地图学：地图符号

地理信息系统专业课地图学复习总结。内容包括：地图符号的基本概念、地图符号的类型和视觉变量、地图色彩、地图注记、地图符号设计。

第三章 地图符号

• 地图符号的基本概念
  • 一、地理要素的特征
    • 空间特征
      • 点状要素
        • 精确定位的点状分布要素
        • 不精确的中心点位分布要素
      • 线状要素
        • 确定的线状分布要素
        • 不确定的路径
      • 面状分布
        • 零星的
        • 断续的
        • 统计面状：指社会经济现象按某区域单元汇总 值，如某县市单位人口数、工业总产值等
      • 体状分布：在空间上连续分布
    • 属性特征：质量特征、数量特征、等级特征
      • 定性特征主要指用定性数据描述要素的名称、类型等特征。
      • 定量特征主要指用定量数据描述要素的数量、等级、结构、 比例等特征，区分要素的不同等级或数量之间的差别
      • 地图要素的表示等级
        • （1）定性表示 只表示专题要素的性质，而不说明它的类型
        • （2）分类表示 要求表示专题要素的类型，例如把湖泊分为咸 水湖和淡水湖。分类指标可以是定性的，也可以是定量的，如 通过某些指标的综合评判，把某区域分为工业区和农业区。
        • （3）顺序分级 只表示专题要素的等级概念，分级指标可以是定性的，也可以是定量的。例如把城市分为大、中、小城市。
        • （4）间隔分级 用于表示专题要素的定量特征，等级之间间距是确定的。
        • （5）数值表示 精确地表示地图的数量，如粮食亩产485kg
    • 时间特征：某一时刻、某一段时间或 某些周期性现象的变化情况。
  • 二、地图符号的实质与特征
    • 地图符号的实质
      • 地图符号体系
        • 图形符号
        • 地图注记
        • 色彩
        • 三者缺少其一都不能完整的表达地图信息，这边是地图符号系统的概念完整性含义
      • 地图符号是一种便于空间定位表达的专用图解符号，它以直观形象的图形方式，表达并传递各种空间地理信息及其相互关系。它以其视觉形象指代抽象的概念。
      • 地图符号并非简单的符号集合体。符号个体之间不是彼此孤立，而是存在紧密联系，反映了事物之间分类分级的逻辑关系，从而构成了一个完整严密的逻辑表达系统。这种不同层次的逻辑性表达，是地图符号系统最根本的概念本质含义。
      • 从制图综合角度看，地图符号化的过程就是对地理事物或 现象进行归纳、分类分级的过程，用抽象的具有共性特点的图形来表示某类事物和现象。所以，地图符号的形成实质上是对地理事物或现象进行的第一次制图综合。
    • 地图符号的特征
      • （1）地图符号是空间信息和视觉形象复合体
      • （2）地图符号有一定的约定性：地图符号的本质特点，地图 符号化的过程就是建立地图 符号与抽象概念之间的对应关系的过程，即约定过程。
      • （3）地图符号可以等价变换
  • 三、地图符号的功能
    • 1、地图符号具有传输地理空间信息的功能
    • 2、地图符号具有抽象概括的功能
    • 3、地图符号具有再现客体空间模型的功能
• 地图符号的类型和视觉变量
  • 一、地图符号的类型
    • 1.按符号的空间定位特征划分
      • ① 点状符号 是指图形呈个体点状形态 且具有几何定位点的符号。点 状符号基本对应着实地呈点状分 布的形态微小的独立地物，符号 的大小与地图比例尺无关且只具 有定位意义。如，测量控制点、 独立地物等符号。
      • ② 线状符号 是指图形呈线状形态且 具有几何定位线的符号。
      • ③ 面状符号 是指图形呈面状形态且以面状轮 廓准确定位的符号。面状符号对应着 实地大面积分布的地物，（面域轮廓线+内部填充图形）
    • 2.按符号的尺度特征划分
      • 其图形尺 寸与地图比例尺无关，故称为 不依比例符号。 它基本对应于点状符号。
      • ② 半依比例符号 当物体依比例尺缩小后成 为一条线，无法显示其宽度时， 符号只能准确表达物体在地图 上的实际位置及其长度，其宽 度则与地图比例尺无关，因而 称为半依比例符号。 它基本对应于宽度不依比 例的线状符号。
      • ③ 依比例符号 分布面积比较大的物体， 依比例缩小到地图上后仍能保 持完整的形态，其符号的图形 严格按地图比例尺确定，所以 谓之依比例符号。 它与面状符号和依比例的 线状符号相对应。
    • 3.按符号所表示的属性特征划分
      • ① 定性符号 定性符号是指表示地理要素质量特征的符号。
      • ② 定量符号 定量符号是指表示地理要素数量特征的符号。
    • 4.按符号的抽象程度划分
      • ① 几何符号 构图简洁、易于识别、易于 绘制、便于定位和比较。
      • ② 象形符号 具有高度自明性， 易于辨认与识别
      • ③ 真形符号 具有真实、直观， 一目了然的特点
    • 5.按符号的维数特征划分：平面符号/2.5维符号/三维符号
    • 6.按符号的显示效果划分
      • ① 一般效果符号 以二维几何图形为基本图元构成的 线划图形符号。
      • ② 特殊效果符号 区别于一般线划符号的构成方法， 采用描边、阴影、浮雕、外发光、 渐变色等图形图像技术形成的，具 有特殊视觉感受效果的符号。
    • 7.按符号的显示状态划分
      • ① 静态符号 是指一经显示，便不再发生变化， 相对固定不变的地图符号。
      • ② 动态符号
  • 二、视觉变量
    • 视觉变量（Visual Variables）通常是指可以引起视觉差别的最基本的图形因素（含色彩），即图形结构元素中能引起视觉差别的元素。
    • 形状、大小、色彩等可以说是构成图形符号的基本要素，也叫图形变量。在地图符号设计中正是通过这些基本要素的变化来表达地理现象间的差异的。
    • 视觉变量理论为我们进行地图符号设计提供了思路和方法。
    • （1）形状变量：形状变量是点状符号和线状符号最重要的构图要素。面状符号的形状取决于地理要素本身的空间分布情况。
    • （2）尺寸变量：尺寸变量是构成符号的又一重要的视觉变量。 它是指构 符号在长度、宽度、高度、面积、体积等方面的度量变化。
    • （3）方向变量：包括两个层次：一是指整个符号图形本身的方向变化；二是指构成符号的元素的方向变化。
    • （4）亮度变量：指由于亮度不同而引起视 觉上的差别。亮度是指色调的明暗程度。
    • （5）密度变量：指保持亮度不变的情况下，改变要素的尺寸及数量。
    • （6）色彩变量：色彩变量是最活跃的一种视觉变量。颜色包括彩色和非彩色，彩 色具有色相、亮度和饱和度三种特征，而非彩色只有亮度（灰度）一 种特征。
  • 三、视觉感受效果
    • 所谓视觉感受效果指的是人对于地图符号的视觉感受水平。只有进行视觉感受效果的研究才能更好地使用视觉变量进行符号设计。
    • 1、整体感：符号的整体感指的是构成图形的视觉变量之间没有显著地差别
    • 2、等级感：尺寸，亮度，密度
    • 3、数量感：尺寸
    • 4、质量感：形状（点状符号用 形状较易产生质量感）色相（面状符号用 色相较易产生质量感）
    • 5、动态感：尺寸上有规律的变化与排列 色彩亮度的逐渐改变 箭头符号的排列
    • 6、立体感：尺寸变化 亮度变化（光影、黑白对比） 纹理梯度（结构递尺） 空气透视、色彩（分层设色）
• 地图色彩
  • 一、地图色彩的作用
    • 1.色彩可丰富地图的内容，提高地图的表现力
    • 2. 色彩可增强地图 的艺术性
    • 3. 色彩可诱导读者的主观反应
  • 二、色彩的基本知识
    • 1、色彩的形成
    • 2、色彩三属性：色相-亮度-饱和度
    • 3、色彩的混合
      • 加色法混合：指两种或两种以上的色光的混合构成新色光。电子地图设计
      • 减色法混合：利用色料混合或颜色透明层叠合的方法获得新的色彩。纸质地图的印刷
    • 4、常用的色彩模型： RGB(RGB色彩模型与设备有关，不同的RGB设备再现的颜色不能完全相同。) CMYK
  • 三、地图色彩设计
    • 1、色彩三属性的利用
      • 色相－－表示质量类别
      • 亮度－－表示数量等级差别
      • 饱和度－－大面积饱和度低，小面积饱和度高
    • 2、色彩象征性的利用
    • 3、色彩视觉心理反应的利用
      • （１）色彩的冷暖感
      • （２）色彩的空间感
• 地图注记
  • 一、地图注记的作用和种类
    • 地图上各种要素除用图形符号表示外，还必须用文字和数字来说明各要素的名称、种类、质量和数量等特征，这种在地图上起说明作用的文字和数字，称为地图注记 。
    • 分类
      • 1.名称注记：表示物体的专有名称。
      • 2.文字说明注记：补充说明物体的质量特征(种类、性质等),如桥梁建筑材料、河流底 质、树木类型。
      • 3.数字说明注记:说明事物的数量特征，如地面点高程、比高，河流宽度、深度，桥梁长度、宽度、载重吨数。
      • 4.注释：当符号无法准确表达含义时，采用一段文字对某些事物或现象进行解释的方法。是对现象或事物的属性信息较为详细的说明（字数较多）。
  • 二、地图注记的设计 （重点）
    • 1、字体设计：主要用于区分事物的类别差异。指对地图上注记的字体进行设计
    • 2、字大设计：反映被标注对象的重要性等级
    • 3、字色设计：可用于进一步强调要素的分类效果、区分不同的视觉层次，突出事物的类别差异
    • 4、字隔设计：与所表达要素的分布特征有关
    • 5、字列设计：水平字列、垂直字列、雁行字列和屈曲字列
    • 6、字项设计：一般情况下都采用字头朝北的直立方向，我们称之为直立字向。个别注记须随被注符号定向 。
    • 7、特效设计
    • 8、衬底设计
  • 三、地图注记的配置规则 （重点、难点
    • 地图注记的配置，应根据被注对象的分布特征及周围关系等具体情况来确定。
    • 基本原则：指示明确，清晰易读，整齐美观，不压盖重要地物。
• 地图符号设计
  • 一、地图符号设计概述
    • 1、地图符号设计的概念: 地图符号设计是地图设计中的一个中心环节，其设计的效果将直接影响到地图质量。我们可以将空间数据通过分类、分级、简化后，根据其基本的空间分布特征、相对重要性和相关位置，用地图符号表达出来，使空间数据成为视觉可见的图形。
    • 2、影响地图符号设计的因素
      • （1）主观因素：影响符号设计的主观因素有符号的视觉变量及视觉感受效果、符号构图的视觉生理、心理因素、地图信息的视觉感受水平和符号的传统习惯和标准。
      • （2）客观因素：资料特点、地图的用途和内容、地图的比例尺和地图使用环境等。
      • （3）符号构图中应考虑视觉生理因素 （如能见度问题，符号尺寸）
    • 3、地图符号设计的内容
      • 设计内容：符号类型设计 符号视觉变量设计
      • 地图符号的分类
        • 符号分类是符号类型设计的基础；
        • 符号分类有利于符号设计规律的总结；
        • 符号分类有利于符号设计的创新。
      • 符号视觉变量的拓展
        • 1）静态视觉变量：传统视觉变量、现代视觉变量
        • 2）动态视觉变量：
        • 3）感知变量：听觉变量、触觉变量
  • 二、地图符号设计的基本原则
    • 地图符号设计总原则
      • （1）处理好创新与继承的关系
      • （2）充分考虑地图用途和用户的需要
      • （3）处理好单个符号美观与图面整体协调的关系
    • 地图符号构图设计的基本原则：简洁性、可定位性、易感受性、组合性、逻辑性、适应性、系统性。
  • 三、地图符号设计的基本方法
    • 1、地图符号设计的基本步骤
      • ① 通过分析制图对象明确其感受效果，确定地图的风格及符号类型。
      • ② 选择体现这种感受效果的最佳视觉变量；
      • ③ 利用视觉变量依据合理的构图方法设计出图形。
      • ④ 构图过程应综合考虑设计原则中的各项要求，反复斟酌，直至确定最佳方案。
      • ⑤ 可以采用专家评判、通过视觉感受测试分析。
    • 2、地图符号类型的设计
      • 地图符号类型的设计在地图风格的形成方面起着至关重要的作用。同一幅地图上的同类要素应尽量使用同一符号类型，才能使地图具有整体感，美观协调。
    • 3、视觉变量的设计
      • 视觉变量设计就是根据表示要素空间分布特征和所要表示的属性特征，运用地图感受论，先确定其需要体现的视觉感受效果，然后选择体现这种感受效果的最佳视觉变量，再利用视觉变量依据合理的构图方法设计出图形的过程，是地图符号设计的灵魂和关键。
      • （1）通过符号的形状、色相和图案表示制图对象（空间数据）的质量和类别特征；
      • （2）通过符号的尺寸或亮度（或色彩的饱和度）表示地理信息的数量和等级特征；
      • （3）通过符号的动态变量表示制图对象的发展变化规律等。