空间认知是当前国内外认知科学领域的研究热点,并取得了系列成果,但是专门对空间认知进行训练与评估的研究较少。主要原因在于其科学的训练评估系统难以构建,训练效果量化简单,并且对训练效果的评估受观察人员的主观因素影响较大。因此本文从科学有效的空间认知训练评估系统设计、基于该系统的训练评估效果定量分析两个方面进行了深入研究。首先,本研究构建了一套将脑机接口与虚拟现实技术进行融合的空间认知训练与评估系统。该系统借助虚拟环境下的空间认知任务对受试者进行训练与测试,并同步采集脑电信号,记录受试者的行为数据。采用离线分析的方式对训练前后行为数据的时间、路程等多个指标进行统计分析;借助格兰杰因果分析、排序条件互信息方法分别对脑电信号进行特征提取与分类,以便客观、定量地评估训练的效果。其次,针对传统脑电信号分析方法容易忽略通道之间相对位置信息的问题,本研究提出基于多维排序条件互信息-多光谱图像的空间认知能力评估脑电信号分析方法。该方法充分考虑脑电信号耦合特征的空间属性,将多频段组合下的耦合特征进行多光谱图像转化,并借助卷积神经网络对这些图像数据进行分类,从而有效地评估训练前后空间认知能力的变化。最后,本研究对上述内容进行了实验与分析。本实验招募了7名受试者使用上述系统进行为期20天的训练及前后测试,从不同角度验证了该系统在这些受试者空间认知训练与评估量化方面的有效性。此外,本文验证了多维排序条件互信息-多光谱图像方法相对于其他方法在空间认知能力评估应用中的优越性。