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到大众生活之中。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、多样的事件纳入到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。时空叙事可视化正是在这一背景下提出的研究,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。本文重点从基于叙事文本的事件信息挖掘与标准化处理,文本空间向地理空间的映射,以及面向场景的多维可视化方法几个方面对时空叙事可视化进行了研究,提出了时空叙事可视化的理论与技术框架,建立了对事件中时空信息、人物关系、情感因素、主题内容等进行表达的时空叙事多维可视化方法体系,最后通过两个应用实例对本文提出的方法进行了实现和验证。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、故事地图、叙事地图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。在此基础上,明确了本文的研究目的和意义。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,对时空叙事可视化的特征进行了分析。同时,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。在此基础上,对文本挖掘、时空数据建模与可视化、地图学认知实验方法等支撑本文研究的关键技术进行了全面梳理。结合自然语言处理、机器学习、地图学、认知科学、信息可视化和知识可视化领域的相关理论与技术,采用定性与定量分析相结合、理论与实验相结合的手段,提出了时空叙事可视化的技术路线,并指出了其中存在的关键问题。3.建立了文本空间向地理空间的映射机制。在对事件时空语义进行分析的基础上,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;而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.对时空叙事可视化方法进行了分类,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,分别从时空维度、事件人物维度、事件主题维度对可视化方法进行了归类,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,并指出了作为时空叙事可视化核心的时空维度可视化在应用中存在的几个关键性问题。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、眼动实验法、出声思维法等认知实验方法,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以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.分别以长征故事和MH370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。针对长征故事这种包含多个子事件的、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,基于事件多级存储模型实现了事件序列的多尺度存储与表达。针对MH370事件这种基于大规模新闻语料库的、涉及复杂人物关系的事件,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,并基于事件要素共现模型,对事件中涉及地点和人物的相关性进行了可视化分析。