03讲环境信息系统的地图学基础.ppt
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1、南京信息工程大学 环境科学与工程学院 李凤英,一、地图符号的实质和分类 二、地图符号的视觉变量 三、地图符号对事物特征的描述 四、地图符号的设计,第三节 地图符号,一、地图符号的实质和分类,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。 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),地图符号的符号特征 (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 (规范约定、临时约定) (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
2、形象 表示成分 视觉形象,表层结构 深层结构,地图符号与地图模型,地图是空间信息的符号模型,地图符号空间信息(抽象、概括、简约化了的信息)传递的手段。 地图符号构成的符号模型,不受比例尺限制。 地图符号提供地图极大的表现力(自然的、人文的、直观的、抽象的、历史的、现在的、未来的)。 地图符号能再现客体的空间模型,给难以表达的现象建立构想模型(如等值线图)。,地图符号的分类 1. 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 2.按符号表示的地理尺度分为: - 定性符号 - 等级符号 - 定量符号,3.按符号表现的制图对象
3、的几何特征分为: (1)点状符号 : 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: (1)符号大小与比例无关; (2)定位特征。,(2)线状符号 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:(1)符号长度与比例尺发生关系; (2)定位:精确和概略,(3)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。 如:水部范围、森林范围、土地利用分类范围、动植物和矿藏资源分布范围等。 特点:(1)符号的范围与比例发生关系; (2)定位:确切和概略定位,4.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
4、号。 (2)艺术符号 - 象形符号:(形象符号) - 透视符号: (3)组合符号:,(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图的空间特征。 (6)色域符号: 面积颜色可看成是色域符号。,二、地图符号的视觉变量,1、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“视觉变量”或“图形变量”。,构成符号的视觉变量,(1)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。,图7-1,形状 产生符号视觉差异的最主要特征。 点状符号:符号的外形。 有
5、规则: 不规则:,几何图形,艺术符号,-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:,无形状变化。,尺寸: 描述数量特征 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 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,明度(亮度) 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 指在保持符号表面平均
6、明度不变的条件改变像素的尺寸和数量。,结构 符号内部像素组织方式的变化。 颜色 指色相和饱和度的变化。,位置 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,(2)视觉变量的扩展,1. 发生时长: 指符号形象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象的延续过程。 2.变化速率: 描述符号状态改变的速度。可以反映同一图象在方向、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度。,3.变化次序: 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
7、邻拓扑关系。 4. 节奏: 是对符号周期性变化规律的描述。,图7-2,2、视觉变量能形成的图形知觉效果,(1)整体感和差异感 整体感:“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。,图7-3,(2)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:尺寸、明度、颜色、结构、密度,图7-4,(3)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:图形尺寸,(4)质量感 将观察对象区分出不同类
8、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:形状、颜色(色相)、结构 如地形图中,河流:蓝色; 地貌:棕色,5.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:箭头 尺寸、明度、方向、密度等渐变形成动态。,图7-6,6.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。,三、地图符号对制图特征的描述,1、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
9、,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。,2、性质特征的描述 描述对象的性质或类型差异的符号-定性符号 描述性质特征的图形变量主要是-形状、结构、方向、颜色(色相) -辅助手段-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 图7-8,(2)线状符号 形状、颜色、结
10、构形式等表达一定象征意义,尺寸配合使用体现等级。 形状 例:河流粗细渐变形状变化体现等级差异 颜色 例:等高线、道路、水系的不同色相类型差异 结构 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、颜色描述面积性质和范围的属性差异;, 形状 不同的点状符号填充面积性质差异和范围属性 结构 点、线状元素以不同结构填充面积符号 方向 不同方向排列的线状元素填充面积符号 颜色 不同色相填充面积符号,产生面积性质差异。,二、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 尺寸(精确/概略描述 明度
11、、结构(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: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,(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。,图7-11,(3)面状符号 主要表现为分
12、级尺度。 明度:分级尺度,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、地图符号的设计,1、影响符号设计的因素,(1)地图内容 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
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- 03 环境 信息系统 地图学 基础
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