交互式地理空间信息表达方法研究

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[摘要]通过地理空间信息，人类实现了认识客观世界和改造世界，随着科技的不断发展，人类认识地理空间信息的技术手段不断的变化，本文介绍了几种新的交互式地理空间信息表达形式，并讨论了实现方法的优缺点。

[关键词]地理空间信息交互式

[中图分类号] P208 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-287-1

人类社会进化和演变的过程，是人类认识世界改造世界的过程，实际上也是人类接受地理信息，利用地理信息的过程。在这样的发展过程中，交互的思想是怎么样渗透到地理信息的表达中，又是怎样引导地理信息表达形式与手段的发展，交互思想在地理信息表达中所发挥怎样的作用是本文研究的重点。同时，对现阶段新型热门的地理信息表达技术中交互思想的做出探讨和分析。

1交互技术概述

交互技术在地理信息表达上的实现主要涉及多通道交互技术和虚拟环境中的人机交互。人机交互常见的方法有：

（1）多通道交互。交互的途径很多，人们执行的操作，表达意图，反馈的信息都可以成为交互的渠道。人与计算机之间的符号、图像、图形、声音等，采用多种不同的交互渠道可以大大提高交互的效率，方便信息的传输，同时，多通道交互的正确率也远远优于单通道交互。

（2）普适计算。也称为无所不在的计算，它所追求的目标无处不在的信息访问和信息服务，它的物质基础是无处不在的设备和无所不在的网络连接。

（3）虚拟现实和三维交互。虚拟现实通过对客观世界的信息建模、人与虚拟环境的自然交互，实时地向用户提供逼真的感知信息，使人类可以不受时空和生理条件的限制，去感知和研究复杂事件在各种假想条件下的发生和发展过程，从而为人类认识世界和改造世界提供了全能的方法和手段。

（4）可穿戴计算机和可移动手持设备交互。这是虚拟现实采用的交互技术，可以在有限的作空间提供各种信息工具的无缝集成。系统提供了一种自然、非强制的方法来提供功能，以便让人的注意力集中在手上的任务，而不被系统所分心。

2地理空间信息的交互方式

根据用户与地理空间信息交互的方式，可以大致分为基于固定点的交互，基于属性信息的交互，基于路径的交互和基于视点的交互。

基于固定点的交互：多用于用户与单个地理空间信息的交互，可以对某个地理空间信息进行查询、分析、检测等，了解该地理实体的属性信息，空间位置，拓扑关系等所需信息，是二维地理空间信息表达中常用的交互技术。

基于属性信息的交互：多用于地理空间信息的属性查询交互。用户可以根据某个属性条件对于大量的地理空间信息进行归类、总结，筛选出符合自己要求的地理空间信息，广泛用于二维、三维地理空间信息表达的交互。

基于路径的交互：多用于地理空间信息的空间分析。用户可以对于地理空间信息构成的某条直线路径进行整体评价和分析，判断出某条吸纳路的优劣情况，例如最有路径选择。是二维地理空间信息表达的常用技术。

基于视点的交互：多用于仿真三维环境中。以某个视点为中心，可以与周围三维环境进行操作，了解视点周围地形、地物、地貌信息，是交互技术与三维建模技术，虚拟现实技术结合的产物。是多媒体、三维地理空间信息表达常用交互技术。

3最新交互式地理空间信息表达形式的实现

地理空间信息表达形式多样，多媒体地理空间信息，二维地理空间信息，三维地理空间信息，动态地理信息，虚拟现实信息表达形式由于交互式思想的渗透与体现被广大用户接受并广泛使用。

多媒体地理空间信息：为了使用户获取使用地理信息更加简单高效，人们考虑将地理信息使用文字、图形、图像、动画、声音及视频等多种媒体形式来表达。这种多媒体的表达形式建立了一个形象亲切的用户与地理信息之间的人机交互的操作环境，基于这个操作环境，计算机获取信息，表达信息，管理集成信息，地理信息直观、形象、生动地呈现给用户，拓宽了用户获取信息的途径和形式，方便快捷地实现交互和信息的使用。

三维地理空间信息：地理信息传递给用户的是我们所生活其中的三维地理环境，因此，实现地理信息的三维化表示会使人们认识地理空间更加形象具体，用户与地理信息的交互更加简单高效。相对于二维地理信息表达立体感差，可视性差，视觉效果差等特点，使用三维图形显示技术，将三维空间数据显示在二维平面上，并产生三维立体效果，这样使得空间位置表达清晰直观、视觉效果好、信息量大、专业性要求低、仿真度高、用户操作使用方便。用户通过这种三维平台，可以非常轻松地管理海量空间信息和三维数据，轻松方便地实现多视角、全方位的快速动态浏览和漫游三维实景等方式的交互。为了适应人们大规模地形显示，空间查询，空间分析的需要，二维地理空间信息难以达到预期目的，三维GIS技术产生并迅速应用与日常生产生活。三维GIS技术即是基于一种三维可视化交互模型，使用X、Y、Z三维坐标来表述空间对象，使用三维立体模型来模拟地理空间现象，在表达品面地理信息的同时能够体现出空间对象的垂直关系，并能进行空间查询分析等操作。

虚拟现实表达地理空间信息：虚拟现实是信息表达与人机交互技术的完美结合。虚拟现实是通过声像头盔，大屏幕显示器，数据手套，跟踪球等人机交互界面，沉侵并操纵计算机所营造的虚拟三维空间环境，从而达到模拟现实的实验目的。交互、沉侵、想象是虚拟现实的三个基本特征，其中交互性是虚拟现实技术最大的特点和优势。当前信息技术的迅速发展，特别是多媒体技术、可视化技术、网络技术以及虚拟现实系统的更新，使虚拟现实系统发展成为数字化多维信息空间的技术支撑平台。到目前为止，虚拟现实技术已经应用到教育、工程、商业和娱乐等各个领域。正如其他新型科学技术一样，虚拟现实技术也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。它的研究内容涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心理学等。在虚拟现实的交互界面中，当做出行走，转身等实际动作时，虚拟场景也会针对性发生改变。

相信随着相关科技领域的带动，交互软硬件设备的更新，新的交互技术一定会不断出现，并应用于地理空间信息的表达，信息的交互将会更加快捷、高效。