張佳會，趙 靜

(1．西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715； 2．重慶人文科技學(xué)院 管理學(xué)院，重慶 401524)

0 引言

符號系統(tǒng)是地圖的基本特征之一，是制圖對象信息的外在表現(xiàn)。關(guān)于地圖符號系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的地圖學(xué)教科書和有關(guān)文獻中，一般認為它包括圖解語言、寫實語言、自然語言、數(shù)學(xué)語言，但在一些具體問題上，還有一些不同的見解，比如注記在整個符號系統(tǒng)中的地位、空間位置是否屬于視覺變量、地圖符號的約定關(guān)系如何實現(xiàn)等。因此，本文以地圖符號的定義為起點，以完成地圖符號系統(tǒng)的表達任務(wù)為目標(biāo)，對這些問題作了重點討論，試圖從地圖結(jié)構(gòu)的角度，得出關(guān)于地圖符號系統(tǒng)表達機制的一些結(jié)論。

1 地圖符號的本質(zhì)

1．1 符號化

A·H·羅賓遜在《地圖學(xué)原理》中指出:“所謂符號化，就是對通過分類手段取得的結(jié)果和通過簡化手段得出的結(jié)果的基本特征、相對重要性和相關(guān)位置賦予各種標(biāo)志。經(jīng)過這一圖解編碼過程，使綜合變成視覺可見的?！保?］其他一些論著關(guān)于符號化的定義也大同小異，因此可以得出結(jié)論:地圖符號是符號化的結(jié)果，圖解、實現(xiàn)視覺可見是符號化的本質(zhì)過程。

1．2 地圖符號

有了符號化的明確概念，再來定義地圖符號應(yīng)該是順理成章的。蔡孟裔、毛贊猷等認為，地圖數(shù)據(jù)的符號化，其實質(zhì)就是空間數(shù)據(jù)的可視化，是地圖概括的最終結(jié)果的體現(xiàn)。空間數(shù)據(jù)經(jīng)過分類選取、簡化、夸張等概括方法處理之后，通過制定的圖形記號，使其轉(zhuǎn)化為視覺可見的形象——符號模型。又，符號是一種事物的對象、屬性或過程，用它來表示抽象的概念。這種表示是以約定為基礎(chǔ)的［2］。馬耀峰、胡文亮等認為，地圖符號是地圖的圖解語言，實質(zhì)是以約定關(guān)系為基礎(chǔ)，用一種視覺形象圖形來指代事物現(xiàn)象的抽象概念［3］。吳明光等認為地圖符號是由人們在長期的制圖活動中總結(jié)、提煉而成的，仍屬于圖形的范疇［4］。從這幾段話中不難看出圖解和視覺形象是地圖符號的本質(zhì)特征，同時也能看出約定關(guān)系的重要性。

1．3 地圖符號系統(tǒng)與注記

關(guān)于注記，A·H·羅賓遜認為注記字體如同地圖上所有其他符號一樣，也是一種符號。但是其功能要比大多數(shù)符號復(fù)雜得多，其最直接的作用是作為文字符號。此外，也起著定位符號、定名地物、提示比例尺等作用。毛贊猷等也在自己的著作《新編地圖學(xué)教程》中表明了注記也是地圖符號的觀點。但馬耀峰等在《地圖學(xué)原理》中的說法有所不同，認為地圖注記是地圖符號系統(tǒng)中不可缺少的一個組成部分，對地圖符號起著重要的補充作用。即注記屬于地圖符號系統(tǒng)，但不是地圖符號，只是地圖符號的補充。不過，馬耀峰等在這本著作中又表達了這樣的看法:廣義的地圖符號概念指地圖符號系統(tǒng)，包括圖解語言(線劃符號)、寫實語言(色彩和地貌立體表示)、自然語言(名稱注記)、數(shù)學(xué)語言(投影、比例尺、方向等);狹義的地圖符號概念包括線劃符號、色彩圖形和注記。狹義的地圖符號概念將注記包括進來，從字面上來看和前面的觀點是有矛盾的。

筆者認為將注記納入到狹義的地圖符號的范疇中來是不一定合理的，雖然看起來更加全面，但卻在一定程度上削弱了圖解和視覺形象的重要性，模糊了對地圖符號本質(zhì)的看法。如果承認符號化的本質(zhì)是圖形化，地圖符號的本質(zhì)是區(qū)別于文字的圖形，那么就可以認為注記不是一般意義上的地圖符號，它只是地圖符號的補充。當(dāng)然，由于注記在完成地圖表達任務(wù)的過程中也起著重要的作用，所以注記是地圖符號系統(tǒng)的一部分。

2 地圖符號系統(tǒng)的表達任務(wù)

2．1 地圖結(jié)構(gòu)

地圖結(jié)構(gòu)是指地圖內(nèi)部各構(gòu)成要素的相互連接方式，向外呈現(xiàn)出來的整體性，它包括深層結(jié)構(gòu)和表層結(jié)構(gòu)［5］。前者指制圖對象系統(tǒng)內(nèi)部各構(gòu)成要素的連接方式，后者指視覺感官的地圖符號系統(tǒng)內(nèi)部各構(gòu)成要素的連接方式。地圖的表達任務(wù)，從根本上來說是將地圖的深層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為表層結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)制圖信息的正確傳輸。

2．2 約定關(guān)系

地圖的深層結(jié)構(gòu)到表層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換是通過一定的轉(zhuǎn)換規(guī)則來實現(xiàn)的，轉(zhuǎn)換規(guī)則的核心就是約定關(guān)系。即符號集合中的符號數(shù)量同制圖對象的概念集合中的概念數(shù)量相等，每一個概念有一個約定的符號來表示，每一個符號只代表一個概念。由于制圖對象個體數(shù)量的龐大，不可能每一個個體在概念集合中都有一個概念，只能是每一種類型對應(yīng)一個概念;因此，與符號相約定的是以類型為單位的制圖對象概念。換言之，約定關(guān)系是以類型為單位的，相同的符號應(yīng)該代表相同的類型，不同的符號應(yīng)該代表不同的類型，同一類型的不同個體，在符號表達上應(yīng)該是相同的。

符號是否相同，主要由它的視覺感受決定，所以，影響符號視覺感受的基本要素——視覺變量是實現(xiàn)約定關(guān)系的重要元素，是類型表達的主要執(zhí)行者。

2．3 地圖符號系統(tǒng)的表達任務(wù)

地理信息的復(fù)雜性決定了地圖符號系統(tǒng)的表達任務(wù)是多方面的。首先，因為地圖的深層結(jié)構(gòu)即制圖對象的結(jié)構(gòu)在空間上表現(xiàn)出點狀分布、線狀分布、面狀離散分布、面狀連續(xù)分布等規(guī)律性［6］，所以地圖的表層結(jié)構(gòu)即符號系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也應(yīng)具有相應(yīng)的規(guī)律性。其次，制圖對象作為個體，其個體特征需要表達;作為某種類型，其類型特征也需要表達。第三，制圖對象的特征有定性、定量之分。第四，制圖對象的特征可能是多重的。這些都在表達上給地圖符號系統(tǒng)提出了要求。

2．4 符號位置的界定

制圖對象的個體特征中有一項非常重要，那就是空間位置，有的學(xué)者認為位置及其上面的特征是客觀實際的兩個基本要素［7］，將位置提高到與其他特征總和并列的高度。制圖對象的位置是由符號的位置來表達的，從表達機制上來看，主要用于表達制圖對象個體特征的符號位置和主要用于表達類型特征的視覺變量應(yīng)該是不同的，符號位置是獨立于視覺變量之外的一種表達機制。

3 地圖符號系統(tǒng)的表達機制

如前所述，地圖符號系統(tǒng)的表達一方面要遵從約定關(guān)系，通過某些機制(比如視覺變量)完成對類型特征的表達，另一方面，要通過另一些機制(比如位置、注記等)實現(xiàn)對個體特征的表達，最終通過多種機制完成多方面的表達任務(wù)。

3．1 空間位置

地理信息的特殊性首先就在于空間分布性，所以符號必須對制圖對象的空間位置進行明確的表達。在地圖的表層結(jié)構(gòu)中，制圖對象的位置是由符號的位置來表達的。由于制圖對象空間位置的唯一性，即絕大多數(shù)制圖對象都有自己的空間位置，因此符號位置基本由制圖對象位置直接決定。符號的空間分布包括點符號的定位、線符號的走勢、面符號的定位、形狀和面積，都是制圖對象本身的空間分布信息決定的。雖然定位有精確和概略之分，在某些場合下符號的位置可以作適當(dāng)?shù)娜藶檎{(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)的范圍很小。

所以，符號位置在多數(shù)情況下只能用來表達個體而不能用來表達類型，是基本不可變的?；诖?，本文認為符號位置是獨立于視覺變量之外的一種表達機制。一些學(xué)者認為視覺變量應(yīng)包括形狀、尺寸、方向、密度、明度、結(jié)構(gòu)、顏色和位置等8 種［8］，將符號位置劃分到視覺變量中去，有的學(xué)者甚至將面符號的空間位置理解為形狀和面積、分別構(gòu)成形狀變量和尺寸變量，都是比較費解的。

3．2 視覺變量

視覺變量也稱圖形要素，是在視覺感受上造成符號有別于其他符號的基本要素，它的改變能引起符號視覺效果的改變。由于符號又可分解成更小的基本幾何圖形單元即圖元［9］，視覺變量有時由符號本身提供，有時由構(gòu)成符號的圖元來提供。一般認為，基本視覺變量包括:形狀、尺寸、方向、顏色(色相、亮度、彩度)、網(wǎng)紋(排列、尺寸、樣式)。對于電子地圖，一些學(xué)者也將透明度、漸變、圖片等納入到基本視覺變量的范疇［10］。

由于約定關(guān)系的需求，視覺變量總體上用于制圖對象類型特征的表達。

3．2．1 形狀變量

點符號的形狀變量是符號本身的形狀;線符號的形狀變量是線的樣式，即構(gòu)成線的圖元的形狀;面符號沒有形狀變量。

在地圖結(jié)構(gòu)從深層到表層的轉(zhuǎn)換過程中，點狀分布的制圖對象一般被歸結(jié)為點符號，由于點狀對象本身不具備形狀方面的個體特征，所以符號的形狀沒有表達形狀的任務(wù)，可以解放出來用于表達制圖對象的類型特征，構(gòu)成形狀變量。

線狀分布的制圖對象一般被歸結(jié)為線符號，由于線狀對象的空間分布復(fù)雜，呈現(xiàn)出一定的形狀，需要用符號的形狀來表達，因此符號的形狀只能服務(wù)于個體特征，不能構(gòu)成變量。但由于線的樣式即構(gòu)成線的圖元形狀可變，就可以用不同樣式的線表達不同的類型特征，從而構(gòu)成形狀變量。

面狀或更高維度分布的制圖對象一般被歸結(jié)為面符號，符號的形狀也只能服務(wù)于個體特征，不能構(gòu)成變量。面的樣式雖然可變，但在視覺感受上更傾向網(wǎng)紋或圖案的變化而非形狀變化，因此可以說面符號沒有形狀變量。

如圖1 所示，A、B 兩個面符號的形狀差異，只能表示個體空間分布的差異，不足以體現(xiàn)出類型上的差異，所以不能構(gòu)成形狀變量。

由于形狀的區(qū)別在視覺感受上造成的主要是質(zhì)的區(qū)別，形狀變量主要用來表達定性的類型特征。

圖1 面符號的形狀Fig．1 The shape of area symbol

3．2．2 尺寸變量

點符號的尺寸變量是符號的面積;線符號的尺寸變量是線的寬度;面符號沒有尺寸變量。

在地圖結(jié)構(gòu)從深層到表層的轉(zhuǎn)換過程中，點狀制圖對象沒有面積，所以點符號的面積可以用來表達類型特征，構(gòu)成變量;線狀制圖對象只有長度沒有寬度，所以線符號的寬度構(gòu)成變量;面狀制圖對象有長度也有寬度，所以面符號的長度和寬度都不能用來表達類型特征，不能構(gòu)成尺寸變量。

由于尺寸的區(qū)別在視覺感受上造成的主要是量的區(qū)別，尺寸變量主要用來表達定量的類型特征。

3．2．3 方向變量

不對稱的符號以不同的方向擺放，會給人帶來方向感，所以符號的方向也可構(gòu)成變量。在視覺感受上，線符號的方向受到空間分布的制約，面符號的方向更傾向于網(wǎng)紋，所以只有點符號的方向可以用來表達定性的類型特征。

如圖2 所示，只有A、B 兩個線符號存在時，符號的方向好像可以表示不同的類型;當(dāng)C 出現(xiàn)后，就很難確定C 屬于A 的類型還是B 的類型，所以符號的方向只表示個體的空間分布，不能構(gòu)成方向變量。

圖2 線符號的方向Fig．2 The direction of line symbol

3．2．4 顏色變量

由于人類對顏色的敏感，顏色成為最活躍的視覺變量，點、線、面符號都有顏色變量。由于顏色在視覺感受上既有質(zhì)的區(qū)別又有量的差異，可以分解為3 種變量:色相、彩度和亮度。其中，色相主要用來表達定性的類型特征，彩度和亮度主要用來表達定量的類型特征。

3．2．5 網(wǎng)紋變量

網(wǎng)紋也稱圖案，是由構(gòu)成符號的圖元的形狀、尺寸、方向、排列方式等構(gòu)成的整體視覺效果。點、線、面符號都可以有網(wǎng)紋變量，但應(yīng)用較多的是面符號的網(wǎng)紋變量，通常用來在不能使用顏色變量的場合下代替顏色變量。網(wǎng)紋主要用來表達定性的類型特征，但網(wǎng)紋的疏密也有較強的數(shù)量感，適于表達定量的類型特征。

3．2．6 其他變量

對于電子地圖而言，透明度、漸變、圖片也是有效的視覺變量。透明度變量是指符號透光程度的變化，它既可以用來表達制圖對象本身的定量特征，又能通過疊加的方式增加地圖的信息量(見圖3)。漸變變量主要指漸變類型的變化，它一般不表達制圖對象本身的特征，主要用來增強符號的美觀性。圖片變量主要指構(gòu)成電子地圖符號的圖片，一般用來表達制圖對象本身的定性特征，同時也能增強符號的顯示效果。

圖3 透明度變量的應(yīng)用Fig．3 The application of transparency variable

3．3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

當(dāng)一幅地圖內(nèi)需要表達同一制圖對象的多種特征時，地圖的表層結(jié)構(gòu)不容許在同一空間位置疊放多個符號，所以需要用一個符號來完成多個表達任務(wù)。在此需要下，將符號復(fù)雜化，使之具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)就是一種有效的表達機制。點符號可以擴展為分割圓、坐標(biāo)統(tǒng)計圖，線符號可以擴展為多層的線，具體形式自由多變。

3．4 排列組合

在地圖結(jié)構(gòu)從深層到表層的轉(zhuǎn)換過程中，面狀制圖對象歸結(jié)為面符號有時并不能達到目的，尤其是制圖對象有比較復(fù)雜的內(nèi)部變化時，很難用面符號表達清楚。將面狀制圖對象先分解為點或線，用點符號或線符號來表示，再通過符號的排列組合來體現(xiàn)制圖對象的整體面貌，也是有效的表達機制。在這種機制下，單個符號不代表確實的制圖對象，因此意義不大，真正有意義的是符號的排列組合方式。比如用點值法表達面狀對象的離散分布、用等值線法表達面狀對象的連續(xù)分布，都能較好地表達出制圖對象內(nèi)部的多種信息。

3．5 光影關(guān)系

利用光影關(guān)系可以形成一種空間連續(xù)的明暗變化層次，從而在整體上產(chǎn)生立體感。這是獨立于其他表達機制的一種特殊手段，可以用于部分地圖以增強整體表現(xiàn)力(如圖4 所示)。

圖4 光影關(guān)系的應(yīng)用Fig．4 The application of both light and shadow

3．6 注記

注記是地圖符號系統(tǒng)的一部分，但不是一般意義上的地圖符號。注記是地圖符號的補充，它的主要作用是表達個體特征。當(dāng)存在大量類型相同的制圖對象個體而不能用不同符號區(qū)別時，就需要注記。比如，地形圖上控制點的高程注記、行政區(qū)劃圖上城市的地名注記，都是有效而且必要的。

4 結(jié)束語

本文以地圖符號的定義為起點，以完成地圖符號系統(tǒng)的表達任務(wù)為目標(biāo)，重點討論了注記、約定關(guān)系、空間位置、視覺變量等問題，并從地圖結(jié)構(gòu)的角度，得出了關(guān)于地圖符號系統(tǒng)表達機制的簡單結(jié)論。地圖的表達任務(wù)，從根本上來說是將地圖的深層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為表層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換規(guī)則的核心就是約定關(guān)系。地圖符號系統(tǒng)的表達要遵從約定關(guān)系，通過視覺變量等實現(xiàn)對類型特征的表達，要通過空間位置、注記等實現(xiàn)對個體特征的表達，要利用內(nèi)部結(jié)構(gòu)、排列組合等實現(xiàn)多重復(fù)雜特征的表達，還要利用光影關(guān)系等增強符號系統(tǒng)的整體表現(xiàn)力，最終通過多種機制完成多方面的表達任務(wù)。

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