虚拟地理环境研究的兴起与实验地理学新方向.pdfVIP

第 64卷 第 1期 地 理 学 报 Vo1．64．No．1 2009年 1月 ACTA GE0GRAPHICA SINICA Jan．，2009 虚拟地理环境研究的兴起与实验地理学新方向 林珲，·黄凤茹，间国年z (1．香港中文大学太空与地球信息科学研究所 ．香港新界沙田； 2．南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室 ，南京 210046) 摘要 ：虚拟地理环境是一个可用于模拟和分析复杂地学过程与现象 ，支持协 同T作、知识共 享和群体决策的集成化虚拟地理实验环境与T作空间．是地理学研究的虚拟实验室 ．可为现 代实验地理学研 究提供科学方法和技术手段 本文 阐述虚拟地理环境和实验地理学研 究的发 展过程及当前进展 ．探讨虚拟地理环境与虚拟地理实验对现代实验地理学研究的意义 ．并分 析 当前虚拟地理环境研 究的关键 问题及存在的误区 虚拟地理环境 的兴起与发展为地理过程 表达 、地理知识获取 、地理问题求解提供 了新思路 、新方法和新技术 。实验地理学 的研究方 法可从野外考察与观测、室 内物理模拟及地理数学建模和计算机模拟 ，拓展到虚拟地理环境 平 台下的虚拟地 理实验 关键词 ：虚拟地理环境 ：实验地理学 ；地理模型 ：虚拟地理实验室 ；GIS 地理环境是人类赖以生存的 自然环境和人文环境 的总和。当代地理学主要研究地理 环境 (地球表层系统)各界面间的物理 、化学、生物和人文过程 ，及多种过程相互作用 的 机理 ．探求人类活动与资源环境相互协调与可持续发展 的规律 地理学以 “格局一结 构一过程一机理 ”的研究思路贯穿始终 但是 ．地理学传统研究方法大多采用实地现场 勘察 以及利用地 图与资料分析两大类 长期 以来 ．许多地理学的研究只注重把解释性的 描述和地理数据表达为报告和地 图．而不重视科学技术的全面发展 l_【 在近 、现代地理学 发展历程 中．不少地理学家意识到地理学传统研究模式的缺陷 竺可桢 曾经强调 “加强 定性和定量相结合的分析”，黄秉维积极 引入新思想 、新技术和新方法 ，开拓 了实验地理 学研究的新方 向．寄希望于把地理学变成一 门实验科学z【-。陈述彭提倡采用系统论、信息 论 、控制论等现代科学方法和现代科技手段 (包括地学工程)研究地理系统 ，并从地球系 统科学的高度推动地球信息科学等地理学研究方法的发展_3】。20世纪80年代 以来，卫 星应用、地理信息系统 (GIS)、科学计算 以及通讯网络的迅速发展，逐渐改变 了传统地理 学那种满足于静态而脱离地理过程研究的方式 ．更紧密地与空间分析和过程研究结合起 来 最近 ．Peuquet又提出．GIS中时空信息的多元表达需要从数据驱动转变到综合的概 念及理论驱动的方法 ，需要从形态表达发展到过程表达与模拟 ．探求能够提供用户之 间 灵活而全面的互动能力与方式的新一代时空表达 、可视化与分析工具[5】 虚拟地理环境 (VirtualGeographicEnvironments．VGE)是最近几年 由地理学与地理信 息学 的学者们提出的一个跨学科研究的新方向6[-1o] VGE是基于网络的多用户三维虚拟环 境 ，它支持可视与不可视 的地学数据表达 、未来场景预见 、地理协 同工作和群体决策 ． 可用于模拟和分析复杂的地学现象与过程 ，发布地学多维数据 ，也可用于地理教育 、虚 收稿 日期：2008—10-12；修订 日期：2008—11-05 基金项 目：国家 863计划 (2006AA12Z207)；香港政府研究资助局项 目 (CUHK447807)；国家 自然科学基金重点项 目 ；江苏省高校重大基础项 目 (05KJAD001)[Foundation：TheNational”863”HighTechnology ResearchandDevelopmentProgram ofChina，No．2006AA12Z207；HKSAR RGCprojectNo．CUHK447807； NationalNaturalScienceFoundation ofChina，NoJiangsu