第五章 地图符号
教学目的和要求：
1.了解地图符号的作用和分类、地图符号的量表。
2.掌握构成符号的视觉变量及其应用。
3.了解彩色及其感受效应、符号与图形的感受效果。
4.了解的作用和配置原则
本章重点：地图符号的分类和构成符号的视觉变量。
本章难点：构成符号的视觉变量。
教学时数：6学时
[第一讲 4学时]
符号是一种物质的对象、属性或过程，用它来表示抽象的概念。这种表示是以约定的关系为基础的。
地图符号是表达地图内容的基本手段，它由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成。地图符号是地图的语言，是一种图形语言。他与文字相比，最大的特点是形象直观、一目了然。
就单个符号而言，它可以表示客观事物的类别、空间分布位置、数量多少。就同类事物而言，可以反映该类事物的分布特点。各类符号的总和，则可以表示各类事物之间的相互关系及区域总体特征。
地图符号不仅具有确定客观事物的空间位置、分布特点以及数量、质量特征的基本功能，还具有相互联系和共同表达地理环境诸要素总体特征的特殊功能。
第一节 地图符号的构成特点与功能
一、地图符号的构成特点
地图内容是通过符号来表达的，因此符号具有如下特点：
1.符号应与实际事物的具体特征有联系，以便于根据符号联想实际事物；
2.符号之间应有明显的差异，以便相互区别；
3.同类事物的符号应该类似，以便分析各类事物总的分布情况，以及研究各类事物之间的相互联系；
4.简单、美观、便于记忆、使用方便。
二、地图符号的功能
地图是空间信息的符号模型，符号具有地图语言的功能，它表现在以下的四个方面：
地图符号是空间信息传递的手段。
地图符号构成的符号模型，不受比例尺缩小的限制，仍能反映区域的基本面貌。
地图符号提供地图极大的表现能力。
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。
三、地图符号的分类
1.按符号的空间分布情况。有四种类型：点位分布、线状分布、面积分布、体积分布。
点位分布可以表现为：存在于一个独立位置的事物、离散的空间现象、一个测量控制点、一座城市等，代表一个地区的国民经济统计图形，也算做点位分布。因此，点状符号在地图上算作是一个定位点。
线状分布指存在于空间的有序现象，如河流、河堤、道路、运输线，他们可能扩散成一个宽带，以具有相对长度和路线为主要特征。因此现状符号在地图上是一个线段。
面积分布指事物的占有范围、连续的空间现象。因此面状符号在地图上是一块图斑。
体积分布可以推想为从某一基准面向上下延伸的空间体，例如人口或一座城市，可以表示具有体积量度特征的有形实物或概念产物，这些空间现象可以构成一个光滑曲面。因此体积符号在地图上可以表现为点状、线状、面状三维模型。所以把地图上符号的分类确定为点状符号、线状符号、面状符号、体积符号。
2.从视觉上地图符号可分为形象符号和抽象符号。形象符号之对于空间事物形态特征的符号，它的象征性和约定性很好。抽象符号只用几何形状和色彩表示的符号系列，这些富豪能体现量的变化，但约定性很差一个三角形既可以代表控制点，也可以代表金矿、消防队等。
3.从对地图比例尺的依存关系上，地图符号可分为比例符号、半比例符号、非比例符号。
第二节 量表在符号设计中的应用
空间信息是可以从空间获得的事物，又称空间数据，地理学者为了在地图上直接或间接描述空间的数量特征，应用于心理物理学惯常采用的量度方法------量表法，对空间数据进行数学处理，根据被处理数据的属性，量表法可分为四种：定名量表、顺序量表、间距量表、比率量表。
一、定名量表
是最低水平的量表尺度。众数是最佳的数学统计量，它以一个群体中出现频率最大的类别定名。定名量表几乎不需要数学处理，只要找出它的代表属性就可以定名。
二、顺序量表
这种量表是讲数组按顺序排列，其结果是没有绝对零值。顺序量表的运算方法是选择中位数，并以四分位法研究观测结果的排列位置或编号的离差。顺序量表显示地图符号的优、良、中或大、中、小。
三、间距量表
采用间距量表可以区分空间数据量的差别，常用的统计量是算数平方根，而描述数据的平均值离散度是标准差。
四、比率量表
它和间距量表一样，按已知数据的间隔排序，但成比率变化，从绝对零值开始又能进行各种算术运算，它实际上是间距量表的精确化。
第三节 构成符号的视觉变量
一、构成符号的视觉变量
1967年法国贝尔廷领导的图形实验室经过多年的探讨，提出图形外观的差别是改变了形状、尺寸、方向、两度、色彩和密度的结果，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，颜色的三个特性可以理解为独立的视觉变量，而网纹中的三种组合，也分别具备视觉变量的特征。
1形状变量 是视觉上能够区别开来的几何单体。对于点状符号来说，符号本身就体现了形状的变量。形状变量在线状符号中是一个个形状变量的连续，在面状符号中是一排排形状的连续，而不是整线段或整个面积同属一个形状变量。
2尺寸变形 是组成不同形状的符号在量度上的变量。衡量尺寸变量要从几何面的直径、长、宽、高和多边形的面积作比较。
3方向变量 适用于长形或线状的符号。所谓方向变化是对图幅的坐标系而言，在整幅图中必须和地理坐标的经线或直角坐标线成同一的交角才不致混乱。
4颜色变量 是最活跃的一种视觉变量。颜色包括颜色和非颜色，颜色具有色相、亮度、彩度三种特性，而非颜色却只有亮度特性。颜色的三种特性对制图来说各有作用，因而也可以各自成为一种视觉变量。
5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。网纹有许多种，可归纳为线划网纹、点状网纹和混合网纹。就网纹的组合来说，主要表现在方向、纹理和排列上，并且以整体特征被感受。网纹的纹理变量由间距相等的点或平行线段组成，线段可以是虚线、实线或波纹线。点状纹理也称晕点，线状纹理也称晕线。网纹的排列变量由规则或不规则、抽象或象形的形状所组成。
二、视觉变量的组合
点、线、面符号在视觉变量上的关系如下图。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。
在点状符号中：（1）改变形状；（2）间断形状；（3）附加形状；(4)组合形状；（5）改变方向。
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。
第四节 彩色
一、彩色的量度
每一种彩色视觉都可依据三个特性进行度量，即色相、亮度和彩度。
1色相。是色彩视觉相互区别的心理学特征，它取决于某种彩色反射光谱的主波长。我们把红、橙、黄、绿、蓝、紫定为基本相色。
三原色 又称加色原色：红、绿、蓝。用于光的混合和色彩监视器的色彩显示。
三间色 又称减色原色：黄、品红、青。用于颜料和印刷。
2亮度。表示色光的强度，是彩色和非彩色的明暗特征。任何色相的量度级分的过多时，不容易被识别，亮度对比加大，才容易分辨。
3彩度。它的心理学概念就是饱和度，是指彩色相对于光谱色的纯洁度。彩度对于色彩来说，不仅是一种量度标准而且构成了色彩的千差万别，丰富了色库，彩度常常参与地图的配色，不同的彩度弥补了图面的彩色设计。
二、色彩的表示和感受效应
色彩在地图感受中的作用十分显著：
提高了地图传递空间信息的容量。
用视觉次序反映地物的数量特征和动态变化
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；有些则是色彩应用长期形成的用色习惯。
1前进色和后退色 把色采区分为前进色和后退色出于生理特性，地图上海洋部分用蓝色表示，地势部分分层设色时用暖色表示，都和色彩的感觉有关。
2色彩的交互作用 观看色彩不仅取决于它的物理刺激，而且还因周围色彩的交互作用向对立色相转化。
3色彩的恒常性 当光源的光谱成分发生变化时，我们看到地图的颜色会保持不变，这种特性成为色彩的恒常性。
4感情色彩 色彩与人的情感或情绪有着广泛的联系，不同民族的文化特点又赋予色彩以各自含义和象征。
5习惯用色 色彩也不是都能寓意，相当一部分地图图例的色彩选择与感情因素无关，而是按照逻辑及习惯设定彩色。经过长期沿用，有的形成了规范，有的也以约定俗成。
三、色彩的选配
1.同种色的配合
2.类似色的配合
3.原色的配合
4.互补色的配合
5.对比色的配合
6.综合色的配合
[重要内容提示]
1.地图符号的功能和作用
2.地图符号的分类
3.四种量表的含义和应用
4. 构成符号的视觉变量及其应用
[思考题]
见教材153页。
[第二讲 2学时]
§5符号与图形的感受效果
一、视觉变量的感受效果
从功能上看，视觉变量可以概分为三类：
一种是能获得数量感受的变量，继二维平面上的尺寸，由于数量感要求变量的可量度性，因而尺寸是产生数量感唯一的变量。
另一种是能获得次序感受的变量。亮度、网纹、尺寸变量都能产生这种次序级别。尺寸、网纹的纹理变量、网纹的方向变量能参照亮度排序的模式，也可以产生次序感受。
图形的差异感包括组合感受和选择感受两个方面。当我们组织所有这些变量完成一张地图任务----像语言的“造句”时，这些变量的作用是协同作业，他们服从于整体效果。正是几种变量的参与及他们自身的差异，使图幅具有组合感受和整体性。在这里变量原有的差异退到了次要的地位。与组合感受并存，又有较强差异反映的是选择感受。尺寸、亮度、网纹、颜色和方向等每一种视觉变量的选择都有自己的个性。所以选择感受体现了地图内容的差异。
二、图形视觉的心理效果
聚类感受、视觉对比、层次结构、图形与背景、视觉平衡，都是影响地图设计的视觉心理因素。
1.聚类感受 大脑被认为是一个动力系统。是知觉对刺激物积极的组织是类似或邻近的刺激又结合起来的倾向。反之，不同类别的刺激容易在视觉上疏远。
（1）类似因素 相互类似的刺激容易组成整体。
（2）邻近因素 相互较短的或互相邻接的刺激物，容易组成整体。
（3）闭合感觉 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。
（4）完形倾向 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。
2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。地图设计者应努力造成差异，以便在对比中取得协调。
（1）线划对比 线划的类型和宽度构成一张地图的网络，产生丰富的信息。
（2）色彩对比 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。主体以外的图形普染浅灰色也可以显现主体的地位。冷暖色对比和互补色对比对一些图种非常有用。
（3）网纹对比 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。
3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。
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和分流关系，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。
层次网络 多用于表示主体的分类系统。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，一个类别的意义内涵要由该类别与其他类别和特征的关系来决定。
立体层次 和层次网络正好相反，它要求被表示的成分处于不同的视觉平面上。
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：
明暗差异产生图形 视觉的特点就是注意力集中在差别上，当其他的图形两度一致时，较暗部分成为图形，而由于海水部分较暗，则较量的陆地成为徒刑。
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，自然形成一个整体；一是产生差异也区分为一个整体。
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，与周边图形产生差异，这种差异便为知觉场发现，产生图形与背景的差别。
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，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为图形，就需要组织较多的记忆因素。
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。
5视觉平衡
平衡是一种均匀的状态。美国阿恩海姆提出视觉平衡是由两个主导因素造成的：重力和方向。在地图图廓内，图形是根据他所在绝对位置、尺寸、形状决定重力，图形的相关位置、内容、形状决定方向。要使图形产生平衡我们还要做到：
把主题部分放在视觉中心。
调整图形格局
最重要的一点是：不要抛开图形或图组的内容去单纯追求平衡，当平衡显示某种意义时，它的功能才算发挥出来。
第六节 地图注记
一、注记的作用
地图上的文字和数字总称为地图注记。地图注记是地图内容重要部分。没有注记的地图只能表达事物的空间概念，不能表示事物的名称和质量数量特征。如同地图上其他符号一样，注记也是一种符号，在许多情况下起定位的作用，使将地图信息在制图者与用图者之间进行传递的重要方式。
二、注记的分类
地图上的注记可以区分为名称注记、说明注记、数字注记、图幅注记。注记有字体、尺寸、色相等要素，地图注记便成为空间信息归类的手段。例如在普通地图上，通常黑色表示人文地物，蓝色表示水文地物，棕色表示地貌，绿色表示植被。注记的尺寸反映地物的重要程度，注记的字体则反映地物的级别，所以注记在地图上的出现和排列的好坏影响空间信息的表达及地图的阅读。注记既是地图上的功能符号，也参与地图的艺术设计。
三、注记的配置与排列
1.配置的原则
注记不能压盖重要地理事物；
注记与被注记地理事物的关系明确；
图面注记的密度与被注记地理事物的密度一致。
2.排列形式
点事物注记排列：四周，水平排列
线状事物注记排列：雁行排列、屈曲排列
面状事物注记排列：水平排列、垂直排列、雁行排列、屈曲排列
[重要内容提示]
1.视觉变量的感受效果表现在哪些方面
2.注记的配置原则和排列方式
