Использование геоинформационных технологий для анализа влияния открытых пространств на психическое состояние человека

DOI: 10.35595/2414-9179-2023-2-29-59-73

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Ж.А. Буряк

Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Федерально-региональный центр аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов,
ул. Победы, д. 85, Белгород, Россия, 308015,
E-mail: buryak@bsu.edu.ru

У.С. Москвитина

Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, д. 85, Белгород, Россия, 308015,
E-mail: moskvitina@bsu.edu.ru

Аннотация

В работе представлены возможности использования цифровых моделей рельефа и местности для оценки влияния открытых пространств на психофизическое состояние человека. Описан подход к оценке влияния видимых границ окружающего человека пространства, позволяющий конструировать в виртуальной реальности натурные модели местности с заранее определенными свойствами для персонализации психотерапевтических сценариев. Сделаны первые шаги к созданию методики оценки эстетической ценности ландшафта с позиции его непосредственного влияния на психофизическое состояние наблюдателя. Так, для трех территорий, принципиально отличающихся по ландшафтным условиям (высотная застройка Нью-Йорка, высокогорья Альп и полого-холмистая равнина Среднерусской возвышенности), по цифровым моделям местности и рельефа в ГИС был рассчитан коэффициент формы воспринимаемого пространства, учитывающий кривизну земной поверхности и площадь поверхности зданий. Через коэффициент аккомодации (Ка), который сопоставляет коэффициент формы пространства с аналогично рассчитанным коэффициентом поверхности головного мозга, была оценена комфортность окружающих условий для конкретного человека. В обоих примерах естественных ландшафтов Ка>0, что говорит о комфортных условиях. Пространства с плотной высотной застройкой (Ка<0) оказывают более негативное влияние на психоэмоциональное состояние человека. Выполнено также моделирование изменения Ка воспринимаемого пространства по маршруту движения наблюдателя в зависимости от изменения объемной площади зоны видимости. Установлено, что чем разнообразнее рельеф территории, тем контрастнее будет отклик на состояние наблюдателя. Использование ГИС-технологий и 3D-моделирования открывает перспективы нового подхода к конструированию виртуальной реальности, позволяет оптимизировать и создавать персонализированные VR-программы психофизиологической коррекции.

Ключ. слова

ГИС, открытое пространство, персонализированная виртуальная реальность, рельеф, ЦМР, зоны видимости

Список литературы

  1. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ. Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН, 2000. 119 с.
  2. Викторов А.С., Кошкарев А.В., Лихачева Э.А. Современные методы и технологии цифрового моделирования рельефа в науках о Земле. Геоморфология, 2016. № 4. С. 86–88. DOI: 10.15356/0435-4281-2016-4-86-88.
  3. Горбунова Т.Ю., Горбунов Р.В., Ключкина А.А. Оценка пейзажно-эстетической ценности ландшафтов Юго-Восточного Крыма. Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. География. Геология, 2017. Т. 3 (69), № 3-2, 237–249.
  4. Дирин Д.А. Пейзажно-эстетические ресурсы горных территорий: оценка, рациональное использование и охрана (на примере Усть-Коксинского района Республики Алтай). Барнаул: Азбука, 2005. 260 с.
  5. Доброхотова Т.А. Нейропсихиатрия. М.: БИНОМ, 2006. 304 с.
  6. Ежов В.В., Ежов А.В., Манышев С.Б., Манышева К.Б. Профессор Михаил Доброхотов — инициатор лечения неврозов на Южном берегу Крыма. Вестник физиотерапии и курортологии, 2020. Т. 26. № 4. С. 103–110. DOI: 10.37279/2413-0478-2020-26-4-103-110.
  7. Колбовский Е.Ю. Эстетическая оценка ландшафтов: проблемы методологии. Ярославский педагогический вестник, 2011. Т. 3, № 4. С. 161–166.
  8. Корчажинская В.И., Попова Л.Т. Мозг и пространственное восприятие (односторонняя пространственная агнозия). М.: Издательство Московского университета, 1977. 87 с.
  9. Москвитина У.С. Способ макроэнцефалометрии полушарий большого мозга и мозжечка с учетом их аккомодации в закрытом окружающем человека пространстве. Патент на изобретение № RU 2692949 C1, 28.06.2019.
  10. Москвитина У.С. Способ макроэнцефалометрии полушарий большого мозга человека. Патент на изобретение № RU 2668697 C1, 02.10.2018.
  11. Москвитина У.С., Буряк Ж.А. Способ макроэнцефалометрии полушарий большого мозга с учетом их аккомодации в условиях конечной области открытого окружающего человека пространства. Патент на изобретение № RU 2725965 C1, 08.07.2020.
  12. Нарожняя А.Г., Буряк Ж.А. Морфометрический анализ цифровых моделей рельефа Белгородской области разной степени генерализации. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия Естественные науки, 2016. № 25 (246). Вып. 37. С. 169–178.
  13. Николаев В.А. Ландшафтоведение: эстетика и дизайн. М.: Аспект Пресс, 2005. 176 с.
  14. Павлинов И.Я. Геометрическая морфометрия — новый аналитический подход к сравнению компьютерных образов. Информационные и телекоммуникационные ресурсы в зоологии и ботанике. СПб., 2001. С. 65–90.
  15. Попов В.Н., Чекалин С.И. Геодезия. Учебник для ВУЗов. М.: Горная книга, 2007. 519 с.
  16. Чурилова Э.А., Лопина Е.М. Опыт изучения эстетическо-потребительских параметров среды. Московский экономический журнал, 2021. № 6. С. 31. DOI: 10.24411/2413-046X-2021-10332.
  17. Шарый П.А. Геоморфометрия в науках о Земле и экологии: обзор методов и приложений. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2006. Т. 8. № 2. С. 458–473.
  18. Эрингис К.И., Будрюнас А.-Р.А. Сущность и методика детального эколого-эстетического исследования пейзажей. Экология и эстетика ландшафта. Вильнюс: Минтис, 1975. С. 107–170.
  19. Baghaei N., Chitale V., Hlasnik A., Stemmet L., Liang H.N., Porter R. Virtual reality for supporting the treatment of depression and anxiety: Scoping review. JMIR Ment Health, 2021. V. 8 (9). e29681. DOI: 10.2196/29681.
  20. Bratman G.N., Anderson C.B, Berman M.G., Cochran B., de Vries S., Flanders J., Folke C., Frumkin H., Gross J.J., Hartig T., Kahn P.H.Jr., Kuo M., Lawler J.J., Levin P.S., Lindahl T., Meyer-Lindenberg A., Mitchell R., Ouyang Z., Roe J., Scarlett L., Smith J.R., van den Bosch M., Wheeler B.W., White M.P., Zheng H., Daily G.C. Nature and mental health: An ecosystem service perspective. Science Advances, 2019. V. 5 (7). eaax0903. DOI: 10.1126/sciadv.aax0903.
  21. Climent G., Rodríguez C., García T., Areces D., Mejías M., Aierbe A., Moreno M., Cueto E., Castellá J., Feli González M. New virtual reality tool (Nesplora Aquarium) for assessing attention and working memory in adults: A normative study. Appl Neuropsychol Adult., 2021. V. 28 (4). P. 403–415. DOI: 10.1080/23279095.2019.1646745.
  22. Gao T., Zhang T., Zhu L., Gao Y., Qiu L. Exploring psychophysiological restoration and individual preference in the different environments based on virtual reality. Int. J. Environ Res Public Health, 2019. V. 16 (17). 3102. DOI: 10.3390/ijerph16173102.
  23. Hsieh C.H., Li D. Understanding how virtual reality forest experience promote physiological and psychological health for patients undergoing hemodialysis. Front Psychiatry, 2022. V. 13. 1007396. DOI: 10.3389/fpsyt.2022.1007396.
  24. Jo H., Song C, Miyazaki Y. Physiological benefits of viewing nature: A systematic review of indoor experiments. Int. J. Environ Res Public Health, 2019. V. 16 (23). 4739. DOI: 10.3390/ijerph16234739.
  25. Kim B., Schwartz W., Catacora D., Vaughn-Cooke M. Virtual reality behavioral therapy. Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting, 2016. V. 60 (1). P. 356–360. DOI: 10.1177/1541931213601081.
  26. Kim P.E., Zee C.S. Imaging of the cerebrum. Neurosurgery, 2007. V. 61 (suppl. 1). 123-46. DOI: 10.1227/01.neu.0000279316.03266.cd.
  27. Mietchen D., Gaser Ch. Computational morphometry for detecting changes in brain structure due to development, aging, learning, disease and evolution. Front Neuroinformatics, 2009. V. 3. 25. DOI: 10.3389/neuro.11.025.2009.
  28. Moskvitina U., Buryak Zh. A new approach to assessing the influence of the finite region shape of the surrounding open space on the human mental activity. 10th International Congress of Cognitive Psychotherapy. Abstract book. Rome: Erickson, 2021. P. 64.
  29. Reichert M., Braun U., Lautenbach S., Zipf A., Ebner-Priemer U., Tost H., Meyer-Lindenberg A. Studying the impact of built environments on human mental health in everyday life: Methodological developments, state-of-the-art and technological frontiers. Current Opinion in Psychology, 2019. V. 32. P. 158–164. DOI: 10.1016/j.copsyc.2019.08.026.
  30. Thompson-Butel A.G., Shiner C.T., McGhee J., Bailey B.J., Bou-Haidar P., McCorriston M., Faux S.G. The role of personalized virtual reality in education for patients post stroke — A qualitative case series. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases, 2018. V. 28 (2). P. 450–457. DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2018.10.018.

Для цитирования: Буряк Ж.А., Москвитина У.С. Использование геоинформационных технологий для анализа влияния открытых пространств на психическое состояние человека. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2023. Т. 29. Ч. 2. С. 59–73 DOI: 10.35595/2414-9179-2023-2-29-59-73

For citation: Buryak Z.A., Moskvitina U.S. The use of geo-information technology analysis the impact of open spaces on the individual’s mental state. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2023. V. 29. Part 2. P. 59–73. DOI: 10.35595/2414-9179-2023-2-29-59-73 (in Russian)