时空叙事可视化理论与方法研究

王 双

1. 中国标准化研究院，北京 100191; 2. 信息工程大学，河南 郑州 450052

随着地图普适化、大众化的发展趋势，地图的角色也在悄然发生改变。从面向专家的、面向特定领域的专业地图产品，到面向大众的地图服务，地图正在以其蓬勃的生命力融入大众生活之中。如何将面向“地”的研究转向面向“人”的研究，如何将研究的视角从针对“空间”中的地理对象转向针对发生在“时间”中的各种事件，如何将复杂的、模糊的、多样的事件纳入时空参考框架中进行可视化和分析，建立符合普通用户常识性认知的可视化表达方法，是地图学大众化发展趋势中的必然要求。时空叙事可视化研究正是在这一背景下提出，旨在将历史小说、人物传记、新闻报道等不同的叙事文本作为数据源，通过叙事与地理空间技术的结合，建立从事件信息挖掘到事件可视化分析的一套完整理论、方法和技术，为拓展地理空间技术在人文社会学科中的应用范畴奠定基础。本文的主要研究内容包括：

(1) 全面梳理了叙事在地理学与地图学中的现状研究。对地理叙事、地理空间叙事等一系列相关的研究成果进行了归纳总结，认为当前将叙事与地理学、地图学相结合进行的研究还缺乏一个清晰的研究范畴界定，在理论框架、事件存储模型、文本空间到地理空间的映射、可视化方法的选择与认知研究几个方面需要进行进一步地探索。

(2) 提出了时空叙事可视化的理论与技术框架。对时空叙事的研究范畴进行了界定，提出了针对时空叙事表达对象的叙事信息四面体模型，建立了面向叙事文本以及面向可视化场景的事件分类体系。采用定性与定量分析相结合、理论与试验相结合的手段，提出了时空叙事可视化的技术路线。

(3) 建立了文本空间向地理空间的映射机制。设计了事件的多级存储模型和事件要素共现模型，前者能够对事件进行不同尺度地划分，并对事件序列之间的逻辑层次关系、因果关系进行建模和表达，以满足不同尺度可视化的要求；后者则是用于事件中不同要素(如地名、事件人物等)的存储和相关性分析。同时，基于地理编码技术和数字地名词典，提出了一种结合人工辅助定位方法的地理匹配模型，实现文本中定性位置信息向地理坐标的转换。

(4) 建立了面向场景的时空叙事多维可视化方法体系。根据叙事信息四面体模型，将时空叙事进行了维度划分，对不同可视化方法的适用场景进行了分析，给出了不同场景的可视化应用示例，并对作为时空叙事可视化核心的时空维度可视化在应用中的几个关键性问题进行了分析。

(5) 开展了针对时空维度可视化方法的认知研究。结合问卷调查法、手绘草图法、眼动试验法、出声思维法等认知试验方法，对时空维度可视化中的几个关键性问题：针对时空路径的时间变形地图解读、不同尺度下时空立方体的可用性及用户对于文本中定性位置的认知特点进行了研究。在此基础上，提出了相应的可视化策略，为时空叙事可视化方法的应用提供指导性原则。

(6) 以两个典型事件为例实现了基于自由叙事文体和规范性叙事文体的事件多维可视化。针对基于自由文体的长时间跨度的历史事件，设计了一套包括历史地名映射在内的地名实体和时间信息规范化标准，实现了事件序列的多尺度存储与表达。针对基于规范性新闻语料库的事件，提出了一套新闻事件要素识别与规范化方法，设计了面向地域的事件主题词提取与可视化方法，以及考虑文本位置属性的情感计算与可视化方法。