貌、气候类 型、植被分布等要素， 理解自然地理环境的形
成和演变。
旅游地图
关注景点分布、旅游线 路、交通住宿等要素， 为旅游规划和出行提供
XX
地图阅读与空间认知 能力
汇报人：XX
20XX-02-05
REPORTING
目录
• 地图阅读基础 • 空间认知概念解析 • 地图阅读与空间认知关系探讨 • 提高地图阅读能力策略 • 提升空间认知能力方法 • 地图阅读与空间认知在教育领域应用
XX
PART 01
地图阅读基础
REPORTING
地图类型与特点
XX
PART 06
地图阅读与空间认知在教 育领域应用
REPORTING
地理学科教学改革方向
强化地图技能培养
将地图阅读、空间认知等技能作为地理学科的核心能力进行培养， 提高学生地理素养。
整合跨学科内容
将地图阅读与空间认知技能与其他学科知识相结合，形成跨学科的 综合教学模式。
创新教学方法和手段
采用案例教学、探究学习、实地考察等多样化的教学方法，提高地图 阅读和空间认知的教学效果。
虚拟现实技术
利用虚拟现实技术模拟真实场 景，让个体在虚拟环境中完成 空间任务，以评估其空间能力 水平。
神经科学技术
利用神经科学技术观察个体在 完成空间任务时的大脑活动情 况，从而揭示空间能力的神经
机制。
XX
PART 03
地图阅读与空间认知关系 探讨
REPORTING
地图空间认知的数学原理
（ ） （ ） （ � ） � �� � � � � � � � � � � � ，� 即三维空间中 在一定的制图主体、一定的专题、 4.2 地图表示的有 限性
（ 2）
一定的地图投影和地图比例尺条件下到二 维平面上的映象。 地图语言 是一 种 视觉 图 解语 言，它 由 目视 语 言 写成， 地理空间是包 括地 球椭球 面，上至 同温 层的地 球外 空 通过视觉器官 去接收 和认 识，这就 是视觉 感受。为 满足 视 ［3 ， 4］ 间和下至莫霍面的地球内空间 。 觉感受的要求，点状符 号的 尺寸 必须达 到视 觉可接 受的 阈 现实意 义下的制 图物体 ， 是 在地理 空间中 能以地 理 值。文献［ 7］提出的极限圆 （直径 1 的圆） 可 作为 � � � � � � 坐标定位的空间 事 物， 它包 括单 一制 图 物体 或多 物 体的 集 视觉感受的阈 值。因此， 为点 状地 图符 号满 足 � � � � � � � 合， 也即当 为某一制图区域时也满足 的条件。 令 视觉感受的条件。 � � 为某一制图区域时， 为有限闭区间， 在 ， ， 映射下， 4.3 主体意图 （ � ）� ， （ � ） � 由于 对应的空间实 体具有 多种性 质，而 � 仅 � � ，（ ） � � � 也 � 能表示一种或有限几 种 （如 定位图 表） 性质 或量 值。为解 决 是有限闭区间。 由于任 何有 限闭区 间即 非退化 区间，其 基 实体性质多样性和 地图 表示有 限性 的矛盾， 需引入 确定 实 数均为连续统的势，故这四类集合等势，即 体性质的主观条件— — —主体意图。 （ 1） 地图制图 是人 类的 意 识行 为， 它受 主 体意 图 的支 配， 定义 1 等势 设 与 表示任意两个集合， 如果存在 主体意图是未来实践及 结果 在过 程之初 就已 存在于 主体 之 收稿日期： 20 04 - 10 - 08 基金项目：广西自然科学基金资助项目 （0 13 5 00 2） 广西科学基金项目（桂科基 044 8 03 6）
地图空间认知过程的理论阐释
１ 地 图符 号 生成 的拓 扑 学 原 理 确 保
地学空 间信息 （ ｇ ｅ ｏ — ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ）是制
通讯 作者 ：胡 宝清 ，男 ，博士 ，教授 ，ｈ ｂ ｑ １ ２ ３ ０ ＠ｓ ｉ ｎ ａ ． ｏ ｍ。 引文 格式 ：钟业 勋 ，胡宝 清．地 图空 间认 知过程 的理 论 阐释 ［ Ｊ ］ ．桂林 理工 大学学 报 ， ２ ０ １ ３ ，３ ３（ ２ ） ： ３ ０ ７ — ３ １ ｌ
等作 了详细 的论述 ； 鲁学军 等 从不 同空间模型 了地 图符号与指代对象 的一一对应 性
理学 的有 关研 究 成 果 ，提 出 了包 括 空 间特 征 感 知 、 作地 图的依 据 和信 息来 源 。它 是地 学 空 间数 据
空 间对象 认 知 和 空 间格 局 认 知 ３个 层 次 的空 间认 （ ｇ ｅ ｏ — ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ ｄ ａ ｔ ａ ） 中 有 意 义 的 数 据 集 。所 谓 地 学
桂
林
理
工
大
学
学
报
２ ０ １ ３ 正
经线和纬线是地理坐标 的偏序集 ，经纬线 网
第３ ３卷 第 ２期
２ ０ １ ３年 ５月
桂 林 理 工
大 学 学 报
Ｖ ｏ Ｌ ３ ３ Ｎｏ ． ２ Ｍａ ｙ ２ ０ １ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
万刚教授：地理空间认知与高院士学术思想评析
目录（1）空间认知发展概况（2）高俊院士的开创性工作（3）地理空间认知发展过程（4）地理空间认知发展趋势（5）总结空间认知发展概况浪盖特.希金斯是是国家上第一个提出并使用“认知科学”一词的学者他在地理论学和认识科学都有着杰出的贡献，1967年出于对于人工智能创新邻域的兴趣，他在爱丁堡创立了及其智能与感知研究部，于1973年将相关领域首次命名为“认知科学”认知科学1975年D.Bobror和A.Collins在合著的《Represcaistion understanding: studies in cognitive science》推崇使用“讽与科学，请训开连新流行;1975年纽约的一个私人科研资功机构“斯隆基金会”开时认与科学的跨学科研究计划终予支持：1977年《认与科学》期利创刊:1979年8月在美国加利福尼亚州，十多个学科的科学家对认与科学进行了讨论，议决定成主美国认心科学学会并正式承认《认与科学》为学会的正式刊物，至此，认知科学被正式确立为一门学科1986年，美国加州大学圣地亚哥分校建立了世界上第一个认知科学系。
目前，世界上最美影响力的认研究机构有：美国加州大学圣地亚哥分校认知科学系加州大学伯克利分校认知与科学研究所麻省理工学院脑与认与科学系布朗大学认知和语言科学系美国医学研究理事会认与脑科学所法国巴斯德研究所神经科学系这些支撑学科又分别形成认知科学的六个核心分支学科，认知哲学，认知心理学、认知语言学、认知人类学、认知计算机科学神经科学，这些核心分支学科相互交叉，又产生许多新兴的分支学科。
1988年，“中国科学技术大学北京认知科学开放研究实验室”成立;1996年“中国科学院—北京医院脑认知成像中心”;2001年成为国际“人类脑计划”的会员国，举办了第三届国际认如科学大会2005年中科院生物物理研究所成立脑与认如科学国军重点实验室;2005年北京师范大学成立神经科学与学国家重点实验室2013年中国认知科学学会成立;同期，中国科技部和自然科学基金会提出了“中国脑计划”(脑科学与类脑科学研究)，“一体两翼”的发展战略，一件就是阐释人类认知的神经基础，“两翼”是指脑重大成病研究和通道计算模拟推进人工智能的研究2015年，清华大学成立类脑计算研究中心2018年，北京脑科学中心和上海脑科学中心分别成立。
地图空间认知论在地图设计中的应用
地图空间认知论在地图设计中的应用
地图空间认知论在地图设计中的应用
对地图使用者来说,其地图空间认知过程与客观世界认知过程是相同的,即包括感知过程、表象过程、记忆过程、思维过程等.而地图空间认知论对地图设计制作者来说,主要表现在认知地图与心象地图在地图设计中的应用上,这是因为地图设计制作是一种创造性的思维过程,特别是对于小比例尺地图、地图集的设计与制作来说.主要阐述了地图空间认知论在地图设计中的'作用,分析了地图的使用者和设计者之间的关系,以之为基础,讨论如何在地图设计制作过程中更好地运用地图空间认知论的知识.
作者：王锐君王秀梅 Wang Ruijun Wang Xiumei 作者单位：甘肃省基础地理信息中心,甘肃,兰州,730000 刊名：甘肃科技英文刊名：GANSU SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2009 25(14) 分类号： P28 关键词：地图空间认知地图设计符号设计心象地图。
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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.。