新媒體語境下地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生的空間思維培養(yǎng)

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(1. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430079; 2. 地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(武漢大學(xué)),湖北 武漢 430079)

近年來互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)架構(gòu)的技術(shù)革新催生了傳統(tǒng)媒體與數(shù)字媒介交融互滲[1]，出現(xiàn)了以電腦、手機(jī)、數(shù)字電視等為終端，具有數(shù)字性、交互性、超文本性、虛擬性和網(wǎng)絡(luò)化信息傳播特征[2]的新媒體。新媒體一方面互動(dòng)、及時(shí)地向全民傳播不同時(shí)空、不同領(lǐng)域的熱點(diǎn)地理事件及豐富的專業(yè)資訊，成為地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生快速增長(zhǎng)知識(shí)與信息體量、迅速掌握專業(yè)方法技能的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)工具；另一方面，其視頻、語音、地圖和文本等組合的數(shù)字媒體為地理信息的數(shù)據(jù)視覺化提供了多元化的創(chuàng)新方法。然而，新媒體在推進(jìn)地理信息科學(xué)發(fā)展的同時(shí)，也催生了一種資訊瀏覽形式的“快餐式”學(xué)習(xí)模式，其片段化的媒體數(shù)據(jù)致使學(xué)生獲取的知識(shí)或信息碎片化、缺乏系統(tǒng)性，給地理信息科學(xué)專業(yè)的本科人才培養(yǎng)帶來新的挑戰(zhàn)。為此，本文將借鑒空間思維在藝術(shù)設(shè)計(jì)[3]、廣告設(shè)計(jì)[4]、音樂表達(dá)[5]、機(jī)械制圖[6]、工程制圖[7]、計(jì)算機(jī)制圖[8]、建筑設(shè)計(jì)[9]、園林藝術(shù)[10]、醫(yī)學(xué)訓(xùn)練[11]、小說文學(xué)[12]、人格培養(yǎng)[13]、數(shù)學(xué)[14]和歷史[15]等諸多方向的教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)針對(duì)地理空間思維能力培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容，為專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)、挖掘和利用新媒體所蘊(yùn)含海量地理信息及前沿科學(xué)資訊指明方法思路。

1 空間思維能力與人才素質(zhì)培養(yǎng)挑戰(zhàn)

空間思維能力即空間素養(yǎng)(spatial literacy)是對(duì)空間事物具體表象觀察、思考、抽象的能力[16]。其在美國(guó)、芬蘭及中國(guó)等國(guó)家的地理課程標(biāo)準(zhǔn)中被普遍關(guān)注和強(qiáng)調(diào)[17-19]?？臻g思維在日常生活中的需求無處不在，在當(dāng)今信息經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來越重要的作用[20]。美國(guó)心理學(xué)家將計(jì)算能力、語言能力與空間能力(包括空間定位能力，空間信息的收集、加工處理、儲(chǔ)存和提取能力，空間思維能力)并列成為現(xiàn)代教育應(yīng)當(dāng)賦予人的“三大基本能力”[21]。賓夕法尼亞州大學(xué)的地理學(xué)教授羅格·道斯曾說：“如沒能明確重視空間思維，我們將擔(dān)負(fù)不起肩上的責(zé)任——即培養(yǎng)21世紀(jì)會(huì)學(xué)習(xí)懂生活的年輕一代?！笨臻g思維能力作為新世紀(jì)人才的基本素質(zhì)已成為國(guó)內(nèi)外教育界的重要共識(shí)。

作為一種認(rèn)知與挖掘世界上事物N維復(fù)合特征[22]的系統(tǒng)思維模式，空間思維在探索發(fā)現(xiàn)、科學(xué)研究和知識(shí)學(xué)習(xí)等多方面都起到了積極、關(guān)鍵的作用。英國(guó)醫(yī)生約翰·斯諾通過地圖標(biāo)注倫敦霍亂死亡案例發(fā)現(xiàn)飲用水源污染的傳播途徑[23]的經(jīng)典事例，充分顯示了空間思維在幫助科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)事物現(xiàn)象模式、探索因果規(guī)律方面強(qiáng)大的生命力。法國(guó)化學(xué)家路易斯·巴斯德展示腐敗物質(zhì)中細(xì)菌來自于空氣的著名滅菌實(shí)驗(yàn)原理示意圖，表明了空間思維在科學(xué)教育中可用來展現(xiàn)復(fù)雜思路和傳達(dá)關(guān)鍵信息[24]。Thomas Niedomysl等使用二維和三維地圖進(jìn)行制圖課程教學(xué)的對(duì)比試驗(yàn)[25]、Jongwon Lee等關(guān)于男性和女性學(xué)生的GIS學(xué)習(xí)對(duì)比測(cè)試[26]和杜清運(yùn)等在電子地圖設(shè)計(jì)課程中引入的多媒體情境教學(xué)法[27]等研究則證明了空間思維訓(xùn)練有助于提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

地理信息科學(xué)的基本研究對(duì)象具有地理定位、三維形態(tài)、多維屬性和復(fù)雜關(guān)系的系統(tǒng)特征，決定了空間思維是地理認(rèn)知、空間信息抽象、數(shù)據(jù)可視表達(dá)等地理研究的基本思維框架。然而，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)大學(xué)相關(guān)本科專業(yè)設(shè)置了GIS設(shè)計(jì)與應(yīng)用、空間數(shù)據(jù)庫、GIS算法和模型等技術(shù)類課程。這些課程可將普通本科生培養(yǎng)成精通GIS軟件應(yīng)用及二次開發(fā)的專業(yè)人才，但缺乏對(duì)地理學(xué)、地圖學(xué)、空間統(tǒng)計(jì)等基礎(chǔ)理論拓展應(yīng)用的空間思維教學(xué)訓(xùn)練，學(xué)生在理解地理現(xiàn)象形成機(jī)理，深度挖掘、分析與科學(xué)表達(dá)地理信息等方面存在局限，極大影響了知識(shí)體系在廣度和深度上的進(jìn)一步融合[28-30]。

當(dāng)前新媒體與學(xué)科交融發(fā)展的趨勢(shì)背景下，如何有效地將新媒體離散事件中蘊(yùn)含的地理信息、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)等有機(jī)組織形成系統(tǒng)化的專業(yè)知識(shí)，如何利用新媒體準(zhǔn)確有效地表達(dá)各種地理事件、系統(tǒng)地傳遞事件本身及有用關(guān)聯(lián)信息，成為新媒體時(shí)代地理信息科學(xué)完善專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生空間思維的新驅(qū)動(dòng)。

2 地理空間思維能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)

地理信息科學(xué)的空間思維具有一般空間思維特性，但側(cè)重于針對(duì)地理信息數(shù)據(jù)獲取、處理、存儲(chǔ)、提取、管理、分析和表達(dá)[31-32]，強(qiáng)調(diào)基于空間視角對(duì)地理事物的空間分布、尺度格局、地域聯(lián)系思考。結(jié)合地理信息科學(xué)研究對(duì)象的空間特性及新媒體承載的地理大數(shù)據(jù)特征，本節(jié)按照認(rèn)知推理的遞進(jìn)規(guī)律要求，設(shè)計(jì)了包括地理空間體驗(yàn)?zāi)M、空間信息地圖繪讀、隱喻信息語義認(rèn)知和地理系統(tǒng)綜合分析等4方面的空間思維能力培養(yǎng)教學(xué)內(nèi)容。

2.1 地理空間的感知模擬訓(xùn)練

空間知覺、心理旋轉(zhuǎn)和空間想象是影響空間思維能力的3種主要因素[33]?？臻g思維是建立在空間想象基礎(chǔ)之上，而空間知覺、心理旋轉(zhuǎn)所得的感性經(jīng)驗(yàn)和表象記憶是人們進(jìn)行空間想象的基礎(chǔ)。地理空間思維就是將人類感官獲取的具體空間表象綜合加工形成空間知覺，最后通過空間想象完成對(duì)空間事物認(rèn)知的思維過程。地理空間的體驗(yàn)?zāi)M通過對(duì)學(xué)生空間知覺、心理旋轉(zhuǎn)和空間想象能力的訓(xùn)練，加強(qiáng)學(xué)生關(guān)于地理信息相關(guān)表象的存儲(chǔ)記憶，為形成空間想象的瞬時(shí)判斷和創(chuàng)新加工能力奠定基礎(chǔ)。訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計(jì)如下：

(2) 數(shù)字地球的模擬體驗(yàn)：應(yīng)用NASA World Wind、Earth 3D等三維數(shù)字地球工具，引導(dǎo)學(xué)生從外太空對(duì)比火星、水星、月球等觀察地球的表面形態(tài)；結(jié)合地球儀鳥瞰觀察南北兩極與經(jīng)緯網(wǎng)、地球陸地與海洋、森林與荒漠等；通過縮放工具展示從地球橢球、大洲和大洋、國(guó)家、省區(qū)、市縣、城鎮(zhèn)到地塊等不同尺度下、不同精度的地理信息特征，建立多層次坐標(biāo)體系的空間關(guān)系認(rèn)知。數(shù)字地球的模擬體驗(yàn)從感性上幫助學(xué)生在腦海中加強(qiáng)由“地理現(xiàn)象”到“視覺表達(dá)”的映射，有助于實(shí)現(xiàn)空間定位的瞬時(shí)判斷。

(3) 虛擬場(chǎng)景模擬訓(xùn)練：指導(dǎo)學(xué)生利用Google Earth 、Cities Skylines、SimCity和Mine craft等軟件，綜合加工感官獲取的現(xiàn)實(shí)具體空間表象，模擬構(gòu)建空間規(guī)劃、空間布局、建筑建造等情景需求的虛擬場(chǎng)景。

將“虛擬”與“現(xiàn)實(shí)”結(jié)合的地理空間體驗(yàn)?zāi)M訓(xùn)練，使得地理事物和現(xiàn)象能更有效地刺激大腦皮層記憶，強(qiáng)化想象區(qū)的構(gòu)思能力，提高學(xué)生對(duì)新媒體所蘊(yùn)含地理空間信息的空間認(rèn)知能力。

2.2 空間信息的地圖繪讀訓(xùn)練

空間思維是數(shù)據(jù)視覺化的基礎(chǔ)。地圖設(shè)計(jì)與編繪(“繪”)是應(yīng)用空間思維將現(xiàn)實(shí)世界向地圖符號(hào)系統(tǒng)映射的綜合過程，而地圖判讀與解譯(“讀”)則是地圖設(shè)計(jì)與編繪的逆向過程。地圖信息的“繪讀”訓(xùn)練是通過理清空間數(shù)據(jù)、空間關(guān)系與視覺表達(dá)之間的聯(lián)系，來幫助學(xué)生提高綜合空間思維能力的經(jīng)典訓(xùn)練方法。訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計(jì)如下：

(1) 指導(dǎo)學(xué)習(xí)地圖坐標(biāo)與地理坐標(biāo)、邏輯坐標(biāo)的數(shù)學(xué)度量與相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)行地理實(shí)體的地圖空間定位、地理坐標(biāo)的快速解譯方法訓(xùn)練，提高學(xué)生的空間定位與抽象思維能力。

(2) 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)不同專題類型、不同比例尺要求的點(diǎn)、線、面及復(fù)合地物的地圖語言及符號(hào)化表現(xiàn)方法，進(jìn)行空間形象思維和抽象思維能力的訓(xùn)練。

(3) 指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)體符號(hào)法、線狀符號(hào)法、運(yùn)動(dòng)符號(hào)法、范圍法、質(zhì)底法、量底法、等值線法、點(diǎn)值法、網(wǎng)格法、定點(diǎn)統(tǒng)計(jì)圖表法、分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖表法和分區(qū)分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖法等專題地圖的表現(xiàn)方法；進(jìn)行地理信息的空間結(jié)構(gòu)、空間比較、空間聯(lián)系及空間綜合視覺化的應(yīng)用訓(xùn)練；從地圖繪制的角度感知視覺化效果并認(rèn)知方法的適用性；從信息逆向提取的角度通過分析地圖要素的顏色、大小、形態(tài)等信息判讀與解譯符號(hào)所表達(dá)的專題信息。

（3）2014年9月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》，在高考綜合改革試點(diǎn)省市進(jìn)行考試科目設(shè)置改革，高考數(shù)學(xué)考試將不分文理科，所有考生使用相同的試卷．隨著這項(xiàng)政策的落實(shí)，越來越多的省份將不分文理科，今后的高考數(shù)學(xué)命題將更加統(tǒng)一化、科學(xué)化．研究發(fā)現(xiàn)，高考數(shù)學(xué)全國(guó)I卷文理科試題越來越趨向于統(tǒng)一化．為了進(jìn)一步落實(shí)新高考政策，積極推進(jìn)由文理分科命題轉(zhuǎn)向統(tǒng)一命題的教學(xué)轉(zhuǎn)變，一線數(shù)學(xué)教師要及時(shí)更新知識(shí)體系，調(diào)整數(shù)學(xué)教學(xué)方法，適應(yīng)教育新時(shí)代背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)工作．

(4) 指導(dǎo)學(xué)習(xí)傳統(tǒng)地圖制圖與圖數(shù)一體化GIS制圖兩種模式下地圖要素與地理信息數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生“由信息數(shù)據(jù)正確想象圖形語言及符號(hào)”的空間想象思維和地圖編繪能力，“由圖形語言及符號(hào)抽取數(shù)據(jù)”的空間信息解譯能力。

(5) 通過百度地圖、高德地圖等電子地圖的日常使用，輔以傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖、已出版地圖集的閱讀與理解，提高學(xué)生的讀圖能力。

地圖是新媒體空間信息重要的視覺化載體和傳遞通道。地圖信息的“繪讀”訓(xùn)練既對(duì)新媒體所需的地圖視覺化方法進(jìn)行了全面梳理，又對(duì)學(xué)習(xí)、挖掘新媒體中蘊(yùn)含的地理信息資訊及學(xué)科知識(shí)的信息解譯方法進(jìn)行了系統(tǒng)化凝練，是新媒體中地圖信息挖掘技能訓(xùn)練的重要途徑。

2.3 隱喻信息的語義認(rèn)知訓(xùn)練

在泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息異構(gòu)集成和多維立體視覺化等技術(shù)支撐下，作為“互聯(lián)網(wǎng)+”終端之一的新媒體(網(wǎng)站、網(wǎng)頁、微信、微博等)成為“地理位置+行業(yè)資訊”交叉融合大數(shù)據(jù)的重要傳播源。新媒體語境下，學(xué)科概念交叉、用戶自創(chuàng)內(nèi)容(UGC)等使得地理事物及地理現(xiàn)象的語言表達(dá)方式日漸多樣化。從具有5V特點(diǎn)(volume、velocity、variety、value、veracity)的大數(shù)據(jù)中提取有用信息和專業(yè)知識(shí)，需要從認(rèn)知語言學(xué)角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行隱喻信息的語義認(rèn)知訓(xùn)練。訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計(jì)如下：

(1) 認(rèn)知語言學(xué)的理論學(xué)習(xí)：指導(dǎo)學(xué)生掌握萊考夫和約翰遜等關(guān)于認(rèn)知的概念隱喻理論和意象圖式理論，實(shí)例講解方位(空間)隱喻、本體隱喻和結(jié)構(gòu)隱喻與地理信息認(rèn)知的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生了解容器、路徑、連接、力量、運(yùn)動(dòng)、平衡、對(duì)稱、上下、前后、部分-整體、中央-邊緣和線性等基本意象圖式，掌握對(duì)地理信息科學(xué)中地理事物、現(xiàn)象(原始域)概念及多重映射認(rèn)知進(jìn)行分析的復(fù)合意象圖式。

(2) 數(shù)據(jù)的可視化隱喻理解：引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮空間想象，理解概念、數(shù)據(jù)的語義相關(guān)性、層次性、因果聯(lián)系和過程序列等特征，將數(shù)據(jù)與自然界真實(shí)物體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)非空間語義信息集合形象、直觀的空間隱喻表達(dá)；掌握語義關(guān)系的拓?fù)鋱D形化表達(dá)方法，如用樹隱喻表達(dá)分類、河流隱喻表達(dá)演化、摩天輪隱喻表達(dá)不同時(shí)間尺度上信息特征、三維可視化地圖隱喻表現(xiàn)專利技術(shù)的分支、領(lǐng)域和申請(qǐng)數(shù)量[34]等，針對(duì)信息的拓?fù)淇臻g及邏輯關(guān)系進(jìn)行快速判讀訓(xùn)練，以提高學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的空間推理思維能力。

(3) 文本挖掘方法技術(shù)學(xué)習(xí)：文本挖掘主要著力于從非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的文本中抽取有用的知識(shí)，是從微博等新媒體的海量文本中抽取或挖掘隱含信息和知識(shí)的重要方法和途徑[35]。需要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)了解信息抽取、信息檢索、自然語言處理和數(shù)據(jù)挖掘等文本挖掘相關(guān)的認(rèn)知原理、方法模型和常用工具軟件。

2.4 地理系統(tǒng)的綜合分析訓(xùn)練

致力于政府空間治理決策及社會(huì)各領(lǐng)域空間分析的應(yīng)用需求，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)資源配置中的優(yōu)化和集成作用，地理信息科學(xué)不僅要研究地理事物、現(xiàn)象的位置和范圍、空間分布、空間結(jié)構(gòu)和空間差異，還需基于人類活動(dòng)與地理環(huán)境的作用機(jī)理揭示其運(yùn)動(dòng)與變化規(guī)律。地表上各地理要素有機(jī)聯(lián)系、相互作用而形成的地理空間或環(huán)境空間是一切物質(zhì)、能量、信息的數(shù)量及行為在地理范疇中的廣延性存在形式[36]?？茖W(xué)揭示、認(rèn)知地理事物或現(xiàn)象反映的自然、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的空間規(guī)律，需要培養(yǎng)學(xué)生的空間系統(tǒng)思維能力，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及屬性關(guān)系、空間關(guān)系和時(shí)變特征[37]等維度進(jìn)行地理系統(tǒng)認(rèn)知挖掘的綜合訓(xùn)練。主要訓(xùn)練內(nèi)容包括：

(1) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知與剖析：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知分析實(shí)際上是對(duì)一個(gè)復(fù)雜地理系統(tǒng)或多個(gè)簡(jiǎn)單地理事物群體進(jìn)行認(rèn)知的過程。需要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)科學(xué)理論與分析方法，從時(shí)間、空間及系統(tǒng)關(guān)系等多維、復(fù)合角度界定研究對(duì)象的系統(tǒng)邊界，理清系統(tǒng)中個(gè)體、群體、整體(封閉系統(tǒng))、系統(tǒng)(開放系統(tǒng))的層次結(jié)構(gòu)與關(guān)系，全面提高學(xué)生綜合分析地理事物與現(xiàn)象的系統(tǒng)思維能力。

(2) 屬性關(guān)系的認(rèn)知與挖掘：地理系統(tǒng)中的任何事物都不是孤立存在的，系統(tǒng)內(nèi)部各組成部分互相聯(lián)系，如各類自然災(zāi)害(地震、臺(tái)風(fēng)、洪澇等)、人為災(zāi)害(水土流失、土地荒漠化等)都是多方面因素共同作用的結(jié)果，并且各個(gè)因素之間具有極其復(fù)雜的關(guān)系。屬性關(guān)系的認(rèn)知與挖掘訓(xùn)練需要設(shè)計(jì)不同層次、不同情境的地理系統(tǒng)，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理和分析方法，對(duì)地理事物與現(xiàn)象的復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)系進(jìn)行剖析和模型構(gòu)建，加強(qiáng)學(xué)生系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)、空間聯(lián)系思維能力的提升。

(3) 空間關(guān)系的認(rèn)知與分析：地理學(xué)第一定律指出，任何事物都相關(guān)，只是相近的事物關(guān)聯(lián)更緊密[38]。地理事物或?qū)傩栽诳臻g分布上存在集聚(clustering)、隨機(jī)(random)、規(guī)則(Regularity)等分布，而空間相關(guān)性與屬性關(guān)系結(jié)合緊密，往往是屬性相關(guān)性的空間表征。全面認(rèn)知地理事物、現(xiàn)象的產(chǎn)生、發(fā)展原因，需要指導(dǎo)學(xué)生理解地理事物系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)體的拓?fù)?、順序、度量空間關(guān)系[39]和各實(shí)體間的空間連通性、鄰近相似性、空間異質(zhì)性，以及延伸分析與其他地理事物或非地理要素之間(如血吸蟲病與水系)的系統(tǒng)聯(lián)系性和空間相關(guān)性。

(4) 時(shí)變特征的認(rèn)知與挖掘：地理要素在地理空間中的系統(tǒng)位置、屬性關(guān)系和空間關(guān)系隨時(shí)間發(fā)展而變化。認(rèn)知地理信息的時(shí)變特征，需要指導(dǎo)學(xué)生掌握地理學(xué)經(jīng)典的時(shí)空理論，學(xué)習(xí)利用時(shí)間軸透視、觀測(cè)地理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、屬性關(guān)系、空間關(guān)系中相關(guān)指標(biāo)的變化；剖析、重用歷史地理學(xué)表現(xiàn)時(shí)間脈絡(luò)的視覺化方法和地圖作品，學(xué)習(xí)掌握時(shí)間序列數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法和空間挖掘分析方法。

3 新媒體語境下地理空間思維的應(yīng)用

地理空間思維是對(duì)新媒體傳播熱點(diǎn)進(jìn)行問題感知、信息挖掘與地理分析的能力基石。國(guó)外教育界很早就在科學(xué)和社會(huì)等課程研究訓(xùn)練中，利用媒體熱點(diǎn)分析來培養(yǎng)學(xué)生的地理感知、挖掘與分析能力。美國(guó)教師鼓勵(lì)學(xué)生在閱讀學(xué)術(shù)和專業(yè)期刊，瀏覽與GIS相關(guān)的博客、Facebook頁面及類似Directions Magazine、GIS User、GIS Cafe等具有價(jià)值的新聞網(wǎng)站時(shí)，關(guān)注當(dāng)?shù)?、區(qū)域、國(guó)家及國(guó)際上的新聞事件，積累相關(guān)的地理數(shù)據(jù)為問題分析與決策提供支持，如：分析預(yù)算減少情景下關(guān)閉學(xué)校的決策、基于地形的山區(qū)丘陵地帶野火緩解措施分析、科羅拉多州松甲蟲(pine beetle)侵?jǐn)_解決及城市綠道(greenways)設(shè)計(jì)等問題[40]。

按照《國(guó)家地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2014-2020年)》部署，全國(guó)各地以“互聯(lián)網(wǎng)+地理信息”為創(chuàng)新服務(wù)模式，逐步建設(shè)成了時(shí)空大數(shù)據(jù)云中心、地理信息公共服務(wù)云平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施，為“互聯(lián)網(wǎng)+行業(yè)”提供持續(xù)、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的地理信息支撐服務(wù)。較傳統(tǒng)媒體而言，新媒體蘊(yùn)含的地理信息數(shù)據(jù)量更大、覆蓋面更寬。提升“互聯(lián)網(wǎng)+地理信息”創(chuàng)新力和生產(chǎn)力需要基于地理空間思維，深度開發(fā)、挖掘新媒體的信息共享服務(wù)功能。地理空間思維在新媒體信息深度挖掘方向上的應(yīng)用可體現(xiàn)在以下5個(gè)方面：

(1) 信息感知與整理角度：基于時(shí)間、空間及要素關(guān)系等多維度構(gòu)建地理空間認(rèn)知框架，實(shí)現(xiàn)新媒體中相關(guān)的地理信息、行業(yè)專題數(shù)據(jù)和專業(yè)科學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)整理、綜合與轉(zhuǎn)化。

(2) 隱含信息挖掘角度：地理信息與網(wǎng)絡(luò)挖掘、位置信息挖掘、文本數(shù)據(jù)挖掘、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能方法[41]的深度結(jié)合，可對(duì)新媒體中的隱含信息進(jìn)行探測(cè)與顯化，對(duì)離散信息進(jìn)行整理與序化，對(duì)雜亂信息進(jìn)行規(guī)范與類化。

(3) 信息表達(dá)視覺化角度：空間信息的地圖繪讀訓(xùn)練及隱喻信息的語義認(rèn)知訓(xùn)練將有助于從新媒體數(shù)據(jù)中進(jìn)行地理信息判讀、解譯、挖掘，同時(shí)新媒體中無論是地理信息還是行業(yè)信息的多元視覺化方法，都有助于學(xué)生對(duì)地圖學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等領(lǐng)域數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)可視化方法進(jìn)行豐富、完善與創(chuàng)新。

(4) 行業(yè)服務(wù)支撐角度：地理系統(tǒng)的綜合認(rèn)知將有助于進(jìn)行不同層次、不同行業(yè)、不同應(yīng)用的信息共享平臺(tái)建立、地理數(shù)據(jù)資源整合、空間信息動(dòng)態(tài)展示、地理信息查詢、統(tǒng)計(jì)分析等需求分析，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+地理信息”相關(guān)服務(wù)支撐體系框架的敏捷構(gòu)建，有助于對(duì)自然災(zāi)害(如臺(tái)風(fēng)、地震等)、網(wǎng)絡(luò)輿情等熱點(diǎn)事件的捕捉分析和決策響應(yīng)。

(5) 空間治理決策角度：當(dāng)前我國(guó)的生態(tài)文明建設(shè)及“一帶一路”“京津冀協(xié)同發(fā)展”和“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”等國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展面臨著空間自主性與治理主導(dǎo)性、空間流動(dòng)性與治理地域性、空間異質(zhì)化與治理同質(zhì)化等諸多矛盾，需要挖掘區(qū)域的地理國(guó)情[42]、掌握社會(huì)階層輿情、匯聚各部門各行業(yè)諫言，從空間角度探索政府的發(fā)展規(guī)劃與治理決策[43]。這也是地理信息科學(xué)專業(yè)為治理主體培養(yǎng)具備空間意識(shí)和空間思維的高端人才的最終目標(biāo)需求。

4 結(jié) 語

空間思維能力在地理信息科學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)及地理信息科學(xué)研究中扮演著重要的作用?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”背景下的新媒體發(fā)展對(duì)地理信息科學(xué)與新媒體融合及專業(yè)學(xué)生的空間思維能力提出了更高要求[44]。本文針對(duì)當(dāng)前地理信息科學(xué)專業(yè)教學(xué)在空間思維能力培養(yǎng)方面的不足，設(shè)計(jì)的教學(xué)訓(xùn)練內(nèi)容系統(tǒng)化拓展了抽象地理事物分布規(guī)律、探究地理現(xiàn)象動(dòng)因機(jī)制的思考視角與分析方法，有利于地理信息科學(xué)研究對(duì)新媒體信息的深度挖掘應(yīng)用、完善專業(yè)科學(xué)知識(shí)體系、提高學(xué)生的地理空間思維素養(yǎng)，是地理信息科學(xué)專業(yè)本科教學(xué)的新的、有益的研究探索。