地图学第四章

1、电子教案第第 4 4 章章 地图符号地图符号第 4 章 地图符号1 1 作为地图语言的地图符号作为地图语言的地图符号 2 2 量表在符号设计中的应用量表在符号设计中的应用 3 3 构成符号的视觉变量构成符号的视觉变量 4 4 彩色彩色 5 5 符号与图形的感受效果符号与图形的感受效果6 6 注记注记 符号是一种物质的对象、属性或过程，用它表示抽符号是一种物质的对象、属性或过程，用它表示抽象的概念。最典型的符号是语言，完整的语言符号可表象的概念。最典型的符号是语言，完整的语言符号可表达为：达为： 概念 被表示成分 = 音响形象 表示成分 地图符号的组成要素:颜色、形状、尺寸。1.地图符号的符号特

2、征（1） 地图符号具有被表示成分和表示成分的特征（2） 地图记号有一定的约定性（3） 地图记号可以等价变换（4） 记号构成地图 概念 被表示成分 空间信息 = = 音响形象 表示成分 视觉形象符号学的理论原则可以应用于地图学领域表层结构深层结构2.2.地图符号的功能地图符号的功能 地图是空间信息的符号模型，符号地图是空间信息的符号模型，符号具有地图语言的功能，它表现在以下的四具有地图语言的功能，它表现在以下的四个方面：个方面： （1）地图符号是空间信息传递的手段。）地图符号是空间信息传递的手段。 （2）地图符号构成的符号模型，不受）地图符号构成的符号模型，不受比例尺缩小的限制，仍能反映区域的基

3、本比例尺缩小的限制，仍能反映区域的基本面貌。面貌。 （3）地图符号提供地图极大的表现能）地图符号提供地图极大的表现能力。力。 （4 4）地图符号能再现客体的空间模型，）地图符号能再现客体的空间模型，或者给难以表达的现象建立构想模型。或者给难以表达的现象建立构想模型。 1.2 1.2 地图符号的视觉感受与认知过程地图符号的视觉感受与认知过程 格式塔心理学：研究经视知觉检验过的整体，认为现象的经验是整体的或完形的，论证了“整体大于局部之和”。 认知心理学：将人看作是一个信息加工的系统，认为认知就是信息加工，包括感觉输入的变换、简约、加工、存储和使用的全过程。其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程

4、。瞬时记忆短时记忆长时记忆环境 信 息 丧 失复述 记忆信息的三级加工模型：注意刺激2 量表在符号设计中的应用 2.1 2.1 地图符号的分类地图符号的分类空间分布：三维 0, 1, 2, 3 x, y, z时空分布：四维 0, 1, 2, 3, 4 x, y, z, t地图符号的几何分类点状符号线状符号面状符号体积符号空间信息的几何特性 面状符号：表达空间上具连续两维分布的现象的面状符号：表达空间上具连续两维分布的现象的符号。具定位特征，为依比例符号。符号。具定位特征，为依比例符号。 点状符号：表达空间上一个点位的符号。具定位点状符号：表达空间上一个点位的符号。具定位特征，为不依比例符号。特

5、征，为不依比例符号。 线状符号：表达空间上沿某个方向延伸的线状或线状符号：表达空间上沿某个方向延伸的线状或带状现象的符号。具定位特征，为半依比例符号。带状现象的符号。具定位特征，为半依比例符号。 体积符号：表达空间上具三维特征的现象的符号体积符号：表达空间上具三维特征的现象的符号。具定位特征，与比例尺相关。具定位特征，与比例尺相关。形象符号抽象符号比例符号半比例符号非比例符号地图符号的视觉含义分类地图符号的比例分类半比例符号 1. 1.定名量表定名量表依据制图对象固有特征进行区分依据制图对象固有特征进行区分 。众数是最佳的数字统计量，以一个群体中出现频率最大的类别定名。众数是最佳的数字统计量，

6、以一个群体中出现频率最大的类别定名。 2. 2.顺序量表顺序量表按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。按某种标志将制图对象排序，表现为相对等级。 标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。标志是以定量为基础，通过计算或人为确定。 分位法是其中一种常用的定量分类方法。分位法是其中一种常用的定量分类方法。四分位法 将数据从小到大排列，然后按各级内部数据个数相等的规则确定分级。 n + 1 40 + 1q1 = = = 10.25 4 4 2(n+1) 2 41q2 = = = 20.5 4 4 3(n+1) 3 41q3 = = = 30.75 4 4第一个四分位序号第二个四分位序号第三个四分位

7、序号按内插法计算各分位数的数值假定有40个数x1 = n10 + ( n11 -n10 ) 0.25x2 = n20 + ( n21 -n20 ) 0.5x3 = n30 + ( n31 -n30 ) 0.75通过一定量值形成的制图对象排序通过一定量值形成的制图对象排序（等差数列）（等差数列）常用的统计量是算术平均值常用的统计量是算术平均值 x 和标准差和标准差d d xx = nx- 2 d ， x- d ， x， x + d ， x+ 2d ( x - x )2d = n分级间隔值： 4. 4.比率量表比率量表以明确的比率数值描述制图对象的数值差异l, klr, klr2, klr3, k

8、lr4, klr5, , h3 3 构成符号的视觉变量构成符号的视觉变量 3.13.1视觉变量视觉变量 1967年法国贝尔廷领导的图形实验室经过多年的探讨，提出形状、尺寸、方向、亮度、色彩和密度的差别改变了图形外观，称为视觉变量。近30年来，许多学者在肯定了他的视觉变量理论的同时，提出了多种构成图形要素的方案。我们认为，视觉变量是构成图形的基本要素，它包括：形状、尺寸、方向、颜色、网纹五个方面。在细分时，颜色的三个特性（色相，亮度，彩度）可以理解为独立的视觉变量，而网纹中的三种组合（线划网纹、点状网纹、混合网纹），也分别具备视觉变量的特征。1.1.形状变量形状变量-是视觉上能区别开来的几何图形

9、的单体。2.2.尺寸变量尺寸变量-是组成不同形状的符号在量度上的变量。-适用于长形或线状的符号。4.4.颜色变量颜色变量 -最活跃的视觉变量，包含三个子分量：色相、亮度、彩度。5.5.网纹变量网纹变量-指在一个符号或面积内部对线条或图形记号的重复交替使用。包括线划网纹、点状网纹、混合网纹。 在千变万化的符号形式中，根据空间事物相互联系的在千变万化的符号形式中，根据空间事物相互联系的特征，以某种变量为主脉，可以形成一系列结构符号。特征，以某种变量为主脉，可以形成一系列结构符号。 改变形状改变形状 间断形状间断形状 附加形状附加形状 组合形状组合形状 改变方向改变方向 线状符号形状的连续变化，可以

10、产生实线和间断线。也可以用叠加、线状符号形状的连续变化，可以产生实线和间断线。也可以用叠加、组合和定向构成一个相互联系的线状符号系列。线状符号的变化也不限于组合和定向构成一个相互联系的线状符号系列。线状符号的变化也不限于一种变量，尺寸变量参与了线状符号的变异。一种变量，尺寸变量参与了线状符号的变异。 面状符号的结构中，网纹变量起很大作用，在一定意义上说网纹变量是面状符号的结构中，网纹变量起很大作用，在一定意义上说网纹变量是形状变量的组合。形状变量的组合。从构形而言，视觉变量产生的符号可以区分为规则的和不从构形而言，视觉变量产生的符号可以区分为规则的和不规则的图形。象形符号也是一种不规则符号，很

11、难以某种变量说明它。规则的图形。象形符号也是一种不规则符号，很难以某种变量说明它。 4 4 彩色彩色 4.1 4.1 彩色的量度彩色的量度 每一种彩色视觉都可依每一种彩色视觉都可依据三个特性进行度量，即色据三个特性进行度量，即色相、亮度和彩度相、亮度和彩度1.色相 色相色相:是彩色视觉相互区别的心理学特征，取决于反射光谱的主波长。是彩色视觉相互区别的心理学特征，取决于反射光谱的主波长。锥体细胞锥体细胞: : 包含三种感色细胞：感红细胞，感绿细胞和感蓝细胞。包含三种感色细胞：感红细胞，感绿细胞和感蓝细胞。紫色 蓝色 绿色 黄色 橙色 红色420nm 470 510 580 620 700nm 光

12、的三原色又称加色原色：红、绿、蓝。光的三原色又称加色原色：红、绿、蓝。颜料的三原色又称减色原色：黄、品红、青。颜料的三原色又称减色原色：黄、品红、青。 两种光混合产生白色或者灰色。两种光混合产生白色或者灰色。2.亮度亮度 -色光的强度，色彩和非色彩的明暗特征。-相对于光谱色的纯洁度，也称纯度、饱和度。1. 蒙赛尔色立体 以心理学、颜色视觉制定分类标记，建立了色相、亮度、彩度为指标的三维色立体。4.2 4.2 色的表示色的表示 黑 白 明度 绿 红 色调 紫 饱和度2.色谱和色库 色谱是建立在网点四色印刷基础上的表示系统，是以减色原色及纹理变量的晕点为基础。 在电子出版系统中，常配备能产生数十万

13、种有效彩色的数据库色库。4.3 4.3 彩色的感受效应彩色的感受效应色彩在地图感受中的作用十分显著：色彩在地图感受中的作用十分显著：(1)(1)提高了地图传递空间信息的容量提高了地图传递空间信息的容量(2)(2)用视觉次序反映地物数量特征和动态变化用视觉次序反映地物数量特征和动态变化(3)(3)增进地图的美感和艺术造型增进地图的美感和艺术造型 地图色彩的选择，有些是以生理学为基础的，人的知觉机制所起的作用构成设地图色彩的选择，有些是以生理学为基础的，人的知觉机制所起的作用构成设计图形时的限制；有些是以心理学为基础的，对色彩产生寓意的和主观的效果；有计图形时的限制；有些是以心理学为基础的，对色彩

14、产生寓意的和主观的效果；有些则是色彩应用长期形成的用色习惯。些则是色彩应用长期形成的用色习惯。 1.1.前进色和后退色前进色和后退色 暖色相由红、橙和黄等色构成。给人以温暖、舒适、有活力的感觉。视觉上效果使其更贴近观众，并在页面上更显突出。 冷色来自于蓝、青和绿等色。感觉显得稳定和清爽。它们看起来还有远离观众的效果。 2.2.色彩的交互作用色彩的交互作用包括亮度对比、颜色对比、彩度对比。 当光源的光谱成分发生变化时，被观察的对象颜色会保持不变，这种特性称为色彩的恒常性。中性微冷中性微暖最冷最暖暖冷5. 习惯色彩色 彩表 示 意 义运 用 效 果红自由、血、火、胜利刺激、兴奋、强烈煽动效果橙阳光

15、、火、美食活泼、愉快、有朝气黄阳光、黄金、收获华丽、富丽堂皇绿和平、春天、青年友善、舒适蓝天空、海洋、信念冷静、智慧、开阔紫忏悔、女性神秘感、女性化白贞洁、光明纯洁、清爽灰质朴、阴天普通、平易黑夜、高雅、死亡气魄、高贵、男性化4.44.4色彩的选配色彩的选配 1.1.同种色的配合同种色的配合 2.2.类似色的配合类似色的配合 3.3.原色的配合原色的配合 4.4.互补色的配合互补色的配合 5.5.对比色的配合对比色的配合 6.6.综合色的配合综合色的配合 5 5 符号与图形的感受效果符号与图形的感受效果5.1 5.1 视觉变量的感受效果视觉变量的感受效果包括数量感、次序感、差异感。包括数量感、

16、次序感、差异感。 感受效果变量尺寸亮度网纹色相方向形状差 异 感组合感选择感次序感数量感5.2 5.2 图形视觉的心理效应图形视觉的心理效应影响地图设计的视觉心理因素：聚类感受、视觉对比、层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。次结构、图形与背景、视觉平衡。1.1.聚类感受聚类感受 （1 1）类似因素）类似因素 相互类似的刺激容易组成整体。相互类似的刺激容易组成整体。 （2 2）邻近因素）邻近因素 相互较短的或互相邻接的刺激物，容易组成整体。相互较短的或互相邻接的刺激物，容易组成整体。 （3 3）闭合感觉）闭合感觉 一个接近于完形但还没有闭合的图形，瞬

17、时观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。察总有把它和拢的倾向。 （4 4）完形倾向）完形倾向 彼此相属的部分容易组成整体，而不相属的部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。分便离开了主体。 2.2.视觉对比视觉对比 对比产生于视觉差异。区分为主要部分和次要部分。地图对比产生于视觉差异。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。设计者应努力造成差异，以便在对比中取得协调。 （1 1）线划对比）线划对比 线划的类型和宽度构成一张地图的网络，线划的类型和宽度构成一张地图的网络，产生丰富的信息。产生丰富的信息。（2 2）色彩

18、对比）色彩对比 色彩对比小的图形呆板单调，不能引起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。主题以外的图形普染浅灰色也可以显现主题的地位。题。主题以外的图形普染浅灰色也可以显现主题的地位。冷暖色对比和互补色对比对一些图种非常有用。冷暖色对比和互补色对比对一些图种非常有用。 （3 3）网纹对比）网纹对比 因为网纹多数用于面状符号，它的对比程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

19、制图的性质所决定。网纹的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。排列变量之间的差异性较大，对比明显产生选择性感受。 3.3.层次结构层次结构 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。层次结构分明。 （1 1）延伸网络）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主要反映线状符号的网络关系，例如河流系统的

20、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。线路的等级进行量化，以显示空间信息的相对重要性。 （2 2）层次网络）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，因此每项类别和特征都在网络中处于固定位置，一个类别的系组成网络，因此每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。意义内涵要由该类别与其他类别和特征的关系来决定。 （3）立体层次 和层次

21、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 2）良好的边界产生图形）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

22、一个整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。体；一是产生差异也区分为一个整体。（3 3）清晰的区域产生差异）清晰的区域产生差异 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。差异，这种差异便为知觉场发现，产生图形与背景的差别。（4 4）熟悉产生图形）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，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在

23、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。为图形，就需要组织较多的记忆因素。（5 5）较小区域容易成为图形）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。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. 5. 视觉平衡视觉平衡平衡是一种均衡的状态。平衡是一种均衡的状态。视觉平衡的两个主导因素：重力；方向视觉平衡的两个主导因素：重力；方向在地图上重力：图形的绝对位置、尺寸、形状。方向：图形的相对位置、在地图上重力：图形的绝对位置、尺寸、形状。方向：图形的相对位置、内容、形状。内容、形状。5.3 视觉分辨

24、的限度1.1.能见敏锐度能见敏锐度: : 不以图形的大小衡量不以图形的大小衡量, ,是衡量大脑图象的视角阈限是衡量大脑图象的视角阈限, ,而不是图形尺寸而不是图形尺寸. . 物体再小物体再小, ,只要有足够亮度对比就能看见只要有足够亮度对比就能看见. .2.2.分辨敏锐度分辨敏锐度: : 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又称分辨率或解像力. . 视锐度视锐度( (视力视力):):分辨敏锐度的阈限的倒数分辨敏锐度的阈限的倒数. . 当阈限为当阈限为1 1时时, ,视力为视力为1.01.0。当阈限为。当阈限为3030时时, ,视力为视力为2.02.0（很少人能达到）。（很少人能达到）。种类可辨尺寸视距点的直径单线宽双线间的空白宽虚线间的空白宽汉字边长2500.170.050.100.121.755000