第5章地图符号化.ppt

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1、第5章 地图符号化,地图概括是地图的核心，符号化是形成一张地图的结果。符号化过程要求认识地图符号和设计地图符号。从符号学的角度说明地图符号的性质，从几何学的角度进行地图符号的点、线、面分类，从心理学的角度说明设计地图符号的依据。,主要内容,地图符号地图的语言符号的分类与量表符号的视觉变量色彩符号与图形的心理感受特点注记,1 地图符号地图的语言,符号学的相关理论符号是一种事物的对象、属性或过程，用它来表示抽象的概念。符号学是研究事物符号的本质、符号的发展变化规律、符号的各种意义及符号与人类多种活动间的关系。瑞士语言学家索热尔：语言是表达思想的符号系统，符号学发现的规律可应用于语言学。,能指 被表

2、示成分=所指 表示成分,1 地图符号地图的语言,符号学的相关理论美国皮尔斯把符号解释为符号形体、符号对象和符号解释。符号形体即符号本身；符号对象是符号形体所代表的“事物”；符号解释即解释项。美国莫里斯认为符号学的分支学科应由语义学、语形学和语用学三方面组成。语义学研究符号与其意义间的形式关系；语形学研究符号与符号所表达对象间的关系；语用学研究符号使用者对符号的理解和运用。,1 地图符号地图的语言,地图符号学与地图语言学将符号学、语言学理论应用于地图学，形成地图符号学与地图语言学已成为地图学界可以接受的学科范式。地图符号学的研究有三种方法：应用传统的符号学研究地图的本质和特征；用图形符号学的方法

3、，即用视觉变量理论来研究地图符号的结构规律；地图语言的研究方法，即将地图符号看作图形语言。,1 地图符号地图的语言,地图符号学与地图语言学地图符号有两个基本特征：地图符号具有一定的约定性；地图符号可以等价交换。地图设计的关键是符号图形符形的设计。（对地理要素空间形状的化简、概括、抽象）地图符号具有语言符号系统的特征层次特征。地图符号系统与语言符号系统具有相同的实质信息传递功能。,2 符号的分类与量表,地图符号,点位符号,点状对象被认为是不具有空间尺寸的，或说它的空间尺寸可被忽略，是0维的。点在数学上用一个平面的x,y坐标表示。点状分布现象在地图上通常采用只有一个定位点的点状符号表示。,线状符号

4、,线状要素被认为在空间上是1维的，只有长度没有宽度。线状要素可被表达为一系列首尾不同的x,y坐标。线状分布现象在地图上以中心线定位，以不同的线型来表达不同的类型。,面状符号,面状分布要素是2维多，既有长度，也有宽度。用一系列首尾相同的x,y坐标来表达。在地图上表现为有一定范围轮廓以及颜色或底纹填充。,体积符号,2.5维表达连续现象的分布趋势面，对应于每个空间x,y坐标对都有一个独立属性值。真正的3维在每个空间点（x,y,Z）上都有独立的属性值。,地理现象的空间维度及其符号化,属性特征度量标准及其符号化地图信息传输的任务不仅仅只有地理现象的空间分布特征，还包括其定性或定量的属性特征。当描述一个地

5、理现象的属性特征时，必然要涉及该属性数据的度量标准：定名量表、顺序量表、间距量表、比率量表。,2 符号的分类与量表,属性特征度量标准及其符号化定名量表定名量表是最低等级的量表尺度。只定性的考虑地理现象的差别，而完全不考虑它们之间的次序和数量关系。,2 符号的分类与量表,属性特征度量标准及其符号化顺序量表顺序量表实在分类的基础上，对具有同一定性特征的要素根据其定量特征进行排序或分等。,2 符号的分类与量表,属性特征度量标准及其符号化间距量表间距量表不仅包含了数据的顺序关系，而且可以清楚地表明彼此数据指标间距的大小。间距量表上没有绝对的零值，因而不能根据间距量表获得比间距大小更多的信息。,2 符号

6、的分类与量表,属性特征度量标准及其符号化比率量表比率量表包含前3种量表的特性，是间距量表的高级形式。比率量表所处理的数值具有本质的意义，包含绝对的零值。故比率量表度量的要素不仅反映其数值间距的大小，还反映彼此的大小比率。,2 符号的分类与量表,视觉变量视觉变量是构成图形符号的基本要素，也称图形要素。1967年贝尔廷的图形实验室研究，认为视觉变量的构成有形状、尺寸、方向、亮度、色彩和密度。1974年莫里森：形状、尺寸、亮度、饱和度及图案的方向、排列、纹理。1976年萨里谢夫：形状、尺寸、颜色、方向、亮度、（图形）结构。1977年博德：形状、尺寸、图案（方向、排列）、纹理、色彩（色相、饱和度、亮度

7、）,3 符号的视觉变量,视觉变量1982年基茨：形状、尺度、亮度和联合使用。1984年鲁宾逊（地图学原理（第五版）基本图形要素）：色相、亮度、尺寸、形状、密度、方向、位置。1995地图学原理（第六版）：视觉变量分为基本视觉变量（形状、尺寸、方向、颜色的色相、颜色的亮度、颜色的彩度）和从属视觉变量（网纹的排列、网纹的纹理、网纹的方向）。,3 符号的视觉变量,视觉变量,3 符号的视觉变量,视觉变量形状变量形状是指符号图形本身的轮廓形状。线状要素、面状要素的形状都取决于地理要素本身的空间分布特征。点状符号的形状可以是简单的几何图形，也可以是各种几何图形的组合，或复杂的象形符号，以区分定性特征。,3

8、符号的视觉变量,视觉变量尺寸变量尺寸变量是指构成符号在长度、宽度、高度、面积、体积等方面的度量变化。通常用以表达地理要素定量特征的差异。符号的尺寸大小通常与所表达的数量指标成一定的比率关系。（绝对、相对、任意比率）,3 符号的视觉变量,视觉变量方向变量方向变量包括两个层次：一是基本变量中整个符号图形本身的方向变化；二是网纹中同类纹理的方向变化。在地图符号设计中可以通过方向变化来表示地理要素定性特征的不同。,3 符号的视觉变量,视觉变量颜色变量颜色是最活跃的一种视觉变量，既可以表达定性特征的不同，又可以表达定量特征的变化。颜色包括彩色和非彩色，彩色具有色相、亮度和彩度，非彩色只有亮度。颜色在地图

9、设计中起主要角色作用，因为颜色不仅可增强美感，更能提高地图的清晰性，从而使地图的信息载负量增大。,3 符号的视觉变量,视觉变量网纹变量网纹也称纹理，是具有一定形状和大小的点、线及点线组合而成的图案按照一定的方式排列的结果。纹理在某种意义上起着与颜色同样的作用，并主要应用于面状符号的填充，故又称为底纹。网纹变量具有三个分量：样式、尺寸和排列。样式是指构成纹理的基本图案的形状。,3 符号的视觉变量,视觉变量网纹变量组成网纹的个体图案排列方式以规则排列为主，有时也采用随机排列方式。个体图案排列规则包括排列顺序、排列方向和排列间隔。排列顺序是指由多种图案构成的网纹中不同图案交替变换的次序。排列方向是指

10、线型图案的延伸方向。排列间隔是指个体图案排列的密度。,3 符号的视觉变量,视觉变量,3 符号的视觉变量,视觉变量的组合为区分地理现象间的差异，一个地图符号往往组合了多种视觉变量，常用的组合是：形状+形状、形状+尺寸、形状+方向、形状+颜色、形状+网纹、颜色+网纹、色相+亮度。参考P169图5-14和图5-15。,3 符号的视觉变量,色彩的三属性色彩的表示色彩的命名地图用色设计,4 色彩,色彩的属性在视觉上，色彩是无法用一般的量值来衡量的，只能用三个特殊的物理量来衡量，即色相、亮度和彩度（或饱和度、纯度）。色相、亮度、彩度就是色彩的三属性，也称为色彩三要素。色彩可分为彩色和非彩色（消色，黑-灰-

11、白）两大类，其中非彩色仅具有亮度灰度数值，不具备色相、彩度的属性。,4 色彩,色彩的属性色相色相即色彩的相貌，是色彩最基本的特征，也是色与色彼此相互区分最明显的特征。彩虹系列色：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，是基本色。,4 色彩,色彩的属性色相将光谱色带弯曲成环，连接处加上光谱中不存在的品红色，可形成一个色相循序渐变的色相环。,4 色彩,色彩的属性色相锥体细胞:包含三种感色细胞：感红细胞，感绿细胞和感蓝细胞。光的三原色（色光三原色）：红、绿、蓝。（加色原色）光的三间色（色料三原色）：黄、青、品红。（减色原色）,4 色彩,色彩的属性色相原色两两混合生成二次色，二次色与原色混合成三次色。12色相环中

12、的色即由原色、二次色和三次色组合而成。,4 色彩,色彩的属性亮度亮度也称为明度，表示色彩的明暗程度。,4 色彩,心理因素对亮度的对比产生影响,色彩的属性亮度消色最容易理解亮度：白色最亮，黑色最暗，黑白间不同深浅的灰，就是不同明暗程度的表现。彩色既靠自身所具有的明度值，也靠加减灰度调节明暗。彩色的明暗，一般以消色灰调的亮度表示其相应的亮度值。任何色相的亮度等级分得越多，越不容易识别；同时色相原来亮度越大，分级应越少。,4 色彩,色彩的属性彩度彩度也称为纯度或饱和度，是指反射或透射光线接近光谱色的程度。彩度越高色彩越纯，感觉越艳丽；彩度越低色彩越涩，感觉越浑浊。同一色相中，彩度越高亮度越高，彩度越

13、低亮度越低。,4 色彩,色彩的表示芒塞尔色立体,4 色彩,黑,白,亮度,绿,色相,紫,彩度,基本色相有红、黄、绿、蓝、紫，及黄红、绿黄、蓝绿、紫蓝、红紫5个间色，然后分10份，用1-10表示，5表示纯色。亮度为11个等级，5为中间。轴顶10为白色，轴底0为黑色。彩度根据离开亮度轴距离设定，中央轴为0，离开越远，彩度值越大。表示方法：色相亮度/彩度。如10BG2/4。,色彩的表示常用的几种计算机表色系统RGB模型。用色光三原色红绿蓝表示，每个原色的取值范围都是0-255。,4 色彩,色彩的表示常用的几种计算机表色系统HSB模型。以色相(Hue)、彩度(Saturation)和亮度(Brightn

14、ess)表示。色相取值范围是0-360，红0或360，绿120，蓝240，黄60，青180，品300。彩度和亮度取值范围0-100。,4 色彩,色彩的表示常用的几种计算机表色系统CMYK模型。CMYK模型的基础上减色法。青(Cyan)、品(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black)。以百分数表示颜色值，故各基本色的变化范围是0-100，100表示各色全饱和。,4 色彩,色彩的命名植物名命名：如柠檬黄、米黄、桃红、橘红、枫叶红、苹果绿、葱绿、栗色、咖啡色、洋葱紫等动物名命名：如孔雀蓝、海豹灰、鸭蛋青、鸡冠红等金属名命名：如钢灰、银灰、金黄、铁棕、铜绿等明暗、深浅命名：如明绿、暗绿、浅

15、黄、深黄等拼写命名：如青绿、黄绿、黄橙等,4 色彩,地图用色设计增强地图的表现力定性特征的设色（习惯与标准、心理感受与生理反应）定量特征的设色,4 色彩,图形视觉的心理效应地图上的符号和图形，虽然是由各种视觉变量所构成，但并不是把这些变量堆砌在一起就能形成一幅地图。设计和编制地图首先从图形结构上考察，哪些变量构成的符号比较直观，哪些符号的形象传递信息更有效，哪里图形显得拥挤，哪些颜色不协调等。影响地图设计的视觉心理因素：聚类感受、视觉对比、层次结构、图形与背景、视觉平衡。,5 符号与图形的心理感受特点,1.聚类感受-类似或邻近的刺激有机结合起来。（1）相似性 相互类似的刺激容易组成整体。,（2

16、）接近性 相互较短的或互相邻接的刺激物，容易组成整体。,（3）闭合性 一个接近于完形但还没有闭合的图形，瞬时观 察总有把它和拢的倾向。,（4）完形倾向 彼此相属的部分容易组成整体，而不相属的部分便离开了主体。,2.视觉对比 对比产生于视觉差异。信息传递中区分为主要部分和次要部分。地图设计者应努力造成差异，以便在对比中取得协调。（1）线划对比 线划的类型和宽度构成一张地图的网络，产生丰富的信息。,（2）色彩对比 色彩对比小的图形呆板单调，不能引起注意。色相对比在视觉中出现不同层次，产生地图结构的差异。由亮度的反差造成地图上的亮区和暗区可以突出主题。亮度过大产生跳跃感，应适当减小亮度对比。冷暖色对

17、比和互补色对比对一些图种非常有用。,（3）网纹对比 因为网纹多数用于面状符号，它的对比程度通常由选择的定性制图或定量制图的性质所决定。网纹的排列变量之间的差异性较大，对比明显，产生选择性感受。,3.层次结构 大多数空间信息的传输，包含着复杂的关系，图形便需要进行层次分析，以便将地图资料清晰化和专题资料系统化，使重要性不同的地图内容层次结构分明。（1）延伸网络 主要反映线状符号的网络关系，例如河流系统的主流和支流关系，全国的道路系统也是如此。延伸网络通常是顺序性的，但对线路的等级进行量化，以显示空间信息的相对重要性。（2）层次网络 多用于表示主题的分类系统。由于分类按上下级的关系组成网络，因此每

18、项类别和特征都在网络中处于固定位置，一个类别的意义内涵要由该类别与其他类别和特征的关系来决定。,同一层次水平的类别采用色相或网纹对比，在视觉上具同等分量。,（3）立体层次 和层次网络正好相反，它要求被表示的成分处于不同的视觉平面上。立体层次也可表现为单个符号的叠加和晕线处理。,（4）激活扩散 这种模型在地图上的应用：当一个系统被加工或受到刺激，在该系统的结点上就出现激活，然后沿结点的各连线，系统向四周扩散。,4.图形与背景 图形是具有一定界限、组织比较严密的，背景则是没有界限的同一性空间。在心理感受上，图形与背景的构成有如下特征：（1）明暗差异产生图形 视觉的特点就是注意力集中在差别上，当其他

19、的图形亮度一致时，较暗部分成为图形。而由于海水部分较暗，则较亮的陆地成为图形。,（2）良好的边界产生图形 边界起两种视觉作用，一是使图形造成闭合，自然形成一个整体；一是产生差异也区分为一个整体。（3）清晰的区域产生图形 主题部分的地图，经过较精心的设计和绘制，与周边图形产生差异，这种差异便为知觉场发现，产生图形与背景的差别。（4）熟悉产生图形 若已知的图形已存储在记忆中，便能对比生疏的图形产生差异，在知觉场中使熟悉的图形突出。相反的，若要是未曾记忆的区域成为图形，就需要组织较多的记忆因素。（5）较小区域容易成为图形 较小区域与较大区域并列时，往往是小区域作为图形首先出现。,5.视觉平衡,平衡是

20、一种均衡的状态。视觉平衡的两个主导因素：重力；方向,重力：图形的绝对位置、尺寸、形状。方向：图形的相对位置、内容、形状。,视觉分辨率的限度能见敏锐度：不以图形的大小衡量,是衡量大脑图象的视角阈限，而不是图形尺寸。物体再小，只要有足够亮度对比就能看见。分辨敏锐度：是指能够辨别出视野中空间距离最小的两个视点的能力，又称分辨率或解像力。视锐度(视力)：分辨敏锐度的阈限的倒数。阈限为1时，视力为1.0。当阈限为30”时，视力为2.0（很少人能达到）。,5 符号与图形的心理感受特点,视觉分辨率的限度,5 符号与图形的心理感受特点,注记的作用地图注记是指地图上的标注和各种文字说明，是地图的基本内容之一。注

21、记也是一种符号。地名注记地名注记包括地名、河名、山名等，其中以地名为主。地名标准化工作说明注记说明地理要素具体的属性值。图幅注记对整幅图的各种说明文字，如图名、图例、制图说明等,6 注记,注记的设计地图注记的设计应从注记的内容、表现形式、图上定位三个方面考虑。内容的设计是指文字内容的表达设计，地图注记的内容既要准确传达信息，又要力求简明扼要。一方面要精简文字减少冗余，另一方面要尽量避免使用缩写。系统地利用地图注记的字体、尺寸、颜色，是地图设计中常用的信息归类到手段。特别应注意地图要素标注的位置、方向、排列方式。,6 注记,注记排布 注记在图上的排列方式，主要有四种：水平字列：平行于南北图廓。垂

22、直字列：垂直于南北图廓。雁行字列：字符连线与注示物走向平行，成直线，字直立。屈曲字列：字符连线与注示物走向平行，成自然弯曲，字向不直立。,慎重地进行注记定位能够加强地图的视觉平衡。,地图注记的配置,1、基本原则 地图注记配置以能明确标明被注对象，尽量排列在空白处，不压盖切断其他线划或注记，并能反映被注地物的空间分布特征为基本原则。2、点状符号 应以水平字列配置，多置于其右方，可沿纬线方向排列或平行于上下图廓线。3、线状符号 常用水平、垂直、雁行或屈字列设计编排，且注记轴线应与符号平行或依符号轴线排列。4、面状符号 多用雁行或屈字列，配置在符号相应面积内，并沿符号中部的主轴线布设。在同一幅地图上，同一类地物注记的配置方式要一致。,