《地理空间推理》PPT课件

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1、地理空间推理及其应用资源与环境科学学院郭庆胜地理学的第一定律事物之间是相互关联的，事物之间的距离越近，他们之间的关系就越紧密(Everythingisrelatedtoeverythingelse,butnearthingsaremorerelatedtoeachother),可见，空间关系在地理研究中具有至关重要的作用。从广义上讲，空间关系是人们认识空间形态的途径，反映人们怎样对空间形态进行推理，以及怎样用不同的语言来描述空间形态（王家耀，2001），也就是说，空间关系需要通过推理方法获得。空间关系也是指地理实

2、体之间存在的一些具有空间特性的关系,是空间数据组织、查询、分析、推理的基础（陈军、赵仁亮，1999）。在认识空间的过程中人类知道如何本能地抽象掉细节，这是一个必需的生存特征，因为人脑不可能记住我们周围的所有细节（Timpf，1999）。地图是人类认识自己赖以生存的环境—空间认知的最主要的，且永远不可替代的工具，是我们获取地理空间知识的一个重要工具（高俊，1997）。空间的含义空间是一个多义性概念，目的不同，对空间的理解也不相同，因此，现实生活中存在许多不同的空间概念，例如，生活空间、虚拟空间、地图空间和数学空间等。

3、在地理研究中，可以把空间理解为一个范围，这是一种地理空间，是地理现象发生区域的一种定义或划分，是具有地理定位的几何空间。空间认知“认知（Cognition）”是认知心理学的一个重要概念。从广义上说，认知与认识是同一个概念，是人脑反映客观事物的特性与联系，揭露事物对人的意义与作用的心理活动。认知是人类认识和了解自己生活于其中的世界时所经历的各个过程的总称，包括感受、发现、识别、想象、判断、记忆、学习等。认知科学（CognitiveScience）认知科学（CognitiveScience）与认知心理学和人工智能有密切

4、的关系，它在地理信息科学中已引起了广泛的关注，众多GIS学者已研究了地理认知的理论内涵、认知表达和概念模型的特点。Jeremy（2000）把认知原理应用到地理数据库表达中。地图学也非常重视空间认知的研究，因为要使电脑模仿人脑制作出优秀的地图，把有关的地理数据有机组织起来，就要弄明白空间环境信息在人脑中是如何进行编码的，以及在制作地图时人的思维记忆过程（高俊，1992；王家耀等，2000）。地理空间认知（Geo-SpatialCognition）认知科学应用到地理信息科学中就形成了“地理空间认知（Geo-Spatia

5、lCognition）”，地理空间认知是地理空间目标的大小、形状和方位，以及空间关系等在人脑中的反映。Lioyd（1997）认为地理空间认知是地理学与心理学的结合，涉及对认知过程进行编码、过程内部的描述和过程的解码。地理空间认知的手段多种多样，主要有实地考察、阅读文字材料、统计数字、听取报告、观看地图和图片等。其中，地图是地理空间认知最重要的工具，也是地理空间认知的一种结果。地理空间认知也常被简称为“空间认知”。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识，是通过

6、获取、处理、存储、传递和解译空间信息来获取新的空间知识的过程。空间认知主要包括对地理实体及其空间关系的理解和表示，认知的对象是多维的、多时相的（王家耀、陈毓芬，1999）。空间认知的常用理论包括：层次性分类理论、3W（What、Where和When）的认知、命题理论、成像（Imagery）理论。层次性分类理论主要是指人们为了组织数据，以及更有效地存储知识而使用的怎样把具有共同属性的实体进行分类的方法，把类别从一般到特殊、从低级到高级放在不同的层次中，这在地理信息系统的数据组织中是常用的。3W的知识存储在相互分离的分

7、类系统中，并且具有独立的知识结构，以便根据不同的目的获取不同的特征。一般地说，What涉及实体的标识，Where涉及实体的相关空间关系，When涉及实体的变化运动以及对过程的探测。What/Where/When三个系统在性质上是彼此区分的，但相互交织，尤其是What/Where方面的知识是不能完全独立和分离的。命题理论认为，一个命题是一个抽象的概念结构，这一结构表达了对象之间的相互关系。命题使用简单的句子来约定。成像（Imagery）理论认为，影像是空间认知模型的一个必要组成部分。这个理论的基础是图形隐喻，并且图形

8、不同于影像。感知过程把原始空间信息简化为一个更简单的、更有组织规律的形式。当信息被重新组织时，就存储在记忆中，并且能够按照需要被重新聚合，创建类似图形的影像。成像理论强调认知地图的制作过程和功能。在地理空间认知中地理空间意像也起到了非常重要的作用。意像是人类意识对于物质世界的主动和积极的形象化反映。地理空间意像是一种具有自学习能力的具有空间形象感的地理形象化