基于地理过程感知与动态决策行为模型的地理空间认知环境研究

本项目从人获得信息角度和环境提供信息角度出发，在虚拟地理环境中实现多维信息的多感知功能和地理现象动态过程模拟功能，以期建立适用于地理空间认知研究的环境。在动态的地理空间认知环境中，人们会根据实时获取的环境信息进行行为决策，特别是应急情况下，实时信息对于行为决策有重要作用。本项目以商场火灾作为研究案例，对火灾蔓延进行动态模拟，在实时的火灾过程中建立渐进式动态决策模型，以智能体（Agent-based）行为模型模拟火灾现场的人员疏散和逃生行为。地理空间认知环境的构建将为地理空间认知过程的研究提供平台，有利于提高地理空间认知能力；渐进式的决策模型将对应急情况下人员疏散和逃生行为研究提供有益参考。

随着GIS的广泛应用及地理信息科学的发展，地理空间认知作为认知科学与地理科学的一个重要研究领域得到广泛关注。地理环境的表达和认知，始终是国内外地学领域，尤其是地图学、认知科学、人工智能等领域普遍关注的核心研究问题。本研究从如何构建地理空间认知环境的角度出发，以期探索建立基于虚拟地理环境的适用于地理空间表达与认知的分析环境。在此背景下，本课题首先丛三个层次对地理空间认知环境的技术方法进行探索研究：（1）强调人的个体感知参与和融入沉浸感，通过传感器网络提供数据以模拟地理环境的实时变化，使人通过虚拟地理空间认知环境能够以自然的交互方式获得类似于真实地理环境的信息；（2）将具有地理参考的地学过程模型融入认知环境中来，为地理空间认知研究重现真实的地理空间环境与过程提供支撑；（3）面向认知环境，通过构建认知实验，丛室外与室内空间两个层面研究分析不同情境下人的行为变化，有助于建立顾及人的空间知识和动态交互的分析过程。进一步，本课题选取发生室内火灾情况下的复杂建筑空间（多层建筑）作为典型的地理空间认知环境案例研究，以模拟多层建筑中不同人群的疏散情况为目标，在实时的火灾过程中建立渐进式动态决策分析，基于寻径行为理论，考虑人群活动和室内空间变化的影响，分析建筑物疏散时各类人员的环境认知行为，从而构建基于认知智能体的疏散模型，模拟并分析多层建筑的人员疏散过程。本课题研究的长远目标和意义在于尝试融合地理信息科学、认知心理学以及语言学等交叉研究，为寻求对地理空间认知的突破发展新的地理空间认知方法，从而对提升计算机辅助下的地理空间认知环境研究具有重要的理论与实践指导意义。