多維可旋轉(zhuǎn)地圖和固定地圖的定位效率研究.pdf

1、空間物體定位和物體搜索對人類的生存和日常生活非常重要。地圖在幫助人們進行空間定位方面發(fā)揮了極其重要的參照作用。什么樣的地圖更適合于引導(dǎo)人們進行物體定位和物體搜索，或者說地圖的哪些特征會影響人們空間定位的效率，是當(dāng)前地圖空間認知領(lǐng)域研究的熱點。目前國內(nèi)外的相關(guān)研究主要集中于對傳統(tǒng)的二維地圖和固定地圖的研究，對三維虛擬地圖和可旋轉(zhuǎn)地圖的研究還相對較少。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，三維虛擬地圖(電子旋轉(zhuǎn)地圖)導(dǎo)航系統(tǒng)在汽車導(dǎo)航等現(xiàn)實領(lǐng)域中得到應(yīng)用

2、，比較以往的二維地圖和固定地圖，三維電子旋轉(zhuǎn)地圖究竟在空間導(dǎo)航能力方面是否具有更大的優(yōu)勢，是本文研究的重點。 本研究采用三個實驗，利用計算機模擬技術(shù)探討了在桌面虛擬環(huán)境下，地圖維度(二維、三維)、地圖背景(空白背景、復(fù)雜背景)以及地圖導(dǎo)航方式(可旋轉(zhuǎn)地圖、固定地圖)對人的空間方位判斷效率的影響。 前人研究認為，人們利用二維地圖進行空間定位的認知過程包括了心理旋轉(zhuǎn)和目標(biāo)搜索兩個階段。第一階段將地圖上的背景參照物進行心理旋轉(zhuǎn)

3、，使之與以自我身體為中心的定向習(xí)慣保持一致；第二階段進行目標(biāo)搜索，尋找某一特定目標(biāo)，然后判斷該目標(biāo)與自己的方位關(guān)系。對于可旋轉(zhuǎn)的地圖，人不需要進行第一個階段的心理旋轉(zhuǎn)，但是需要進行第二個階段的目標(biāo)搜索；而對于固定地圖，人的心理操作過程正好相反，需要進行第一階段的心理旋轉(zhuǎn)，但因目標(biāo)點在地圖上沒有發(fā)生變化，不需要進行第二個階段的目標(biāo)搜索。這可能導(dǎo)致導(dǎo)航方式對地圖空間定位效率的影響。本研究中的實驗一除了檢驗二維簡單背景地圖和二維復(fù)雜背景地圖在

4、兩種導(dǎo)航方式下方位判斷反應(yīng)時之間的差異，以及兩種背景在兩種導(dǎo)航方式差異上的一致性問題，而且探討了三維地圖是否也存在這種差異和差異的一致性。 規(guī)范或偏愛方向(canonical/preferredorientation)是人們對地理空間進行心理表征的一個很重要的特征。當(dāng)人們需要借助地圖學(xué)習(xí)一個新的環(huán)境時，通常用“北”表征地圖的上方，這種情況下規(guī)范的方向就是“上-北”，以此確定“上北下南，左西右東”的法則。在想象空間場景記憶的研究中

5、，人以自我為參照系，F(xiàn)ranklin等人認為前、后、左和右處于規(guī)范位置，造成了對該位置下物體的搜索要比非規(guī)范位置(如左前、右前、左下、右下等)物體的搜索要快。實驗二就是要進一步驗證當(dāng)空間信息處于規(guī)范軸上或規(guī)范位置時是否更易于進行空間方位判斷。 我們平時使用的地圖大部分是平面地圖，也就是二維地圖，而伴隨著三維景觀顯示技術(shù)的快速發(fā)展，三維電子地圖(比如goole電子地圖)開始被廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ畹膶?dǎo)航中。那么，二維地圖和三維地圖

6、哪一種更有利于人們進行空間定位和定向，是本文實驗三的研究目的。 綜合實驗結(jié)果及有關(guān)討論，本研究支持以下結(jié)論： 1、當(dāng)?shù)貓D中運動點的運動方向為朝上、朝左和朝右時，對于空白背景，地圖旋轉(zhuǎn)方式下的反應(yīng)時顯著低于地圖固定方式；而對于復(fù)雜背景，兩種導(dǎo)航方式下的反應(yīng)時之間不存在顯著差異。 2、在運動點的運動方向為朝下時，對于兩種背景，地圖旋轉(zhuǎn)方式的反應(yīng)時均顯著低于地圖固定方式。 3、地圖固定情況下，四種感知轉(zhuǎn)向?qū)Ψ轿?/p>