本书以遴选并通过严格审稿的15篇学术论文组成，讨论了空间计算、空间关系形式描述、空间关系推理、导航与空间认知、地理空间认知与语义等方面的科学问题，是地理空间认知与语言学方面的集成之作。所选论文具有非常高的学术质量，具有一定的学术深度和学术前沿性，是从事空间认知、地图语言方面研究人员的重要参考书目。
本书可供高等院校地理、测绘、环境、地理信息系统等专业本科生和研究生使用，同时也可供相关的科技工作者参考。
认知和语言学是地理信息科学研究中一个独特的视角。本书作为地理空间的认知和语言学方向二十周年纪念会的论文集，提炼了以往有趣且高质量的研究文章，为读者展现了这一领域过去的研究成果及现状，并展望了未来。
Martin Raubal：苏黎世联邦理工大学地图学与地理信息学院教授，加利福尼亚大学圣塔巴巴拉分校地理系客座教授。他的主要研究兴趣包括移动GIS、基于位置的服务（LBS）、地理空间服务的认知工效、移动眼跟踪辅助的决策支持评估、基于GIS的可再生资源分析、空间认知和寻路、时间地理学等。e-mail: mraubal@ethz.ch。
David M. Mark：纽约州立大学水牛城分校地理系杰出教授。他是自NCGIA成立以来一直位于该中心的科学家，也是水牛城国家科学基金会资助的IGERT博士项目主任。他的当前主要研究兴趣在人类空间认知和语言方面。e-mail: dmark@buffalo.edu。
Andrew U.Frank,就职于维也纳大学地理信息研究所。e-mail: frank@geoinfo.tuwien.ac.at。
译者：贾奋励，解放军信息工程大学地理空间信息学院教师，长期从事空间可视化等相关领域的研究工作。
目 录
地理空间的认知与语言学研究进展：拉斯纳瓦斯的那时和现在 ............１
空间计算：空间结构如何代替计算的作用............22
空间概念“邻近”“附近”“远离”和“遥远”的认知发展 ............40
从指南针和地图到山脉和地区：地理认知范畴化的实验结果............95
地标在导航服务中的应用前景与挑战............7５
面向国家公园不同季节寻路的地标以及徒步本体 ............9０
交流中场所的重要性............110
多对多移动地图................129
地理信息语义中的认知和语言学思想.................144
地形要素语义中的空间关系谓词...............158
ＥｇｅｎｈｏｆｅｒＣｏｈｎ假说或拓扑相对论............178
拓扑逻辑２０年 ............198
类关系推理综述............214
为事件的时空协调创造显著性感知的动画展示............233
用于戏剧、新媒体装置与表演艺术的感知空间探索与推理............244
主要作者简历............258
主要作者及通信方式............264
１９９０年７月，一个名为“地理空间的认知和语言学方向”的北大西洋公约组织 （ＮｏｒｔｈＡｔｌａｎｔｉｃＴｒｅａｔｙＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ＮＡＴＯ）（简称北约）高级研修班在西班牙阿维拉 省拉斯纳瓦斯德尔马克斯市的马加利亚（Ｍａｇａｌｉａ）城堡举行。２０年后的相同时 段，９名当时参加高级研修班的人员在马加利亚城堡再聚首，与其他２１名专家一 起讨论早期会议的影响及这一主题当前的研究现状等议题，并对地理空间的认知 和语言学方向的未来研究进行了思考。２０年后讨论的广度表明，该主题仍充满 活力。
虽然本文讨论了空间认知、空间推理和空间计算，但想要归纳空间问题解决方 案的类型仍经常失败。全部办法产生不同复杂度的结果：一些方法仅能为空间问 题提供解决方案，另外一些方法则提供某种附带解释的解决方案或者替代性的解 决方案。附带的解释可能是“这是唯一的解决方案”“这可能是多个解决方案之一” “这是所有的解决方案”或“无解”。 为什么一个问题如此复杂？对于高度抽象、形式化方法而言，解决方案的质量 是不明显的。形式化的证明或解释可以说明这一解决方案的类型。更具体的是， 空间结构解决方案的结果更容易察觉，很明显不需要证明（最重要的是，认知与常 识推理可以在没有形式化证明的情况下执行）。另外，人们是否能确定找到了最好 的解决方案、唯一的方案或是所有的方案？这是一个古老的争论，只有上升到思维 对几何形状构建的有效性这一讨论上，才能找到解决方案或证明其正确性。
在先前对于以英语为母语的人群进行的方位词认知发展研究中， 所研究的空间概念诸如“在……之内”（ｉｎ）、“在……上面”（ｏｎ）、“在……之 间”（ｂｅｔｗｅｅｎ）、“在……之上”（ｏｖｅｒ）和“与……相交叉”（ａｃｒｏｓｓ）等，研究对象 主要集中在幼儿对相关的少数方位词的理解上，且仅限于小尺度空间。这 些研究对于方位词的理解所提供的见解非常有限，其研究结果也仅涉及一 种空间环境下的空间关系，缺乏除儿童之外的其他人群对空间概念认知发 展的数据。因此，这些研究没有充分解释空间发展理论与空间概念理解之 间的关系。与此相对应，本文研究了桌面布局和大模型空间两种空间环境 下方位词的使用。选择儿童（３、４、５、７、９岁年龄段）和成人（控制组）作为被 试对象，让其根据各种不同指令，将物体放置在其中一个模型空间中。本 文重点描述了本项研究的其中一方面，即具有距离暗示的方位词，着重探 究了两种空间环境下的方位词“邻近”（ｎｅｘｔ）、“附近”（ｎｅａｒ）、“远离”（ａｗａｙ） 和“遥远”（ｆａｒ）。结果表明，空间环境影响着人们对方位词的理解。
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