虚拟地理环境在GIS专业开设的探讨
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关键 词 ： 拟 地理 环 境 ； Ｉ 业 ； 虚 Ｇ Ｓ专 选修 课 程 ； 程 设 置 课 中 图分 类 号 ： ６Ｊ Ｇ ４ Ｄ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０３ （０ ０ ０ ０５ ０ １ ７— ８ ４ ２ １ ） ４— ０ ９— ４ ０
地理学是 一门研 究地球表层 自然要 素与人文要素相互 作用 、 系及其 时空规律 的科 学 ， 关 具有跨 越 自然科 学 和社会科学 的性质 ， 地理科学 的健全发展需 要各 分支学科 的发展与创新 ． 计算数学 和地理 信息 系统等空 间信 息科学 的发展 势必加速地理学研究方 法 的变 革 ， 也是 地 理学 积极应 用新 理论 、 方 法和新 技术 的必然趋 势 ， 新 只有这样才能 实现现代地理学集基础科 学、 技术科学 和工 程科学于一体 的科学 目标 Ｊ ． ２ 世纪 ８ ０ ０年代末 ， 随着 网络技术 和计算 机 的快速 发展 ， 虚拟 现实技 术在 医学 、 娱乐 、 事与航 天工 业等领 军 域都得到 了广泛 的应用 ， 也为地理 学的发展带来 了更 多机遇 和挑 战 ． 在这种 背景下 ， 地理 学研究 者开始借 助于虚拟现实技术来认识 现实地理环境 ， 虚拟地理 环境就应运 而生 Fra Baidu bibliotek ． 。
收 稿 日期 ：０ ０— ６— ０ ２ １ ０ １
作者 简 介 ： 振华 （９７ ）男 ， 南新 野 人 ， 通 大学 地 理科 学 学 院 讲 师 钞 １７一 ， 河 南
河 南教 育学 院 学报 （ 自然科 学版 ）
２ 虚 拟 地 理 环 境 发 展 简 史 ２ １ 发 展 背 景 ．
关于地 理系统 的虚拟实验室 ， 强调 人的感知性和沉 浸感 ， 让更多 的地学工作 者利用 网络技 术 同时在虚拟 的实验
室进行 交流和讨论 ． 虚拟地理环境集成 了多源信息采集 、 地理信息 系统 、 理模型 管理 、 拟现实 、 地 虚 网络、 能 智 体等技 术 ， 它是 以化身为基础 的多用 户分 布式 三维智 能虚 拟环境 ， 是地 理环境 、 特定 地理 现象 和规律 的数字 与
摘 要 ： 拟 地理 环境 是 Ｇ Ｓ地理 学语 言在 智 能 化 、 虚 Ｉ 网络 化和 虚 拟 现 实表 现 等 方 面向 前 发 展 的 更 高级 形 式 ， 包容 了 地 图和 ＧＳ所具 有 的 空 间信 息表 达 与 传输 功 能 ． 合作 者讲 授 虚 拟 地 理 环 境课 程 的 体 会 ， 虚 拟 地 理 环 境 概 念 、 Ｉ 结 在 发展 简史的 基础 上 ， 讨 了该课 程 作 为 ＧＳ专 业 选修 课 程设 置 的 必要 性 并提 出 了一 些 建议 ． 探 Ｉ
还支持人类依靠感 官和认知全方位 地获取知识 ， 从而探讨 和处理复杂 的空 间信息． 与现有地理 信息 系统技 术 的 区别在于 ， 在虚拟地 理环境中 ， 从地理数 据到 多维 表现 以及 多通 道感 知 ， 贯穿 了 “ 以人为 中心 ” “ 向问题解 和 面
决” 的空间认知关 于“ 据一 信息一知 识” 数 模型的全过程 ， 多维 与动态的分析方 法 自然就成为全 面深 人研究 空 间
第１ ９卷
第 ４期
河 南教 育 学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｎ ｎＩｓｉ ｔ ｆＥ ｕ ａｉｎ（ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＨｅ ａ ｎ ｔｕｅｏ ｄ ｃ ｔ ｔ ｏ Ｎａｕａ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ） Ｓ ｉ
Ｖｏｌ １ ＮＯ ４ Ｊ９ ． Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
多通道感知表达 、 计算与模拟 ， 可用 于地理多维信息 的综合管理 与多媒体 集成发 布 、 人机 交互／ 交融 式及创新 式
科学研究 、 布式地 理协 同规划 、 分 设计 与决 策 、 理旅游 、 地 教育 、 训及娱乐 等 ， 培 为数 字信息 工程 （ 字 区域 、 字 数 数 城市 、 数字流域 ） 建设 提供方 法基础与技术支撑 ． 拟地理环境 除了具有传统 Ｇ Ｓ所具有 的空 间分 析功能 外 ， 虚 Ｉ
２１ ０ ０卑 １ 月 ２
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉｓ ．０ ７—０ ３ ２ １ ．４ ０ １ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １０ ８４．０ ０ ０ ． ２
虚 拟地 理环境在 ＧＩ Ｓ专业开设 的探 讨
钞 振 华 ， 英 利 王
（ 南通 大学 地理 科 学学 院 ， 苏 南通 ２６ １ ） 江 ２０９
地球 表面的演变 …． 虚拟地理环境最早从 地学的 网络 可视 化研究而 提出 ， 它被 当做 一个关 于地理 系统 的虚拟实 验室 ， 使地 学专家进入到地学数 据 中， 强调人 的感知性 和融人沉 浸感 ， 注意力集 中于地学 问题 上 ， 把 让众 多的地 学专家利用 网络 同时在一个 虚拟实验室进行交 流和讨论 ． 虚 拟地理环 境源于 虚拟现实 技术 ， 于虚拟 现实技术 ． 高 它最早 是从地 学 的网络可 视化研 究提 出的 ， 一个 是
问题 的基本途 径． 虚拟地理环境立足 于完备 的多维 空 间 ， 既不 必为 了传输 信道 的 限制 而放 弃大量 丰 富的信 息 ，
也可 以突破常 规二维尺度式 的束缚 ． 理论 上讲 ， 几乎 任何 类 型 的数 据都 可 以在 虚拟 地理 环境 中得 到 充分 的表
示， 从而使得从现实 世界到人类大脑 的信息 带宽最大化 ¨ ．
目前 已有一些地理专业开设虚 拟地理环境课程 ， 本文结合笔者 在该课程讲 授过 程 中的认 识 ， 从虚 拟地理 环
境的概念 、 发展历程探讨 了虚拟地理环境在相关专 业设置 的意义．
１ 虚 拟 地 理 环 境 的 概 念
地 理学者 以空 间、 区位 、 地方 和区域 为框 架将 地球表 面解剖 ， 并通过形 成 因素在地 表的作 用力 的变 化分析
地理学是 一门研 究地球表层 自然要 素与人文要素相互 作用 、 系及其 时空规律 的科 学 ， 关 具有跨 越 自然科 学 和社会科学 的性质 ， 地理科学 的健全发展需 要各 分支学科 的发展与创新 ． 计算数学 和地理 信息 系统等空 间信 息科学 的发展 势必加速地理学研究方 法 的变 革 ， 也是 地 理学 积极应 用新 理论 、 方 法和新 技术 的必然趋 势 ， 新 只有这样才能 实现现代地理学集基础科 学、 技术科学 和工 程科学于一体 的科学 目标 Ｊ ． ２ 世纪 ８ ０ ０年代末 ， 随着 网络技术 和计算 机 的快速 发展 ， 虚拟 现实技 术在 医学 、 娱乐 、 事与航 天工 业等领 军 域都得到 了广泛 的应用 ， 也为地理 学的发展带来 了更 多机遇 和挑 战 ． 在这种 背景下 ， 地理 学研究 者开始借 助于虚拟现实技术来认识 现实地理环境 ， 虚拟地理 环境就应运 而生 Fra Baidu bibliotek ． 。
收 稿 日期 ：０ ０— ６— ０ ２ １ ０ １
作者 简 介 ： 振华 （９７ ）男 ， 南新 野 人 ， 通 大学 地 理科 学 学 院 讲 师 钞 １７一 ， 河 南
河 南教 育学 院 学报 （ 自然科 学版 ）
２ 虚 拟 地 理 环 境 发 展 简 史 ２ １ 发 展 背 景 ．
关于地 理系统 的虚拟实验室 ， 强调 人的感知性和沉 浸感 ， 让更多 的地学工作 者利用 网络技 术 同时在虚拟 的实验
室进行 交流和讨论 ． 虚拟地理环境集成 了多源信息采集 、 地理信息 系统 、 理模型 管理 、 拟现实 、 地 虚 网络、 能 智 体等技 术 ， 它是 以化身为基础 的多用 户分 布式 三维智 能虚 拟环境 ， 是地 理环境 、 特定 地理 现象 和规律 的数字 与
摘 要 ： 拟 地理 环境 是 Ｇ Ｓ地理 学语 言在 智 能 化 、 虚 Ｉ 网络 化和 虚 拟 现 实表 现 等 方 面向 前 发 展 的 更 高级 形 式 ， 包容 了 地 图和 ＧＳ所具 有 的 空 间信 息表 达 与 传输 功 能 ． 合作 者讲 授 虚 拟 地 理 环 境课 程 的 体 会 ， 虚 拟 地 理 环 境 概 念 、 Ｉ 结 在 发展 简史的 基础 上 ， 讨 了该课 程 作 为 ＧＳ专 业 选修 课 程设 置 的 必要 性 并提 出 了一 些 建议 ． 探 Ｉ
还支持人类依靠感 官和认知全方位 地获取知识 ， 从而探讨 和处理复杂 的空 间信息． 与现有地理 信息 系统技 术 的 区别在于 ， 在虚拟地 理环境中 ， 从地理数 据到 多维 表现 以及 多通 道感 知 ， 贯穿 了 “ 以人为 中心 ” “ 向问题解 和 面
决” 的空间认知关 于“ 据一 信息一知 识” 数 模型的全过程 ， 多维 与动态的分析方 法 自然就成为全 面深 人研究 空 间
第１ ９卷
第 ４期
河 南教 育 学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｎ ｎＩｓｉ ｔ ｆＥ ｕ ａｉｎ（ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＨｅ ａ ｎ ｔｕｅｏ ｄ ｃ ｔ ｔ ｏ Ｎａｕａ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ） Ｓ ｉ
Ｖｏｌ １ ＮＯ ４ Ｊ９ ． Ｄｅ ． ０１ ｃ２ ０
多通道感知表达 、 计算与模拟 ， 可用 于地理多维信息 的综合管理 与多媒体 集成发 布 、 人机 交互／ 交融 式及创新 式
科学研究 、 布式地 理协 同规划 、 分 设计 与决 策 、 理旅游 、 地 教育 、 训及娱乐 等 ， 培 为数 字信息 工程 （ 字 区域 、 字 数 数 城市 、 数字流域 ） 建设 提供方 法基础与技术支撑 ． 拟地理环境 除了具有传统 Ｇ Ｓ所具有 的空 间分 析功能 外 ， 虚 Ｉ
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ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊｉｓ ．０ ７—０ ３ ２ １ ．４ ０ １ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １０ ８４．０ ０ ０ ． ２
虚 拟地 理环境在 ＧＩ Ｓ专业开设 的探 讨
钞 振 华 ， 英 利 王
（ 南通 大学 地理 科 学学 院 ， 苏 南通 ２６ １ ） 江 ２０９
地球 表面的演变 …． 虚拟地理环境最早从 地学的 网络 可视 化研究而 提出 ， 它被 当做 一个关 于地理 系统 的虚拟实 验室 ， 使地 学专家进入到地学数 据 中， 强调人 的感知性 和融人沉 浸感 ， 注意力集 中于地学 问题 上 ， 把 让众 多的地 学专家利用 网络 同时在一个 虚拟实验室进行交 流和讨论 ． 虚 拟地理环 境源于 虚拟现实 技术 ， 于虚拟 现实技术 ． 高 它最早 是从地 学 的网络可 视化研 究提 出的 ， 一个 是
问题 的基本途 径． 虚拟地理环境立足 于完备 的多维 空 间 ， 既不 必为 了传输 信道 的 限制 而放 弃大量 丰 富的信 息 ，
也可 以突破常 规二维尺度式 的束缚 ． 理论 上讲 ， 几乎 任何 类 型 的数 据都 可 以在 虚拟 地理 环境 中得 到 充分 的表
示， 从而使得从现实 世界到人类大脑 的信息 带宽最大化 ¨ ．
目前 已有一些地理专业开设虚 拟地理环境课程 ， 本文结合笔者 在该课程讲 授过 程 中的认 识 ， 从虚 拟地理 环
境的概念 、 发展历程探讨 了虚拟地理环境在相关专 业设置 的意义．
１ 虚 拟 地 理 环 境 的 概 念
地 理学者 以空 间、 区位 、 地方 和区域 为框 架将 地球表 面解剖 ， 并通过形 成 因素在地 表的作 用力 的变 化分析