多維可旋轉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，是當前地圖空間認知領域研究的熱點。目前國內外的相關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地圖的研究還相對較少。隨著電子信息技術的發(fā)展，三維虛擬地圖(電子旋轉地圖)導航系統(tǒng)在汽車導航等現(xiàn)實領域中得到應用

2、，比較以往的二維地圖和固定地圖，三維電子旋轉地圖究竟在空間導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、復雜背景)以及地圖導航方式(可旋轉地圖、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和目標搜索兩個階段。第一階段將地圖上的背景參照物進行心理旋轉

3、，使之與以自我身體為中心的定向習慣保持一致；第二階段進行目標搜索，尋找某一特定目標，然后判斷該目標與自己的方位關系。對于可旋轉的地圖，人不需要進行第一個階段的心理旋轉，但是需要進行第二個階段的目標搜索；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，但因目標點在地圖上沒有發(fā)生變化，不需要進行第二個階段的目標搜索。這可能導致導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雜背景地圖在

4、兩種導航方式下方位判斷反應時之間的差異，以及兩種背景在兩種導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。當人們需要借助地圖學習一個新的環(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)開始被廣泛應用到人們日常生活的導航中。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。 綜合實驗結果及有關討論，本研究支持以下結論： 1、當?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，地圖旋轉方式下的反應時顯著低于地圖固定方式；而對于復雜背景，兩種導航方式下的反應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，地圖旋轉方式的反應時均顯著低于地圖固定方式。 3、地圖固定情況下，四種感知轉向對方位