siv022D可视化地图符号

1、空间信息的空间信息的2D表达表达地图及地图符号地图及地图符号授课教师：韩李涛Part I 地图符号的实质和分类地图符号的实质和分类 一、地图符号的实质及发展状况一、地图符号的实质及发展状况 地图符号本身是一种物质的对象（图形），它用来代指抽象的概念，并且这种代指是以约定关系为基础的。 地图符号以一种易为心灵了解和便于记忆的形式，将制图对象的抽象概念呈现在地图上，从而使人们对所表示的地理环境产生深刻的印象。 原始地图：制图物体 形象画； 现代地图：制图物体 抽象符号 地图 符号（表现定位、质量和数量 特征）二、地图符号的分类二、地图符号的分类 1.1.按其视点位置将地图符号分为：按其视点位置将地

2、图符号分为： - 侧视符号 - 正视符号2.2.按地图符号与比例尺的关系分为按地图符号与比例尺的关系分为： - 依比例尺符号： 面状要素 - 不依比例尺符号： 点状要素 - 半依比例尺符号： 线状要素 3.3.按符号表示的地理尺度分为：按符号表示的地理尺度分为： - 定性符号 - 等级符号 - 定量符号 4 4、依据符号所表示的对象将其分为：、依据符号所表示的对象将其分为： 水系符号、居民地符号、独立地物符号、 道路符号、管线垣栅符号、境界符号、 地貌符号和土质与植被符号等；5.5.按符号表现的制图对象的几何特征分为：按符号表现的制图对象的几何特征分为： A A、点状符号：、点状符号： 地图所

3、代指的概念可以认为是位于空间的点。地图所代指的概念可以认为是位于空间的点。 如：控制点、居民点、矿产地等。 特点：特点：（1）符号大小与比例无关；（2）定位特征。 B B、线状符号、线状符号 地图符号所代指的概念可认为是位于空间的线。地图符号所代指的概念可认为是位于空间的线。 如：河流、岸线、道路、航线等 特点：特点：（1）符号长度与比例尺发生关系； （2）定位：精确和概略 C C、面状符号、面状符号 地图符号所代指的概念可以认为是位于空间的面。地图符号所代指的概念可以认为是位于空间的面。l如：水部范围、森林范围、土地利用分类范围、l 动植物和矿藏资源分布范围等。 特点：特点：（1）符号的范围

4、与比例发生关系； （2）定位：确切和概略定位6.6.按符号的形状特征分为：按符号的形状特征分为： （1）几何符号 基本几何图形构成的较为简单的记性符号。（2）艺术符号 - 象形符号：（形象符号） - 透视符号：（3）组合符号： 形象符号：可以望文生义，不借助图例即能阅读。主要变量是形状和色相。作为一组图例的尺寸变量不能有很大的差别。几何符号：基本不与数据的属性相关联。主要变量是形状、色相、网纹。网纹填充符号不能太小。组合符号：形状变量的叠加，有利于形成地物类别的系列化。（4）图表符号 主要是反映对象数量特征概念的定量符号。 如：统计图表（5）文字符号： 文字本身是一种符号，地图上的文字具备了地

5、图的空间特征。（6）色域符号： 面积颜色可看成是色域符号。Part II 地图符号的视觉变量及其地图符号的视觉变量及其对事物特征的描述对事物特征的描述 一、符号的视觉变量（基本图形变量）一、符号的视觉变量（基本图形变量） 能引起视觉差别的图形和色彩变化因素称为能引起视觉差别的图形和色彩变化因素称为“视觉视觉变量变量”或或“图形变量图形变量”。 最早研究视觉变量的是法国人贝尔廷（最早研究视觉变量的是法国人贝尔廷（J.BertinJ.Bertin，巴黎大学图形实验室）。总结出一套图形符号的变化规巴黎大学图形实验室）。总结出一套图形符号的变化规律，各国地图学家在此基础上也进行了多方面的研究，律，各国

6、地图学家在此基础上也进行了多方面的研究，提了地图符号的种种视觉变量。提了地图符号的种种视觉变量。构成符号的视觉变量构成符号的视觉变量年份国别人物概念组成1967法国贝尔廷图形实验室视觉变量形状、尺寸、方向、亮度、色彩和密度1974美国莫里逊视觉变量形状、尺寸、色相、亮度、饱和度以及图案的方向、排列和纹理1976苏联萨里谢夫绘图方法形状、尺寸、颜色、方向、亮度、结构1977英国鲍德制图字母形状、尺寸、图案（方向、排列）、纹理、色彩（色相、饱和度、亮度）1982英国基茨图形变量形状、尺度（维）、亮度和联合使用1984美国罗宾逊基本图形要素色相、亮度、尺寸、形状、密度、方向、位置1995美国罗宾逊视

7、觉变量基本：形状、尺寸、方向、色相、亮度、彩度从属：网纹的排列、网纹的纹理、网纹的方向（一）基本视觉变量（一）基本视觉变量 从制图使用的角度看，视觉变量包括 形状、尺寸、方向、明度、密度、颜色、结构和位置。形状、尺寸、方向、明度、密度、颜色、结构和位置。 形状（形状（Shape） 产生符号视觉差异的最主要特征。产生符号视觉差异的最主要特征。 - -点状符号：符号的外形。点状符号：符号的外形。 有规则： 不规则： 几何图形 艺术符号- -线状符号：线状符号： 构成线的那些点的（像元）的形状，不是线的外部轮廓。如：境界、等深线 - -面积符号：面积符号：无形状变化。尺寸（尺寸（Size） 描述数量

8、特征最有效的 变量之一。- 顺序量表- 比率量表- 间隔量表-点状符号： 指符号的整体大小。-线状符号：构成它的点尺寸改变，线宽改变。-面积符号：尺寸与面积符号范围轮廓无关。方向（方向（Orientation） 指点状符号或线状符号的构成元素的方向，面状符号本身无方向变化，内部点、线填充有方向变化。 适用于长形或线状的符号适用于长形或线状的符号明度（明度（lightness） 符号色彩调子的相对明暗程度。明度包含顺序，能用来显示数据集的顺序状况。 如：分级密度（密度（DensityDensity） 指在保持符号表面平均明度不变的指在保持符号表面平均明度不变的条件改变像素的尺寸和数量。条件改变像

9、素的尺寸和数量。结构（结构（Pattern） 符号内部像素组织方式的变化。颜色（颜色（Colour） 指色相和饱和度的变化。 位置（位置（Position） 制图对象的地理位置是由坐标决定，是一种被动因素，但专题图中无定位符号位置会产生视觉的差异感。 如：定位图表、注记等（二）视觉变量的扩展1.1.发生时长：发生时长： 指符号从屏幕上从出现到消失所经历的时指符号从屏幕上从出现到消失所经历的时间。地图设计中，发生时长主要用于表现动态现间。地图设计中，发生时长主要用于表现动态现象的象的延续过程延续过程。2.2.变化速率：变化速率： 描述符号状态改变的速度。可以反映同一描述符号状态改变的速度。可以反

10、映同一图象在方向、明度、颜色等方面的变化速度，也图象在方向、明度、颜色等方面的变化速度，也可反映图象在尺寸、形状或空间位置上的变化速可反映图象在尺寸、形状或空间位置上的变化速度。度。3.3.变化次序：变化次序： 时间是有序的，以类似于二维空间中的前时间是有序的，以类似于二维空间中的前后、邻接关系的方式建立时间段之后的先后、相后、邻接关系的方式建立时间段之后的先后、相邻拓扑关系。邻拓扑关系。4. 4. 节奏：节奏： 是对符号周期性变化规律的描述。是对符号周期性变化规律的描述。 如下图所示： 时间变量的动态扩展（时间）二、视觉变量能形成的图形知觉效果 1. 1. 整体感和差异感整体感和差异感 整体

11、感：“联合感受”，某些像素和图形是独 立于另外一些像素和图形的整体。 如：地形图同类要素之间的整体感。 河流、地貌 差异感：“选择性感受”。某种要素图形突出 于平面上，目标突出与背景。 整体感差异感2. 2. 等级感等级感 观察对象时，能迅速而明显地区分出几个 等级的效果。如图7-4所示 产生等级感的视觉变量： 可在一定条件下产生等级感。图7-4尺寸、明度颜色、结构、密度3. 3. 数量感数量感 指读图时从图形中获得数量（具体差值） 的感受效果。 产生数量感的最有效的变量： 如图右所示 1 0 01 0 01 0 01 9 02 52 8 01 52 0 05 0一 维二 维三 维一 维二 维

12、三 维图 0 7 - 0 5 数 量 感 的 形 成 主 要 在 于 尺 寸 的 变 化尺寸4. 4. 质量感质量感 将观察对象区分出不同类别，使读者产生不同质的感受效果。 产生质量差异的最有效变量： 如地形图中， 河流：蓝色 地貌：棕色形状、颜色（色相）、结构5.5.动态感动态感 读者从图形中获得一种运动的视觉效果。 表示动态感的习惯用法： 等渐变形成动态。 箭头尺寸、明度、方向、密度6.6.立体感立体感 通过变量组合，使读者能从二维平面上产生三维的立体视觉效果。 尺寸、密度、结构、颜色、饱和度、位置等都可作为形成立体感的因素。Part III 地图符号对制图特征的描述一、制图对象基本特征的

13、标志一、制图对象基本特征的标志- 定位特征： 空间对象的基本特征之一，包括物体 位置和空间范围。- 性质特征： 辨别不同类型对象的标志，属于定名 尺度的范围。- 空间结构特征：对象的外部形状特征标志，包括 轮廓的形状和内部空间的结构差 异。 - 数量特征：对象数量的大小及数量关系的标志，包 括间隔尺度和比率尺度的数量关系。- 关系特征：在制图对象系统中，每一个对象所处的 地位极其与其它对象的相互关系。 （逻辑层次关系）- 时间特征：确定对象性质或数量的时点和时段标志 ，反映对象的发展变化趋势。二、性质特征的描述二、性质特征的描述- 描述对象的性质或类型差异的符号- - 描述性质特征的图形变量主

14、要是- - 辅助手段-定性符号形状、结构、方向、颜色（色相）明度、密度1. 点状符号 形状变量是表现性质差别的主要因素。 颜色、结构具有一定象征意义。 如：泉、井：符号+湖蓝 地貌符号：符号+棕色 Fe方向 颜色（色相）结构文字型艺术型几何型形状图07-08 点状符号的定性描述 泉井温泉2. 线状符号 形状、颜色、结构形式等表达一定象征意义，尺寸配合使用体现等级。 形状形状例：河流粗细渐变形状变化体现等级差异颜色颜色例： 等高线、道路、水系的不同色相类型差异结构（线型）结构（线型）例：铁路、公路不同的结构 等级差异 尺寸例：道路的宽度变化 等级差别3.面状符号 形状、结构、方向、颜色描述面积性

15、质和范围的属性差异； 如图7-9所示 橙红柠黄湖蓝形状结构方向色相图07-09 面状符号的定性描述 形状形状 不同的点状符号填充面积性质差异和范围属性结构结构 点、线状元素以不同结构填充面积符号方向方向 不同方向排列的线状元素填充面积符号颜色颜色 不同色相填充面积符号，产生面积性质差异。三、数量特征的描述三、数量特征的描述 数据处理的两种形式： 非分级处理精确描述 分级处理 概略描述 描述数量特征的变量 精确 尺寸 概略 明度、结构、色相 概略描述 如：相对大小、等级 1.点状符号 尺寸-比率符号：几何符号。 符号尺寸与数值之间具有一种函数关系， 根据符号大小可量算和估算其相应的值。-分级符号

16、：几何符号、象形符号 符号尺寸只给出相对等级概念。明度 分级符号：符号面积小效果不明显 结构、密度 分级符号 单元图形累加 特殊符号形式，可描述具体数值 图7-10尺 寸明 度结 构密 度单 元 图 形累 加 图0 7 -1 0 点 状 符 号 的 定 量 描 述2. 线状符号 尺寸 比率尺度：如，双线河流的宽度 分级尺度：如：道路的宽度 明度：分级尺度：较宽的符号中使用结构、密度：分级尺度标注数字 线状现象反映面状或体状现象时，需标注数字。 如：等高线、等温线、等密度线等。尺寸尺寸密度明度图07-11 线状和面状符号的定量描述3. 3. 面状符号面状符号 主要表现为分级尺度。明度：分级尺度，

17、常用的方法。结构、密度、饱和度、色相分级辅助手段。 实际表示数量特征时，常采用多种变量配合使用。 尺寸+结构+密度 尺寸+明度+结构 明度+尺寸+结构 四、关系特征的描述四、关系特征的描述 符号对质量、数量特征的描述语义描述 符号对制图对象相互关系的描述句法描述， 表现为对地图符号系统分类、分级及层次结构及空间组合，即地图符号的系统性。 地图对象的关系特征，逻辑性强、层次分明，地图制图时通过符号系统来表现各种关系。Part IV 地图符号的设计一、影响符号设计的因素 地图内容资料特点所需感受水平视觉变量 视力及感受 规律习惯标准使用要求生产成本符号设计图07-14 影响符号设计的因素1.地图内

18、容 普通图：地形图、地理图 专题图:2.资料特点 空间特征：决定符号的类型，点、线、面等 测度特征：如定名、等级或是数量 组织结构：关系特征。如有无层次，单层或是 多层 其它特征：如资料的精确性、制图对象在形象、 颜色、结构等方面特征的表现等3. 地图的使用要求 地图的类型、主题、比例尺、地图使用对象和使用条件等。 影响地图内容的确定， 制约符号设计4.所需感受水平 资料特点、内容主次、图面结构等影响感受水平 如，地形图各要素感受水平一致 专题图的主题内容需较强的感受 效果 5.视觉变量 决定视觉效果 影响地图符号的设计6.视力及视觉感受规律 如下表所示 一般视力的线划分辨能力7.技术和成本因素 技术水平：作业员的技术和印刷技术 成本：现有的技术条件下尽量降低成本8.传统习惯标准 如，普通地图：采用图示标准符号和用色 二、符号设计要求1. 图案化 具体对象：具体形象出发构成图案符号 点状符号正视、侧视，如烟囱、树等 线、面状符号平面形态，如河流、道路 非具体对象：会意性图案 如：境界、气温、噪音等制图对象制图对象整理、夸张、变形规则化图形烟囱阔叶林针叶林河流 高度概括 基本特征 图案化 规格化 制图对象的质量、数量 及关系特征