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地圖的地理适應性

生活 更新时间:2024-10-09 03:33:02

地圖的地理适應性(地圖空間認知的)1

江西地名研究

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摘要:地名是地圖的主要内容之一,具有其他地圖要素不可比拟的直觀性和概括性,是百姓最容易接受的定位方式。本文以用戶的地圖空間認知順序為切入點,首先介紹了地名的産生及發展過程、地名特性、地名定義、地名要素以及地名注記符号在地圖空間認知語義三角中的作用。其次,從地名注記的标注位置、顔色、字體與字号、方向及文字排列、文字間隔、整體布置六個方面論述了地名注記作為“定位符”的内在原因。最後,對遙感影像地圖、航空像片、普通2維地圖以及3維地圖四種常用地圖中的地名注記進行了分析。地名注記符号是地圖空間認知中最直觀,最有效的信息傳輸要素,在地圖空間認知中發揮着重要的定位與導航作用。

關鍵詞:地名;地名注記;視覺變量;地圖空間認知;地名注記設計。

0引言

曾世英先生早在1962年就曾指出:“地名是地圖主要内容之一,而地圖是大量的、成批的、系統的出現地名的場所。用圖者往往先查閱地名,然後再看其他地理要素,因此,地名的正确與否成為地圖的科學水平及其使用價值的指标之一。”

作為地圖語言的地圖符号系統,在地圖空間認知的過程中擔負着核心作用。目前,國内外對地圖的點、線、面狀符号的理論、方法、設計與應用等相關研究較多,而對地名注記符号的相關研究較少。然而,人們在地圖空間認知的過程中,首先關注的是其所感興趣的地名,而非各式各樣的點、線、面狀符号。地名被認為是描述地理空間中位置和對象的最為直觀和“自然”的方式,通常相對于一組坐标表示的地理信息,使用有意義的地名更為直觀,地名在地理信息标記及檢索中發揮着極為重要的作用。

張保鋼認為,“地名是地圖的重要組成部分,具有其他地理要素不可比拟的直觀性和高度概括性,是測繪模拟産品和數字産品不可缺少的信息,也是尋常百姓最容易接受的定位方式”。

1地名及其相關理論

1.1地名的産生與發展過程

地名是人類社會發展到一定階段的産物。早期人類為了生存、生活以及相互之間的交往,需要對某一地理實體取個代号,以便識别,于是就有了地名。早期的地名可能隻是口頭傳誦的,以後又可能用一種符号代替。有了文字後,才以地名的形式出現。随着社會的發展,文明的進步,地名愈來愈複雜,愈來愈多樣化。地名與不同時代自然、社會、人文各種現象,有十分密切的關系。

地名是人們賦予某一特定區域範圍的地理實體的一種語言文字代号,同時也是用以區别另一特定地理實體的一種語言文字标志。地名由專名和通名兩部分組成。随着科學技術的發展,人類活動領域的擴大,地名命名的對象已不限于傳統的地球表面,而擴大到海底和其他星球。

1.2地名的特性

根據《地名學概論》,地名的本質屬性有以下兩個方面:

1)指位性:地名之所以稱為地理實體的專有名詞,其主要原因是它所代表的這個地理實體在地球表面上具有一定的方位和範圍,即具有一定的空間位置。

2)社會性:地名是社會的産物,它的命名、更名、發展、演變始終受社會各方面的制約,因此它具有廣泛的社會性。

1.3地名的定義

地名的科學概念目前存在兩種不同的說法:一種是地名是“個體地理要素”的指稱,一種是地名是“個體地域”的指稱。地理要素包括自然要素(如平原、山地、河流)和人文地理要素(如城市、工廠、鐵路)。褚亞平認為隻強調“地理要素”而不包含“地域”的概念,不足以準确地表現地名的指位性。因此,他認為“地名是個體地域的指稱”。地名包括以下三方面的含義:

1)地名是人們賦予的,而不是自身存在的或天然的。從曆史發展看,地名經曆了從當地少數人使用到逐漸為衆人所知直至被社會大衆廣泛接受的過程,從賦予語言到文字再到數字代碼表示,從約定俗成到标準化、法定化的地名。

2)空間上,既包括陸地,也包括海洋和海底,随着人類對宇宙探測的進展,地名命名的空間範圍逐步從地球向宇宙中的其他天體擴展。

3)特定性,包括特定的範圍和特定的時間。

按照《中國大百科全書》的定義,地名(toponym,place name)是人們賦予某一特定空間位置上自然或人文地理實體的專有名稱.

1.4地名七要素

綜合地名的相關理論與定義,得出地名具備以下七個要素:

1)指位:即地名反映的是相應的地理範圍、方位、區域、位置等。

2)字形:即組成地名的字和詞,地名字形要素是關鍵字查詢及關鍵詞組合查詢的基礎。

3)語音:即組成地名的字和詞的發音,不同國家有不同的語言,不同的語言針對同一地名的發音也是不一樣的。

4)語法:即構成地名的字和詞之間的組合與搭配規則。

5)語義:即地名所蘊含的深層次的含義,地名語義是智能互聯網——語義網的信息源頭。

6)語用:即地名的應用以及與用戶之間的關系。全球80%以上的信息與地理信息相關,而且現在正呈現上升趨勢,而絕大多數的地理信息都與地名直接或間接的相關。

由此可見,地名的應用是相當廣泛的,并且應用規模呈現擴大趨勢。

7)時間:即地名的生存周期。從古到今,朝代的更疊,殖民戰争以及現代的行政區劃改革等都在不斷地改變着地名。地名的時間要素反映了曆史的沿革,對地名管理工作具有重要的作用。

2地圖空間認知語義三角形

本文将哲學語義三角形引入地圖空間認知領域後得到地圖空間認知語義三角形如圖1所示。

地圖的地理适應性(地圖空間認知的)2

在地圖空間語義三角形中,地圖語義與地圖符号反映意義與形式的關系,地圖語義是抽象的,要通過地圖符号才能表達,地圖符号是地圖語義的載義實體,二者是直接聯系的;地圖語義與空間對象是意義與事物的關系,地圖語義是在空間對象的基礎上概括形成,是客觀事物在人腦中的概念反映,二者也是直接聯系的;地圖符号與空間對象之間沒有直接的、必然的聯系。地圖語義是地圖符号和空間對象之間的關系。在地圖空間認知過程中,地名注記符号是如何起到“定位”作用的呢?下文将通過對地名符号源頭設計的規範與要求來進行論述。

3地圖空間認知驅動的地名注記符号設計

在地圖語言中,除了利用以圖形為主的基本語言——地圖符号外,還是用了自然語言——地名注記。地名注記的要素包括字位、字色、字向、字體、字号、字隔、布置等。

3.1地名标注位置的确定方法

地名注記的位置不是随意的,而是有規律可循的。将所要标注的地圖要素分為三類:點狀、線式面狀及線狀、面狀。

1)點狀地圖要素:依據空間方位關系的“米字”模型,點狀地圖要素的地名注記标注位置主要有八個,它們分别是:正左、正右、正上、正下、左上、右上、左下、右下。

2)線式面狀地圖要素及線狀地圖要素:該兩類地物的縱橫比例往往差距較大,确定該種地名注記标注位置的最好方法是黃金比法。

黃金比法:1∶0.618便是很多專家所推崇的黃金比。據調查統計,黃金比是最完美、最适合人類審美觀點的比值(比如身材、圖形的長寬比等)。鑒于此,本文将數學中的黃金比引入到地圖空間中。對于線式面狀地物或線狀地物,應用黃金比法确定黃金點作為地名注記标注的中心位置,然後進行地名注記的标注。

3)面狀地圖要素:該類地圖要素包圍一定的地理區域,且縱橫幅度差别不大。比較适合的地名注記放置方法有以下三種:

①幾何中心法:地圖要素的形狀為規則的圖形時,像規則的圖斑(正方形,正三角形等),可以将地名注記标注在圖斑的幾何中心位置。但是地理空間中的地理對象一般情況下都是不規則的圖斑,因此,要用到下面的幾何重心法。

②幾何重心法:隻有規則的幾何圖形才有幾何中心,但是每個幾何圖形都有幾何重心。當為均勻“介質”的規則幾何圖形時,幾何重心就在幾何中心。幾何重心的位置可以通過計算圖形坐标的方式獲得。通常情況下,地圖要素不都是均勻分布的,要受到很多因子的影響,如政治、經濟、交通、教育、文化等方面,因此,要用下面的權重法。

③權重法:通過對影響地圖要素的因子做統計分析,利用變異系數法得出各個影響因子的權重值,将權重值融合到方法②中,可以确定最終地名注記的标注位置。

3.2地名注記顔色的選擇

現代色彩學的發展使地圖制圖可以使用的顔色越來越豐富多彩,不再僅僅是離散顔色,而是可以連續變化并且可以自己進行定制的色彩模塊。

配置地名的顔色,首先要貫徹要求是注記的色彩要醒目,不能過多,再就是要與地圖空間的背景色相協調和匹配,以減小視覺沖擊。其次,地圖要素的顔色也反映了地圖語義,顔色不能随意搭配。因此,在進行地名注記顔色配置的過程中要慎重,要盡量迎合大衆用戶的地圖空間認知習慣,不能隻為刻意“創新”,而亂設色彩,造成地圖空間認知困難。

3.3地名注記方向與文字排列地圖

空間中的地名注記并不都是朝一個方向的,而是錯落有緻,協調分布的。地名注記的方向應該盡量與地理對象的走向一緻,以便地圖用戶更容易獲得地理空間對象的位置、走向,以及覆蓋區域。地名注記的文字排列方式有水平字列、垂直字列、雁行字列與屈曲字列,可以通過字體的字向朝北,并沿水平線、垂直線、斜線與任意去向排列來完成注記配置,在處理時需要對注記中的每個字符單獨進行。

3.4地名字體與字号地圖

空間的地名注記字體與字号應盡可能滿足簡潔、有序、統一的要求。為了最大限度的迎合用戶的地圖空間認知習慣,地名注記的字體應該用宋體、黑體或楷體等标準文件常用的規範字體,而要避免使用藝術字體,同時避免畫面過于花哨而引起地圖空間認知的困難。地名注記的字号要按照注記内容等級設置字号,等級高的較重要,用較大的字号顯示,反之,等級較低的,用較小的字号顯示。在中國,基本比例尺地形圖的注記大小是有國家标準可遵循的。杜世宏認為,地圖生産是一個複雜的過程,由于許多原因,需要重新确定注記的大小,情況有兩種:①從一幅圖中,僅提取其中的一個或少數幾個圖層進行注記,其他的圖層不參與注記。從地圖信息量和易讀性的角度出發,應該适當增大注記的尺寸。②從較大比例尺的地圖生産較小比例尺的地圖時,應當适當縮小注記的尺寸。第一種情況下,确定注記的大小有一定的難度。難點在于目前還沒有一個準确的數學模型或标準來衡量和确定,需要在大量實驗的基礎上,進行統計分析和比較,找出合适的規律。對于第二種情況,可以借鑒制圖綜合中的開方根規律來計算。開方根規律公式:

地圖的地理适應性(地圖空間認知的)3

式中,MA是原始地圖的比例尺分母;MF是新編地圖的比例尺分母;CZ是符号尺度系數;CB是地物重要性系數;nF是新編地圖上應當選取的地物個數;nA是原始地圖上地物的個數.

3.5地名文字間隔

地名注記文字間的間隔也很重要。間隔過小,文字緊挨在一起,密密麻麻,不利于用戶對地理空間對象的整體把握。在比例尺進行切換時,容易出現注記混亂,影響地圖空間認知。相反地,文字間隔過大,注記文字太散、不連貫,容易造成地圖空間認知不連續,影響認知的效率。因此,地名注記的文字間隔不能太寬,也不能太窄,要與地物的尺寸相協調,盡量滿足用戶的閱讀習慣。

3.6地名注記的整體布置

地圖制圖綜合的各種要求、方法及原則的最終目的就是删繁就簡,讓用戶在地圖空間認知過程中,最快最有效地獲取地圖信息與知識。地名注記的整體布置要滿足制圖綜合的要求,在使地圖要素保持緊密聯系的同時,保持錯落有緻,協調統一,不能互相壓蓋,互相契合,避免造成認知的困難。

4應用分析

上文已經對地名注記的視覺變量進行了詳細論述,下面針對常用的四種地圖分别說明地名注記該如何設計才能最有利于地圖空間認知。

4.1遙感影像中的地名注記

遙感影像通常不能用肉眼辨别出明顯的地理對象特征,影像地圖的地名注記設計與普通城市地圖差别較大。普通城市地圖由于地圖底色比較單一,設計者多采用不同形式、結構和色彩組合的Bertin視覺變量來設計幾何符号或藝術符号以增強地圖的表現力和藝術性。而在色彩紛雜、信息量巨大的影像地圖中,設計者需要在突出符号注記層的視覺層次的同時兼顧以下問題:①符号不宜大面積壓蓋底層影像的信息;②注記的色彩要醒目,但顔色種類不宜過多;③為了使注記突出于影像背景之上且方便讀者獲取屬性信息,注記的色彩選用大紅、品紅和青色等飽和度高的純色,配以一定寬度的白色襯邊,将注記與地圖隔開,達到突出的效果;大面積區域注記如片名、住宅小區、公園的字體采用筆畫較粗的隸書、魏碑等,還可以利用反白字裝飾。

影像地圖中的地名注記,适合采用較粗、較大的字體。在《珠海市影像地圖集》設計中,作者選用黑體、方正準圓簡體、方正綜藝簡體、方正大标宋簡體、方正大黑簡體,使地圖顯得更加美觀、大方。即使是影像色調最暗的部分,注記也清晰可辨,明顯易讀。

4.2航空像片中的地名注記

航空像片與遙感影像有相似之處,兩者都沒有明顯的地理空間對象邊界,但是航空像片較遙感影像有優勢。通常,航片的分辨率較高,我們可以直觀地看清楚地物的大緻輪廓。航片中的地圖要素是地理空間中的地理對象的外貌、形狀、顔色、走向、地勢等的真實狀态。航片中地名注記可以借鑒遙感影像的地名注記的方法,同時應該多用淺色,以便與背景顔色相區分。

4.3普通2維地圖中的地名注記

普通2維圖是現代地圖的起源,是我們日常生活中最常用的地圖,我們大部分的地圖空間認知都來自于普通2維圖,比如政區圖、旅遊圖等都與我們的日常生活息息相關。因為使用的方便與頻繁,普通2維圖中的地圖符号研究也相對廣泛,國内外衆多專家在地圖制圖綜合、地圖符号視覺變量、地圖空間認知方面都做了大量的研究。王家耀、陳毓芬等關于地圖學都有大量的理論與應用專著。普通2維圖中,地名注記要簡練,字體規範、字号适中、層次分明、字色鮮明突出,且不過于花哨。

4.4 3維地圖中的地名注記

3維地圖以其形象直觀,真實反映地理空間對象的特性等優勢,在地圖領域開辟出一片新的陣地。随着現代地圖學理論與應用的發展,以及相關3維建模技術理論和軟件的普及應用,3維地圖已經成為地圖的應用發展趨勢。3維地名注記符号對于漫遊于3維地圖中的用戶來說,無疑起到了至關重要的定位與導航作用。在常規地圖符号變量的體系基礎上,将動态特征與交互式特征等變量引入到3維地圖符号中來,因此3維地圖在設計的過程中要滿足旋轉(多角度)、縮放(多尺度)、LOD展示以及陰影等多方面效果的要求。3維地名注記的标注方式有平鋪式、懸空式、嵌入式等。不管用什麼方式,最終要體現出3維地圖要素之間的邏輯性,同時要遵循易讀、易理解及視覺感受的一般規律。

5結束語

地名注記符号是地圖空間認知中最直觀、最有效的地圖信息傳輸要素。無論是2維地名注記符号還是基于2維注記符号擴展而來的3維地名注記符号,在地圖空間認知中都發揮着重要的定位與導航作用。規範的設計規則與要求,正是它們發揮定位導航作用的關鍵所在。作為一種特殊的地圖符号,地名注記在設計過程中要遵循一切地圖符号的通用視覺變量,如地名字體、字号、顔色、方向、排列順序、标注位置、嚴格的等級劃分以及制圖綜合的總體要求和避免地圖要素壓蓋,等等。最新的認知成果——眼動儀的成功問世,給地圖空間認知的發展帶來了新的契機。希望通過眼動儀數據的統計分析與挖掘,能讓地圖空間認知研究取得更大和更人性化的發展和進步。

作者:陳健,張斌,梁汝鵬

來源:《地理信息世界》2012第6期

選稿:耿曈

編輯:吳雪菲

校對:張純瑜

審定:鄒怡思

責編:羅舒平

(由于版面有限,文章注釋内容請參照原文)

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