專(zhuān)題地圖的結(jié)構(gòu)符號(hào)與動(dòng)態(tài)符號(hào)設(shè)計(jì)

閆 俊 王俊友

(1. 新疆維吾爾自治區(qū)第二測(cè)繪院, 新疆 烏魯木齊 830002; 2. 中國(guó)地圖出版社, 北京 100054)

0 引言

近年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在專(zhuān)題地圖符號(hào)設(shè)計(jì)領(lǐng)域做了廣泛而深入的研究工作。我國(guó)高俊院士提出了基于地圖符號(hào)可視化的知識(shí)發(fā)現(xiàn)和數(shù)據(jù)挖掘功能,主要討論了通過(guò)色彩、符號(hào)、圖形等要素表現(xiàn)地物在地理空間中的相互關(guān)系并進(jìn)行分析,從而獲得知識(shí)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律。他強(qiáng)調(diào)“視覺(jué)——心像——形象思維——?jiǎng)?chuàng)新”的認(rèn)知過(guò)程[1]。美國(guó)學(xué)者M(jìn)acEachren和Kraak提出了專(zhuān)題地圖符號(hào)可視化表達(dá)面臨的五大任務(wù):(1)如何建立表達(dá)復(fù)雜現(xiàn)實(shí)世界的規(guī)范的地理可視化理論和方法;(2)如何引進(jìn)有關(guān)地理現(xiàn)象及其時(shí)空變化過(guò)程的新的表達(dá)形式;(3)如何表達(dá)動(dòng)態(tài)變化的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系;(4)如何發(fā)展可視化表達(dá)方法,為各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的研究提供知識(shí)發(fā)現(xiàn)和決策支持;(5)如何利用不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及新的數(shù)據(jù)格式,為可視化表現(xiàn)提供新的技術(shù)手段[2]。本文結(jié)合對(duì)專(zhuān)題地理信息“現(xiàn)狀”“變化”“關(guān)系”的表達(dá),對(duì)地圖符號(hào)進(jìn)行更深一層次的表達(dá)設(shè)計(jì),即地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的特有結(jié)構(gòu)屬性和數(shù)據(jù)的時(shí)間屬性。因此,本文將專(zhuān)題地圖符號(hào)分為結(jié)構(gòu)符號(hào)、動(dòng)態(tài)符號(hào)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)合符號(hào)三個(gè)類(lèi)別。

1 結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)符號(hào)用于表達(dá)兩種或兩種以上相關(guān)指標(biāo)的類(lèi)別和結(jié)構(gòu)(表1),既有從屬于同一種類(lèi)別的并列指標(biāo),也有從屬于不同類(lèi)別的關(guān)系指標(biāo)。例如,在教育類(lèi)專(zhuān)題地圖中,表達(dá)留學(xué)生經(jīng)費(fèi)來(lái)源的組成結(jié)構(gòu),將留學(xué)生分為自費(fèi)和非自費(fèi)兩大類(lèi),其中非自費(fèi)又包括中國(guó)政府支助、本國(guó)政府支助、國(guó)際組織支助和學(xué)校間交換四種形式,這幾個(gè)并列指標(biāo)共同從屬于同一類(lèi)別;又比如,表達(dá)普通高校在校生數(shù)與恩格爾系數(shù)的關(guān)系時(shí),將兩個(gè)不同類(lèi)別的指標(biāo)分別用不同形狀的符號(hào)組合在一起表示,這兩個(gè)指標(biāo)就是從屬于不同類(lèi)別的關(guān)系指標(biāo),其中恩格爾系數(shù)又包含城市和農(nóng)村兩類(lèi)[3]。結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)的目的是為了進(jìn)行指標(biāo)對(duì)比或相關(guān)性分析,反映專(zhuān)題地理信息的現(xiàn)狀和關(guān)系。

表1 結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)

續(xù)表1

2 動(dòng)態(tài)符號(hào)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)符號(hào)用于表達(dá)某段時(shí)間內(nèi)單一指標(biāo)或多指標(biāo)研究對(duì)象的變化情況(表2),反映對(duì)象的變化歷程,同時(shí)加入人口、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等關(guān)聯(lián)指標(biāo),進(jìn)行影響因素的分析和變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)等。例如,在教育類(lèi)專(zhuān)題地圖中,表達(dá)1978—2006年間普通初中教育經(jīng)費(fèi)收入和支出的變化情況,則可以設(shè)計(jì)折線動(dòng)態(tài)符號(hào)來(lái)表達(dá),其中一條動(dòng)態(tài)折線表達(dá)教育經(jīng)費(fèi)的收入,而另一條表達(dá)教育經(jīng)費(fèi)的支出;又比如,表達(dá)新中國(guó)成立以來(lái)我國(guó)各地區(qū)普通高等學(xué)校數(shù)量的發(fā)展變化情況,以分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖式的點(diǎn)狀符號(hào)來(lái)表達(dá)若干關(guān)鍵年份的數(shù)量值,以面狀的區(qū)域符號(hào)表達(dá)學(xué)校數(shù)量的變化速度,這樣同時(shí)從兩個(gè)方面來(lái)展現(xiàn)學(xué)校數(shù)在時(shí)間序列上的發(fā)展變化情況[7]。動(dòng)態(tài)符號(hào)設(shè)計(jì)的目的是為了表達(dá)某一個(gè)或多個(gè)指標(biāo)在時(shí)間上的發(fā)展變化,反映專(zhuān)題地理信息的發(fā)展?fàn)顩r。

表2 動(dòng)態(tài)符號(hào)設(shè)計(jì)

續(xù)表2

3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)合符號(hào)是動(dòng)態(tài)符號(hào)和結(jié)構(gòu)符號(hào)的有機(jī)組合,同時(shí)具有動(dòng)態(tài)和結(jié)構(gòu)兩種特征,用于表達(dá)具有總——分關(guān)系或并列關(guān)聯(lián)的一系列指標(biāo)在時(shí)間序列上的發(fā)展變化(表3),利用動(dòng)態(tài)特征表達(dá)總的發(fā)展變化,利用結(jié)構(gòu)特征反映個(gè)體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系?？梢园褎?dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)結(jié)合符號(hào)看作是結(jié)構(gòu)符號(hào)在時(shí)間序列上的組合,即每一具體時(shí)間的指標(biāo)用一個(gè)結(jié)構(gòu)符號(hào)表示,再將結(jié)構(gòu)符號(hào)按照一定的時(shí)間順序排列,這樣就能夠同時(shí)表達(dá)出研究對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)系和發(fā)展變化情況[10],從而形成動(dòng)態(tài)符號(hào)與結(jié)構(gòu)符號(hào)的有機(jī)結(jié)合——?jiǎng)討B(tài)結(jié)構(gòu)符號(hào)(圖1)。教育類(lèi)專(zhuān)題地圖中表達(dá)專(zhuān)任教師的職稱構(gòu)成及歷年的發(fā)展變化情況,以不同的色相來(lái)區(qū)分高級(jí)、副高級(jí)、中級(jí)、初級(jí)、無(wú)職稱五中類(lèi)型,以玫瑰型符號(hào)區(qū)分四個(gè)年份的專(zhuān)任教師數(shù)量。

圖1 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)實(shí)例

表3 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)符號(hào)設(shè)計(jì)

4 結(jié)束語(yǔ)

地圖符號(hào)是地理信息圖形表達(dá)的最主要形式,地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)制作是實(shí)現(xiàn)“數(shù)—圖”轉(zhuǎn)換的創(chuàng)造性工作。在專(zhuān)題地圖中,地圖符號(hào)的設(shè)計(jì)有 “形式”和“內(nèi)容”兩個(gè)層面。在“形式”上,按照地圖符號(hào)的幾何特征,可以將地圖符號(hào)分為點(diǎn)、線、面三種形式分別設(shè)計(jì);在“內(nèi)容”上,按照其所揭示地理信息的類(lèi)型,可以為分結(jié)構(gòu)符號(hào)、動(dòng)態(tài)符號(hào)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)符號(hào)三種。在專(zhuān)題地圖中進(jìn)行“內(nèi)容”層面上的地圖符號(hào)設(shè)計(jì),便于深入展示專(zhuān)題地理信息空間布局和空間位置關(guān)系的現(xiàn)狀(空間信息)、探討專(zhuān)題地理信息的發(fā)展變化(時(shí)間信息)、分析專(zhuān)題地理信息內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及與其他事物之間的關(guān)系(特有屬性信息)。

本文以專(zhuān)題地圖符號(hào)設(shè)計(jì)理論和技術(shù)為指導(dǎo)進(jìn)行可視化表達(dá)的初步研究,后續(xù)可對(duì)以下兩方面進(jìn)一步研究:(1)在專(zhuān)題地圖符號(hào)可視化表現(xiàn)形式方面。本文進(jìn)行的教育地理信息可視化表達(dá),其表現(xiàn)形式是平面的電子地圖或紙制地圖,而目前可視化的發(fā)展方向越來(lái)越傾向于以多媒體技術(shù)為支撐的三維地圖、動(dòng)態(tài)地圖、虛擬現(xiàn)實(shí)、交互式地圖等,所以應(yīng)大力開(kāi)發(fā)這種多媒體可視化產(chǎn)品,以滿足人們的需求。(2)在地圖整飾的色彩設(shè)計(jì)方面。目前,在可視化色彩設(shè)計(jì)(主要指地圖色彩設(shè)計(jì))中少有統(tǒng)一的理論指導(dǎo),多數(shù)的地圖色彩設(shè)計(jì)都是依據(jù)制圖者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)或某些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行的。本文在地圖符號(hào)的色彩設(shè)計(jì)中試圖引入色彩心理學(xué)理論加以分析論證,但由于客觀原因,沒(méi)有做深入的探討。色彩心理學(xué)是從心理學(xué)的角度出發(fā),結(jié)合色彩的物理性質(zhì)和生理性質(zhì)綜合分析人的色彩感覺(jué)與各種事物和現(xiàn)象之間的關(guān)系。因此,以色彩心理學(xué)為理論基礎(chǔ)進(jìn)行可視化色彩設(shè)計(jì),有著很深的研究潛力。