基于计算语言学的虚拟地理环境符号设计与计算模型研究

This Project combines Virtual Geographic Environment(VGE) and Computational Linguistic as a break-point and tries to introduce the research fruit of Linguistic mainly the Computational Linguistic to the field of VGE symbol comprehension，design and intelligence apply to raise the ability of VGE self-adaptive and intellectualized spatial information representation..This project, aimed at VGE symbol, supported by Computational Linguistic theory and methods, researches further on the VGE symbol comprehension，design and intelligence application, etc. At First, in analogy with nature language to construct VGE symbol theory's and method's system. Secondly, apply Linguistic theory in constructing VGE symbol design model. Then in reference to the Computational Linguistic modality model to design VGE symbol computational model. In addition, the project, based on spatial cognition theory, demonstrates the VGE symbol design and computational model in experiment and sums the VGE spatial cognition principles up..The study of this project plays important roles in boosting the VGE spatial cognition efficiency and improving VGE theory system. Further, the project extends the traditional cartography study and has positive effects on cartography development.

本项目以虚拟地理环境与计算语言学的结合为切入点，力图通过将计算语言学为主的语言学研究成果引入到虚拟地理环境符号理解、设计和智能应用领域，以提高虚拟地理环境自适应、智能化空间信息表达能力。.本项目研究以虚拟地理环境符号为研究对象，以计算语言学相关理论与方法为支撑，在虚拟地理环境中符号理解、设计和智能应用等方面进行深入研究：类比自然语言建立虚拟地理环境符号理论和方法体系；应用语言学理论构建虚拟地理环境符号的设计模型；参考计算语言学形式模型建立虚拟地理环境符号的计算模型。同时，项目研究根据空间认知理论，对虚拟地理环境符号的设计模型和计算模型进行实验验证，总结虚拟地理环境空间认知规律。.本项目研究对提高虚拟地理环境的空间认知工效、完善虚拟地理环境的理论体系具有重要意义。同时，本项目研究是对传统地图语言学研究的拓展，对促进地图学发展具有积极作用。

本项目以虚拟地理环境与计算语言学的结合为切入点，以虚拟地理环境符号为研究对象，探讨了虚拟地理环境符号理解、设计和智能应用等问题，致力于提高虚拟地理环境自适应、智能化空间信息表达能力。项目组主要在以下三方面开展了相关研究：.　　（1）深化了认知理论研究：构建了虚拟地理环境的认知语义理论框架，借鉴认知语言学的观点提出了虚拟地理环境的认知语义理论，并特别作为案例使用意象图式理论解释地图符号结构的认知原理。认知语言学在空间概念的形成机理、认知语法等方面的理论，能够弥补传统虚拟地理环境认知研究的不足。.　　（2）提出了虚拟地理环境的形式语言模型。以虚拟地理环境的认知语义理论为指导，分别从图形结构解构、语义网络模型和形式语法三个层面（分别对应语言学的语音、语义和语法研究），构建了虚拟地理环境的形式语言模型。“图形-语义-语法”三元形式语言模型，不仅描述了语义模型和图形结构，还通过语法规则实现了“语义驱动图形”的组合式表达。.　　（3）解决了部分虚拟地理环境符号构建和计算的关键技术，包括：语义驱动的层次化符号生成技术，从符号设计角度提出了解决方案；基于三层次地理语义网络模型的语义相似度计算技术，使用语义计算实现符号设计的“语义自明能力”的目标；虚拟地理环境实时动态生成的编译技术，解决了语法模型和语法规则的计算实现问题；以及从图形处理角度提出的图形加速渲染技术。.　　项目组积极进行关键技术的推广应用，包括多次室内三维导览应用、智慧旅游导览应用等，尤其在某军事地理信息系统中取得了良好的应用效果。此外，项目研究过程中，先后发表相关论文17篇，培养（预计培养）博士研究生3名（在读1名）、硕士研究生6名。通过四年的研究，项目组在虚拟地理环境符号理解、设计和智能应用等方面取得了一定成果，达到了预期研究目标。