地图是人类认知空间环境的结果,也是人类进行空间认知的工具。地图的工具性属性决定了地图学的发展极大地受到技术的影响和制约。在地图学的发展历史上,的确一直以来技术占据着主导地位。但是作为一门学科,地图学同样需要建立自己的理论,并随着技术的发展所带来的学科的研究对象、研究手段、研究目的的深化,其理论的研究也应该与时俱进。 信息技术的发展,使得传统的静态平面纸质地图向着具有动态与交互功能的新型地图发展。多维动态的空间信息成为地图的新的表达内容,顺应这一发展趋势,有专家学者提出了地图的可视化模型。在地图的可视化模型中,各种新的计算机技术是技术手段,动态与交互是主要特征,面向个人辅助探索是其主要目标。本文就地图的这一时代特征进行了研究。 论文由7章组成,分别从地图可视化的发展历史,动态地图中的空间认知特点,地图可视化使用过程的动态交互特性,动态地图的制作与实现,以及动态与交互的特性对理论地图学的影响与扩展进行了研究和探讨。 绪论部分在回顾了地图可视化出现和发展的背景之后,总结了动态地图的发展历程。指出地图可视化具有的探索性以及具有的动态、交互的性质对地图学的理论将产生影响。 首先从动态地图中的空间认知入手,介绍了已有的地图空间认知成果,就传统的地图空间认知中的几个主要概念:对空间现象的认知,心象地图,视觉认知,认知的信息加工过程在动态地图中的使用进行了研究。分析了对动态时空地理现象的理解,时间的认知在人类的语言和思维中的表象。以往的心象地图只是一种对静态空间的静止的反映,运动的物体在大脑中同样存在着心象地图的形式,就这种运动的心象进行了分析。针对动态地图的使用效果,研究人的视觉对于运动图像的感受和特点,以及观看动态地图时的信息加工过程的特殊之处,提出制作动态地图应根据动态地图的信息载负特点和使用特点来进行,并就广义的动态地图中的交互功能和方式进行了讨论。 地图可视化将用户置于中心位置,认为地图的进一步发展应是面向个人、高度交互,并可以进行分析探索的可视化工具。但是一直以来,地图的空间认知研究中的着重点都是对制图专家的认知特点的研究,而对用户研究较少。本文提出在地图可视化范式中,由于新技术提供了各种实现的可能,用户使用地图可视化工具时的空间认知应得到重视,并就在计算机环境下人的空间认知的特性进行了全面地分析,从人的思维活动特性开始,逐一研究了可视化图像的内部表征——心象性信息的模拟表达,可视化图形的视觉信息处理过程,在地图可视化中使用者结合自身的知识、经验和概念对可视化成果进行识别、理解和发现的过程。 地图可视化是科学可视化的一个重要领域,在对地图可视化的研究中借鉴了科学可视化发展中的框架设计模型,知识与思维的表示等研究成果,进一步分析了人在地图可视化环境中为了各种科学研究所采取的各种认知策略和认知行为。 动态地图的制作是传统地图制图的延伸。在分析了空间地理现象与地图的图形表达具有