地理信息系统导论

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1、地理信息系统导论第二章从现实世界到比特世界我们借助于外感官（我们意识的一种性质）表象给我们自己外面的对象，这些对象毫无例外的在空间里面。这些对象的形状、大小、以及它们相互间的关系是在空间里被规定的或能够在空间里被规定的。空间不是一个从外部经验得来的经验概念。因为为使着某种感觉与我以外的某些东西发生关系，以及同样地为着我能把那些感觉表象为互相在外、互相靠近，从而不只是彼此不同，并且是在不同的地方，这样就一定要以空间观念为前提。----康德地理信息系统导论1．对现实世界的地理认知地理环境是复杂多样的，要正确地认识、掌握与应用这种广泛而复杂的信息，需

2、要进行去粗取精、去伪存真的加工，这就要求对地理环境进行科学的认识。对于复杂对象的认识是一个从感性认识到理性认识的一个抽象过程。对于同一客观世界，不同社会部门或学科领域的人群，往往在所关心的问题、研究的对象等方面存在着差异，这就会产生不同的环境映象。图2-1：地理信息流与地理信息科学三个领域1．对现实世界的地理认知1．1认知的含义认知属于心理学的范畴。根据空间信息分析以及空间信息可视化的需要，认知应该是知觉、注意、表象、记忆、学习、思维、语言、概念形成、问题求解、情绪、个性差异等有机联系的信息处理过程。图2-2描述了空间认知的框架。图2-2：空间

3、认知空间认知在GIS中研究空间认知，可以指导建立更加符合人类思维的空间模型和信息表现方式。1．对现实世界的地理认知1）个体的空间认识的形成和发展J.Piaget认为，空间认识具有四个层次：感觉运动（Sensorimotor）的层次前运算期（Pre-operational）的层次形象运算（ConcreteOperational）的层次形式运算（FormalOperational）的层次图2-3表示了个体成长过程中空间认识的发展。1．对现实世界的地理认知图2-3：空间意识的个体发育1．对现实世界的地理认知2）意识中的空间信息编码关于个体意识中的空间

4、信息的编码方式，主要有三种理论：命题理论（PropositionalTheory）图像理论（ImageryTheory）双重编码理论（Dual-codingTheory）。1．对现实世界的地理认知1．2环境映象与模型环境映象可以看作是被学习到的稳定的思维概念，它总结了个人对环境的认识、评价和选择能力，对任何人与环境相互作用的调查研究来说，理解大脑处理使用什么样的信息就显得至关重要。人与环境相互作用关系见图2-4所示。1．对现实世界的地理认知图2-4：人与环境的相互作用关系图1．对现实世界的地理认知1．3地图认知模型分为地图编制与设计者的认知模型

5、和地图使用者的认知模型图2-5：编制者模型图2-6：使用者模型1．对现实世界的地理认知图2-7：制图活动过程图2-7：制图活动过程1．对现实世界的地理认知1．4地理客体的科学认知地理认知是地理信息传输过程中一个子系统。它偏重于心理感知和分析，认知者既感知图上明显的信息也挖掘潜在的信息，不仅仅是探测、识别或区分信息，更要主动地解译信息，形成对客观世界的整体认识。1．对现实世界的地理认知1．5地图是客观世界的形象——符号——概括模型地图是客观世界的形象模型地图是客观世界的符号模型地图是客观世界的概括模型1．对现实世界的地理认知2．现实世界的抽象对地

6、理对象的抽象过程通常认为有9个层次[OGC]，在这九个层次之间通过8个接口与它们连接，定义了从现实世界到地理要素集合世界的转换模型。2．现实世界的抽象9个层次依次为:现实世界（RealWorld）概念世界（ConceptualWorld）地理空间世界（GeospatialWorld）尺度世界（DimensionalWorld）项目世界（ProjectWorld）点世界（PointsWorld）几何体世界（GeometryWorld）地理要素世界（FeatureWorld）要素集合世界（FeatureCollectionWorld）（图2-8）。

7、图2-8：OpenGIS的九层模型2．现实世界的抽象2．现实世界的抽象连接它们的8个接口分别为:认识（Epistemic）接口GIS学科（GISDiscipline）接口局部测度（LocalMetric）接口信息团体（Community）接口空间参照系（SpatialReference）接口几何体结构接口要素结构接口项目结构接口其中前五个模型是对现实世界的抽象，并不在计算机软件中被实现；后四个模型是关于真实世界的数学的和符号化的模型，将在软件中被实现。2．1现实世界现实世界是所有事物（Fact）的集合，无论人们是否知道这些事物。根据事物的本质，

8、人们可以认识理解现实世界中的事物图2-9:现实世界2．现实世界的抽象2．2概念世界概念世界是人类自然语言的世界，人类了解且认识其所命名的事物，因此这些