行人导航是以个人数字助理或移动手机为平台,在导航电子地图的辅助下利用路径引导信息帮助行人到达目的地的导航方法。近年来,行人导航应用得到了来自移动手机产业与基于位置服务领域的广泛关注,已经成为了移动手机产业的关键应用之一。行人导航服务的一个核心任务是以最低的空间认知负担引导行人到达目的地。目前已有许多研究表明,基于地标的行人导航系统能够提供最清晰的导航线索。地标在行人导航系统中的重要性主要表现在三个方面：(a)相比较基于距离、道路名与方向的转向信息,地标更易于引导行人的行走方向；(b)基于地标的路径引导信息能够降低行人的认知负担与对路径的困惑感,提供行人对导航系统的信任程度；(c)地标能够帮助行人降低导航时间。虽然已有许多研究强调了地标的重要性,但目前仍存在一些问题,使得地标难以应用于行人导航服务。(1)现有的GIS与交通数据模型对地标的支持较少,使得地标以及基于地标的路径引导信息难以应用于行人导航服务。(2)在利用地标作为导航线索之前,人们需要在现实环境中辨识地标(例如根据建筑物的名称或图像找到环境中的相应对象)。地标的可用性会明显受到地标辨识效率的影响。而地标的基础属性(例如名称、颜色与形状等)很难直接反映地标的辨识效率。现有的地标显著性计算方法虽然能够衡量地标的突出程度,但难以量化地标的辨识效率与负担。(3)缺乏一种利用地标进行导航路径优化与引导的方法,难以提供行程较短、易于跟随(easy-to-follow)且认知负担较低的导航路径。虽然很多研究强调了地标在路径选择与引导中的重要性,但将地标作为行人路径优化因素的研究仍然较少。已有研究利用地标生成路径描述信息,但更多的是将地标作为位置确认的空间线索,利用地标的语义属性为行人描述地标。但当地标的语义属性不显著、缺乏显式标志(如标牌)或行人对导航区域不熟悉时,地标的可用性较低,行人难以利用这些路径描述信息寻找地标与路径。针对上述三个问题,本文提出了基于地标的行人导航方法,包括：基于地标的行人导航数据模型、地标典型特征分析、基于地标的路径选择与引导方法。本文的主要内容如下：(1)首先介绍了本文的研究背景与意义,包括：寻路与导航任务、行人导航系统的作用、行人导航与车载导航的区别。然后介绍了地标、导航数据模型、视觉搜索、路径选择与引导的国内外研究现状,并讨论了将这些领域的成果与方法应用于行人导航时存在的问题。针对这些问题,提出了本文的研究目标与内容。(2)提出了一种基于地标的行人导航数据模型。本模型描述了地标在一些典型的导航环境(建筑物、开放空间、多模式交通系统以及城市道路)中的特征与应用模式,并对地标以及相关特征进行了抽象与概念化,建立了不依赖于具体物理实现方式的概念数据模型。本研究针对两种典型的导航情景执行了该数据模型：(a)包括公交、公园与室内的混合导航环境；(b)城市中的地铁系统。这两个导航情景验证了该模型在现实环境中的可用性。(3)提出了对地标的几种典型特征(地标显著度、可视性与辨识时间)的分析方法,从而为预估地标在行人导航中的可用性与应用方式提供依据。这些特征能明显影响地标的可用性,将应用于本文提出的数据模型、路径选择与引导方法之中。(4)地标能降低行人的认知负担,提高导航效率。本研究提出了一种基于地标的路径选择与引导方法,该方法利用地标序列作为导航过程中的路径描述、表达与引导方式,能够为行人提供连续的路径引导信息。针对路径引导方法,本研究设计了两种地标序列规划方法,能够针对不同的优化目标规划地标序列。(5)本文选择了几个实验区域,对所提出的模型与方法进行了执行、测试与分析。这些实验包括：基于地标的行人导航数据模型的执行、地标辨识时间分析、基于多目标模型的地标序列生成。通过对实验结果的分析验证了本文研究与方法的可用性。