楊自海 劉偉

(沈陽經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計有限公司,遼寧沈陽 110000)

地理信息可視化特點研究

楊自海 劉偉

(沈陽經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃建筑設(shè)計有限公司,遼寧沈陽 110000)

通過在地理數(shù)據(jù)的驅(qū)動下,通過地圖的形式將地理信息表現(xiàn)出來的過程被稱為地理信息可視化,地理信息可視化是可視化表達中最重要的部分。從空間認(rèn)知的角度出發(fā),對地理信息可視化的工程進行詳細的研究;并通過與地理信息可視化特點的相結(jié)合,從而提出空間地理信息的表現(xiàn)方式與空間認(rèn)知的基礎(chǔ)形式。

地理信息可視化 形式 特點

1 地理信息可視化

1.1 地理信息可視化的特點

(1)形象直觀性:通過以生動、形象、只管的圖像、圖形、影像模型等多種表現(xiàn)形式,將某個地區(qū)的地理信息展現(xiàn)出來,從而是人們能夠?qū)ο嚓P(guān)的圖形圖像進行了解和查詢。(2)多源數(shù)據(jù)的采集與集成性:通過使用地理信息可視化技術(shù)對不同類型、格式與介質(zhì)的數(shù)據(jù)進行接收和采集,無論收集的數(shù)據(jù)形式或格式是否一致,都可以采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫來管理,由此為多元數(shù)據(jù)的分析提供有利條件。(3)交互探討性:交互方式往往在大量的數(shù)據(jù)中對視覺思維更有利,在研究分析的過程中,可以對數(shù)據(jù)任意檢索,同時也可以做到信息交互變化。將多源信息進行合理的集成整合,通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理,在此同時具備空間分析與查詢的能力,從而方便了地學(xué)工作者采用交互方式進行多源地學(xué)信息的對比、查詢、分析等工作,并從中訓(xùn)得規(guī)律,有利于規(guī)劃決定與經(jīng)營。(4)時空信息的動態(tài)性:空間信息并非是地理信息的主體,地理信息更具備動態(tài)性,因此也稱為時空信息。隨著計算機技術(shù)水平的提高和時間維護的投入,有望使地理信息進行動態(tài)表示和動態(tài)檢索。

1.2 地理信息可視化過程

(1)圖形與圖像的生成:在地理信息系統(tǒng)中,通過將不同類型的圖形、圖像在相同環(huán)境中建立,從而達到對某種地理對象的可視化,與此同時運用圖形圖像之間基于地理分析方法的形式建立動態(tài)關(guān)聯(lián),使地理對象的分布特點及不確定因素更能準(zhǔn)確的表達出來。(2)空間信息的查詢:在地理信息可視化功能中信息查詢是最重要的組成部分,它主要是遵照訪問者的要求在查詢系統(tǒng)中進行相關(guān)信息的查詢。使用戶可以通過交互式功能篩選出符合條件的信息,可以使用戶能夠?qū)Σ樵兊牡乩硇畔⑦M行詳細的了解。在當(dāng)前地理信息系統(tǒng)中比較常見的查詢方式主要分為空間關(guān)系查詢、屬性特征查詢和基于以上兩種方法的查詢。

2 空間認(rèn)知

2.1 空間的表現(xiàn)形式

物理空間就是指現(xiàn)實世界的物質(zhì)空間,它包括了所有規(guī)模大小的空間。感覺運動空間是指在人類的身體尺度上發(fā)生物理作用的空間。后面三種則被認(rèn)為是空間的三種基本表現(xiàn)形式。感知空間是指人的感覺器官以不同方式與周圍環(huán)境所產(chǎn)生刺激之間發(fā)生的物理作用,并形成典型特征感知圖像空間; 認(rèn)知空間將典型特征感知圖像與人的知覺、知識和記憶這些認(rèn)知要素相連,以進一步形成有關(guān)典型對象認(rèn)知圖像的空間。符號空間是對空間的符號化表達,人們基于空間要素的簡化、關(guān)聯(lián)與綜合對空間的組織、結(jié)構(gòu)、關(guān)系進行符號化表達,由此可見,地圖就是一種有形符號。

2.2 空間認(rèn)知的主要層次

(1)空間特征感知:在感知空間中,人們應(yīng)用各種有關(guān)特征產(chǎn)生的感知手段和方法,從某一視點( 或角度) 來觀察空間實體各組成部分的屬性特征。由于通過感知手段和方法所產(chǎn)生的特征具有空間表現(xiàn)性,因此,在感知空間中所產(chǎn)生的特征具有空間表現(xiàn)性,故感知空間也被稱為特征感知空間。(2)空間對象認(rèn)知:空間對象認(rèn)知發(fā)生于認(rèn)知空間。在認(rèn)知空間內(nèi),人們在有關(guān)空間實體各組成部分的屬性特征感知基礎(chǔ)上,基于空間實體的部分-整體(Part-whole)關(guān)系知識,通過將空間實體各組成部分之間的屬性特征相集成,來實現(xiàn)對于某個空間實體的對象化認(rèn)識。由于認(rèn)知是#對象化$的認(rèn)知,因此,認(rèn)知空間也被稱為對象認(rèn)知空間。(3)空間格局認(rèn)知:空間格局認(rèn)知發(fā)生于符號空間。人們在對空間要素屬性特征的簡化、關(guān)聯(lián)與綜合的基礎(chǔ)上,以有關(guān)空間實體的部分·整體(Part-whole)關(guān)系知識(或經(jīng)驗)為指導(dǎo),對空間實體進行對象化符號表達。由此,人們將能夠基于實體的對象化符號進一步實現(xiàn)有關(guān)空間組織、結(jié)構(gòu)與關(guān)系的邏輯判斷、歸納與演繹推理分析,以形成有關(guān)空間的格局認(rèn)識。

3 地理信息可視化認(rèn)知機理

3.1 地理信息的二元特征分析

地理信息即是地理信息可視化的對象,地理信息可視化被認(rèn)為是一種語言過程。因而,只有在正確認(rèn)識分析所要表達的對象的同時選擇正確的表示方法和設(shè)計合理的視覺符號,才能充分發(fā)揮地理信息的表達能力。地理信息的可視化過程中需要根據(jù)不同的地理因素、地理特征以及研究目的來采取不同的可視化方法,所表達的地理要素中隱含的信息特征是可視化方法及視覺樣式的主要依據(jù)。地理事物的時間性是地理空間信息的特征,同時也是所有客觀物質(zhì)都具備的特性。通過時間的角度來看,任何地理對象都需要從瞬時性和歷時性兩點對時間問題進行思考,以上兩點也可被稱為是研究對象的靜態(tài)與動態(tài)。關(guān)于研究者對研究對象或研究目的的不同,人們對地理信息中瞬時性與歷時性的關(guān)注度也有所不同,因此,可視化的方法也是不相同的

3.2 地理信息認(rèn)知過程

任何地理信息都存在于一定的物質(zhì)、能量載體之中,這些信息從一個載體向另一載體傳遞。在信息的傳遞過程中,地理主體和地理對象是地理信息載體的兩個基本類型。地理對象狀態(tài)與方式就是地理信息,它的載體是地理對象本身。當(dāng)?shù)乩韺ο蟊恢黧w感知進入意識層面,就成為認(rèn)識論的地理信息,它的載體是人的感覺器官和人的大腦。經(jīng)過人腦對地理信息的加工和重構(gòu)可以利用、改變和影響地理客體,促成新的地理信息發(fā)生與重構(gòu),這就是地理信息傳輸?shù)倪^程,它主要包括地理知覺、地理表象、地理信息概念化、心理表征以及地理空間推理。地理知覺是指將地理事物從地理空間中區(qū)分出來,獲取其位置信息并對其進行識別。它是地理知識獲取的起點,既遵循知覺組織的通用原則和模型,又有專屬的信息加工原則和步驟。同時,地理知覺的方式和方法對地理空間尺度劃分和地理知識的編碼使用具有重要影響。

[1]岳麗燕,胡文亮.地理信息可視化研究[J].河北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013(4).

[2]艾廷華.適宜空間認(rèn)知結(jié)果表達的地圖形式[J].遙感學(xué)報,2012(2).