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室内地图要素模型研究综述

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：冯丽蓉

[导读] 摘要：室内地图虽已发展多时，但室内地图要素选取侧重点以及表达方式尚未有统一的行业标准。

        重庆交通大学土木工程学院重庆 40074
        摘要：室内地图虽已发展多时，但室内地图要素选取侧重点以及表达方式尚未有统一的行业标准。因此，如何对室内要素进行合理选取、分类分级以满足用户需求，就显得尤为重要。本文通过对室内地图模型、空间认知理论进行系统总结，为室内地图要素概念框架模型的构建提供思路。
        关键词：室内地图；空间认知；要素选取；空间模型
        由于经济发展需要，越来越多的大型建筑物林立于城市之中，室内地图由此应运而生，并逐渐成为人们生活中的重要组成部分。早期的室内地图主要应用于大型场馆，通常在每个楼层粘贴本层概况图以方便游客寻路[1]。随着城市的快速发展，建筑物内部结构日益复杂以及线上到线下商业模式的崛起，传统的室内地图已经不能满足人们的需求。如何合理地描述建筑物的内部要素，成为当前室内地图的重点问题。
        国内外学者针对室内地图要素的表达，进行了大量的研究。总体上来说，目前室内地图表达方法单调，视觉效果参差不齐。对于室内地图需要表示哪些要素，如何表示这些要素，缺少统一的行业标准。基于此，本文对室内地图模型、室内空间认知理论进行了相关研究，以进一步推动有关室内地图产品的开发与研究。
        1 室内地图模型
        目前，国内外学者针对现存室内地图模型提出了多种分类方法，并进行了相关模型的建立。分析国内外学者提出的众多的室内空间模型，根据模型的构造特点可将其大致分为四类：对象特征模型、几何模型、符号模型和语义模型。
        1.1 对象特征模型
        对象特征模型着重于室内空间对象的属性、操作和不同对象之间的拓扑关系。它的特点是按不同的特性，对室内空间中的对象进行分类，它的典型代表有ONALIN模型和多层次模型。
        1.2 几何模型
        着重于室内空间的几何表达，主要分为栅格模型和边界模型。栅格模型一般通过某种手段将室内空间划分为若干区域，根据划分区域的形状，可分为两类：规则格网和不规则格网。将空间分割成正方形或六角形的这种分割方式属于规则格网。不规则格网空间划分则是根据相应的原则将空间划分成不规则的区域和形状，其对环境具有较强的自适应能力。边界模型将室内实体抽象为欧式空间中的点、线、面、体，通过一组坐标系列来描述。
        1.3 符号模型
        使用带有特定ID的符号来描述实体，一般用于表达对象之间的拓扑关系，主要分为基于集合的模型和基于图的模型。其中具有代表性的就是基于集合的语义拓扑模型。符号模型虽然能够很好的表达室内空间元素之间的连接关系，但由于其模型基于符号ID来描述，因而其一般都缺乏室内元素的几何特性表达。
        1.4 语义模型
        通过区分不同类型的室内空间对象来描述各种类型的空间对象的属性、操作以及相互之间的关系。Brumitt等[2]较早的提出了室内本体构建的问题，但没有给出具体的本体模型构建方式。
        总的来说，当前的室内空间模型主要是为了满足某一特定的应用而制定，没有通用的室内空间模型，如何制定一个可拓展，适用于多应用的空间模型还有待进一步研究。

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        2 室内空间认知理论
        2.1 室内空间的特点
        与室外空间相比，室内空间主要具有以下几个特征：
        1.室内空间密闭，要素密集
        室外空间是开放的区域，而室内空间多是大型场馆，是封闭的小尺度空间。与室外空间要素分布相比，室内空间由于范围小，要素繁杂，所以室内空间要素分布密度远高于室外空间。
        2.室内空间只有人工设施
        室内外空间要素是不同的，室外空间要素主要包括自然要素和社会经济要素，室内空间由于是人造空间的缘故，室内空间不包含自然要素，全部为人造设施。
        3.室内空间障碍物多，通视性差
        室内空间主要是由墙、天花板、地面所围成的封闭空间。为了保证建筑物的稳定性，室内空间存在大量的墙体、柱体等支撑结构，除此之外，各种人工设施也阻碍了人们的活动。由于这些结构物和人工设施的存在，人们的视野并不开阔，可视距离很短，极大地影响了人们对空间的认知。
        4.室内空间路径关系复杂
        在水平方向上，室内空间由于分割严重，室内人工设施多的特点，导致室内水平路线不如室外路线具有规划性。在垂直方向上，室内空间是多楼层的综合复杂体，为了连接层与层之间，通常在室内空间修筑步梯、扶梯等，使得室内空间的路径更加复杂。
        2.2 影响室内空间认知的因素
        用户在同一楼层时对所在室内空间的认知过程称为单楼层认知。在这种情况下，墙体分割严重，用户视线受阻严重，加之室内空间设施多而杂碎，对用户的认知体验造成极大的干扰，容易迷失。
        用户在多个楼层进行活动时对整个室内空间的认知过程称为多楼层认知。当用户在多个楼层上进行活动时，不仅有单楼层的水平方向变换，而且还有垂直方向的改变，更重要的是，还有三维空间的旋转。有研究表明心理旋转与现实世界中对真实物体的旋转具有相似之处，多次大角度的旋转会对用户产生心理负担，更容易迷失方向。
        有的时候，用户是带有明确的目的性在室内空间活动，其所关心的要素可能是一种或几种。在这种情况下，用户不感兴趣的要素会对用户的空间认知行为产生干扰，相应的认知特点也会与其他情况有所不同。
        3 结束语
        本文概述了室内空间的复杂内部结构特点和室内空间认知理论，以期为室内地图要素模型构建提供参考。
        参考文献：
        [1]游天，周成虎，陈曦.室内地图表示方法研究与实践[J].测绘科学技术学报，2014，31（06）：635-640.
        [2]Brumitt B，Shafer S. Topological world modeling using semantic spaces [C]//Proceedings of the Workshop on Location Modeling for Ubiquitous Computing. Atlanta，2001：55-62.