计算机制图中地图符号系统的特征及设计原则 李宜蓉
地图符号化讲义
二、注记的作用与功能
地图注记是地图符号的一种，能起定位的作用， 是将地图信息在制图者与用图者之间进行传递的 重要方式。
地图注记分为：
线状符号：表达
面状符号：表达
空间上沿某个方
空间上具连续两
向延伸的线状或
点 空 的 带 具 半状间符状定依符上号现位比号一。象特例：个具的征符表点定符，号达位位号为。。点状
特征，为不依比 例符号。
线状 面状
几何 分类
体状 维符征号空征具体分号，。间的定积布。为上现位符的具依具象特号现定比三的征：象位例维符，表的特符特号与达。
尺寸
• 地物重要等级 • 尺寸大——重要 • 尺寸小——次要
颜色
• 习惯表示 • 黑色——居民地 • 蓝色——水系
棕色——地貌 绿色——植被
三、注记的定位
注记排布 — 注记在图 上的排列方式主要有 四种：
水平字列
垂直字列
雁行字列：字符连线与 注示物走向平行，成直 线，字直立。
屈曲字列：字符连线与 注示物走向平行，成自 然弯曲，字向不直立。
（3）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。
立体层次也可表现为单个符号的叠加和晕线处理。
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：
（1）明暗差异产生图形 视觉的特点就是注意力集中
在差别上，当其他的图形亮度一 致时，较暗部分成为图形，而由 于海水部分较暗，则较亮的陆地 成为图形。 （2）良好的边界产生图形
计算机地图制图原理与方法——地图符号设计参考文档
符号图元设计
? 符号图元： 指的是指地图符号中最小的具有独立 逻辑意义的图形单位。
? 一个地图符号就是一个或多个图元集合的组合， 因此，图元设计是设计符号的核心。
? 符号设计系统通常是根据点、线、面符号的不同 特点，分别为这三类符号提供组成符号的基本图 元。
? 根据面向对象的观点，可以将各基本图元定义成 不同的图元 对象类，这样，一个符号则是不同图 元对象类实例对象聚集而成的复杂对象。
? 用色相及色调的明显差异表示制图信息显著的 类别差异 。
地图符号设计
? 地图符号设计是整个地图设计工作中极为重 要的一环。
? 地图制图或GIS 系统一般都提供了制作或设计 符号（库）的功能。
? 符号设计主要途径：
? （1）文本编辑（AutoCAD的形文件shp）； （2）二次开发语言编程（ARC/INFO的AML)；
? 按符号与地图 比例尺的关系分类 ：不依、半依、依比 例尺；
? 按符号所表示的制图对象的 地理特征量度 分类：定性 符号、定量符号和等级符号；
? 按符号的 图形特征分类 ：几何符号、艺术符号、文字 符号 ；
? 按符号的 表示方式分类：矢量、栅格；
? 地形图图式 ：地图符号样式和描绘规则的规范 ，是 测绘和出版地形图必须共同遵守的基本依据之一，是 由国家统一颁布执行的标准。
地图符号设计
? 符号设计系统研究的 内容包括：
? （1）符号设计；主要是针对地图符号本身，即对 符号的形状、尺寸、色彩进行设计。
? （2）符号库设计；指对设计的符号进行合理的数 据结构组织并建立有效索引。
? （3）符号设计 系统设计；就是研究符号设计界面、 操作工具等对符号进行编辑、修改、存储等操作。
? 基本运算：灰度值变换、平移、算数组合与逻辑组合。
地图学符号设计要求及步骤
地图符号
（五）逻辑性 地图符号的构图要有逻辑性，保持同类符号的延续 性和通用性，符号的图形与符号的含义建立起有机的联系， 如图7. 45所示。
第三章
3—1
地图的语言
地图符号
（六）系统性 地图符号的系统完整协调，能够最佳地表现出整个 地理现象之间的关系。为此，需要考虑到构图与用色以 及地理现象的相互关系等因素，不能孤立地设计每种类 型或每个符号，而要考虑整个符号系统的设计。
第三章
3—1
地图的语言
地图符号
第三章
3—1
地图的语言
地图符号
五、地图符号设计的基本步骤
地图符号设计是一个非常复杂的过程。 对于单幅地图，当内容不太复杂时，地图符 号设计并不困难；但对于内容复杂的系列地 图或地图集来说，既要求单个符号简洁明了， 又要求多种类型符号之间有很强的系统性和 可比性。此时，符号设计解很复杂，也很困 难。
第三章
3—1
地图的语言
地图符号
（二）概括性 地图符号的概括性体现了人类心智的发展。对于设 计者而言，要善于抓住现象的主要特征，并以最简洁明 了的符号加以表示，即地图符号的构图应简洁、易于识 别和记忆，图形要形象、简单和规则，如图7.41和图 7.42所示。对于读者而言，要善于从这种概括了的表现 手法中洞察事物的细节，从中获得更多的信息。符号概 括程度受地图用途和比例尺的制约，不同的用途，同一 现象的符号细节不同。
第三章
3—3
地图的语言
地图注记
作业（地）：
1.解释：地图语言、地图语言构成、地图符号的分类 等概念 2.简要分析点、线、面三种符号的基本特点及其表现 能力可从哪些方面得到极大扩充 3.结合实例说明地理信息的建模过程及地图符号的设 计要求
第1讲 搞定符号并不难[1]
![第1讲 搞定符号并不难[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/3877c1cfbb4cf7ec4afed055.png)
标记填充符号
– 重复标记符号的随机或等间距模式
效果是以牺 牲性能为代 价的
Picture
– Windows 位图 (.bmp) 或 Windows 增强型图元文件 (.emf) 图形的 连续切片
Simple
– 轮廓可以自行选择的快速绘制单色填充
栅格符号类型及属性
随机 多部分
算法 预置
表 示 高 程
–感知：最小细节的易读性
线 (厚度) - 0.1 mm 实心点
0.5 mm 0.4 mm
空心点
0.5 mm
0.5 mm
–间隔：区分相邻的细节
一般> 0.2 mm
–差异：几乎相同的符号间的最小差异
设计原则：视觉感知
人眼的限制
最大12 颜色
最大7–8 渐变等级
设计原则：避免错觉或振动
谢夫勒尔错觉
同步对比错觉
纹理震动 线方向表现出方向性
设计原则：视觉对比
视觉对比可使地图易于阅读和区分，并产生重要性层次 充分利用图底关系
地图主体反差与图例反差
设计参考：视觉层次
主要用于专题地图
– 强调一幅地图的要素/关系
对图层重要性分级
– 表现相似性、差异
三种方法
Next
设计参考：视觉层次方法
视觉水平
使用图底关系
等级
使用颜色
颜色是所有符号和地图元素的基本属性之一 Esri.style中有120种预定义颜色 可以使用RGB、 CMYK和HSV颜色模型创建颜色
选择 RGB
使用 屏幕输出
CMYK
打印输出
保存定制的符号
从符号选择器保存
– 新符号存储在个人的样式文件里
– 如果需要，可以通过符号管理器移动符号
简述地图形状符号的基本原则
地图符号设计的基本原则
地图符号设计以能方便阅读、加强记忆、为最广泛的使用者所接受为出发点。
各类地图常采用不同的符号系统，这与地图的内容、主旨、比例尺、作用和功能以及使用方式密切相关。
不同地图的符号设计要求各不相同，但有一些共同的基本原则。
1.形状要图案化
设计时，要以景物的真实情况为准，经概括、抽象达到图案化，且要清晰明了，不能晦涩难懂，这样才便于绘制。
2.种类要简化
性质相同、特征类似的物体，就可以使用同一种符号作为参考量，加以适当的变量来区别。
3.符号要有对比协调性
符号的对比性指不同种类的符号之间应该有明显的区别、分清主次，才更方便使用者识别。
符号的协调性是指符号大小的相互联系及依存关系。
4.符号要有逻辑系统性
同种符号，在性质相近的情况下，通常类似，其在系统上具有一定的联系，使之形成一种系列。
5.图形色彩要有象征性
如海洋用蓝色、草地用绿色。
6.整体要有艺术性
有艺术性的地图符号也是一种美感和享受的结合。
地图符号分类的逻辑体系
地图符号分类的逻辑体系地图符号分类是地理学的一个重要组成部分，它是在制图中使用颜色、形状、线状、独特的文字标记来表达不同类别的内容。
学习地图符号规则，对于读者解读地图具有重要意义，从而在制图上节省了时间和精力。
地图符号分类包括简单符号和复杂符号。
简单符号指的是一种能够直接标示某种特殊要素的符号，如河流、湖泊、沿海等，而复杂符号指的则是将其他多种要素拼合起来形成的较复杂的符号，如山体、山头、森林等。
地图符号的分类，一般可以按照其所表达的内容的特征，进行基于自然特征、人文特征、功能特征等不同方面的分类。
下面，我们就面积、形状、颜色和文字四个方面，进行地图符号分类的逻辑体系分析。
1.积：地图符号的面积可以分为小、中、大三类，小型地图符号一般用于表示位置低、形状简单的要素，例如河流、湖泊；中型符号用于表示位置稍高或形状复杂的要素，例如山体、森林；大型地图符号通常用于表示位置比较高的要素，例如山头、峰峦。
2.状：地图符号的形状分为圆形、方形、矩形、六边形等多种，圆形最常用于表示椭圆状的水源，如湖泊、河流，而方形则用于表示建筑物，矩形可用于表示平原、山脉等，六边形则用于表示森林。
3.色：地图符号的颜色主要根据其表示的内容选择，如蓝色可用于表示水，绿色用于表示植被，灰色可表示土壤，黑色可表示建筑物等。
4.字：地图符号的文字表达一般出现在地图名称、要素名称、注记等信息，其字体、大小、颜色等还要与其表示的要素信息相匹配。
根据以上分析，我们可以看出，地图符号分类有着它严格而丰富的逻辑构架。
无论是在制图过程中制定地图符号规则，还是在解读地图时分析地图符号，都必须以该逻辑体系为准则，这样才能保证制图者和读者能够快速而准确地把握地图上的要素信息。
第5_1章 计算机地图制图算法
普通地图的符号 系统内容
16
道路符号子系统
17
主要内容
1.地图符号概述
地图符号的实质、分类、基本图形变量、视觉效果
2.地图符号的设计
加色法 光的混合
三原色：红、绿、蓝 三间色：黄、品红、青 补色相加为白色。 加色法的混合效果： 越来越亮
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色彩的混合
减色法
颜料的混合
三原色：黄、品红、青 三间色：橙、绿、紫 补色相加为黑色（理论上）
减色法的混合效果：越来越暗
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色彩的对比
色彩的对比包括
亮度对比、色相对比和饱和度对比
亮度对比
（4）字隔
某种程度上隐含所注对象的分布特征（点、线、面）
（5）字位
注记安放的位置 原则：明确显示被注对象
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地图注记的设计
（6）注记布置
水平字列/垂直字列 雁行字列：各字连线不物体走向平行，且字向直立 屈曲字列：各字连线不物体走向平行，字向平行或垂 直亍物体走向
地图注记布置的基本原则
区域底色
• 丌描述质量和数量特征。 如政区图
色级底色
• 表示分级数量关系。 如分级统计图
衬托底色
• 起辅助作用。如制图区域外的底色
37
主要内容
1.地图符号概述
地图符号的实质、分类、基本图形变量、视觉效果
2.地图符号的设计
地图符号设计的基本要求、视觉感受和认知过程、地图 色彩设计和选择
3.地图注记
（2） 象征性
易亍产生联想
(推荐下载)地图符号及整体设计效果演示文档
第四章 地图符号及整体 设计效果
§1 地图符号 §2 量表在符号设计中的应用 §3 构成符号的视觉变量 §4 彩色 §5 符号与图形的感受效果 §6 注记
§1 作为地图语言的地图符号
§1 作为地图语言的地图符号
1.1 符号与地图符号
符号是一种物质的对象、属性或过程，用它表 示抽象的概念最典型的符号是语言，完整的语言符 号可表达为：
概念 被表示成分 ————— = —————— 音响形象 表示成分
§1 作为地图语言的地图符号
1.1 符号与地图符号
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
概念 被表示成分 空间信息 ———— = —————— = ————— 音响形象 表示成分 视觉形象
（2） 地图记号有一定的约定性 （3） 地图记号可以等价变换 （4） 记号构成地图 表层结构 深层结构
记忆信息的三级加工模型： 复述
→ 刺激 瞬时 注意 短时
→ → ← 环境
记忆
记忆
长时 记忆
↓
↓
信息丧 失
§1 作为地图语言的地图符号
1.3 地图符号与地图模型
地图是空间信息的符号模型： （1）地图符号空间信息传递的手段。 （2）地图符号构成的符号模型，不受比例尺限制。 （3）地图符号提供地图极大的表现力。 （4）地图符号能再现客体的空间模型，给难以表达
§2 量表在符号设计中的应用
2.2 地图符号的量表
2.2.1 定名量表 依据制图对象固有特征进行区分。众数是最佳
的数字统计量，以一个群体中出现频率最大的类别 定名。
§2 量表在符号设计中的应用
2.2 地图符号的量表 2.2.2 顺序量表
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计算机制图中地图符号系统的特征及设计原则李宜蓉
发表时间：2018-06-13T14:51:58.467Z 来源：《基层建设》2018年第10期作者：李宜蓉
[导读] 摘要：随着计算机技术的日益发展，从二十世纪八十年代以后，我国也步入了计算机技术与制图技术的融合时代，经过二、三十年的发展，目前已完全摒弃了传统制图工艺，制图软件的发展也突飞猛进，百花齐放。
新疆维吾尔自治区第二测绘院新疆乌鲁木齐 830000
摘要：随着计算机技术的日益发展，从二十世纪八十年代以后，我国也步入了计算机技术与制图技术的融合时代，经过二、三十年的发展，目前已完全摒弃了传统制图工艺，制图软件的发展也突飞猛进，百花齐放。
本文拟在计算机制图理论和实践的基础上，讨论地图符号系统有别于传统的一些特征和设计原则。
关键词：计算机制图；符号系统；特征；设计原则
引言
地图是将地理环境诸要素根据一定的数学法则，经过制图综合并运用符号系统，以一定的比例尺缩绘于平面上，以传达各种自然和社会现象的数量、质量、空间分布和联系以及发展变化规律的图形体系。
地图有三个明显特征：
（1）特定的数学法则——可量测性。
这一特性主要包括基于地球做为球体的不可展开性建立的投影理论和手段和基于地图的位置服务功能而提出的坐标系统要求和比例尺要求；（2）特殊的符号系统——直观性。
地图运用符号表达地理空间诸要素，简洁、概括、重点突出、数量化，不仅能表现常规可见的物体，而且能表现无形要素；（3）实施制图综合——一览性。
地图是作者对地理环境进行思维加工，抽取事物内在的本质特征与联系的科学作品，不仅能表达现在，而且能表达过去和将来。
1 计算机地图制图原理
计算机地图制图是指以计算机硬件设备为基础，在相应软件软件系统的支持下，以数字格式对地图制图要素与现象数据进行采集、处理与管理，按照地图制作的规范进行符号化、图版制作与输出，并提供地图自动分析的过程。
计算机地图制图系统的数据转换：多源数据——计算机地图制图系统——数字地图。
计算机地图制图一般过程：地面数据获取——地面数据处理——地图输出。
计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和现实图形的一门学科。
计算机图形系统由图形硬件系统和图形软件系统组成，图形硬件系统是支持图形的设备，图形软件系统是实现图形设备管理和图形功能的程序和数据，计算机图形系统特点是数据量大、数据结构复杂、数据操作计算机量大和处理方法复杂。
2 符号系统的特征
地图上各种形状、大小、颜色的图形和文字的总称。
地图符号是地图表达内容的唯一语言并可以为读者领会，使用符号是地图的基本特征之一。
地图符号系统有下列基本特征：
2.1 综合抽象性
地图符号不是地理要素的真实表达，而是经过综合，抽取了地理要素的本质特征。
地理要素的符号化本身就是实施制图综合的体现。
2.2 系统性
地图符号内部自恰，以系列化的形状、大小、色彩、纹理共同构成符号体系。
2.3 约定性
一方面，地图符号一经设计完成就对地图内容的表达形成了约束，使用时不得随意改变或替换；另一方面，地图符号在设计和使用时一般都会遵循习惯和约定俗成的规则。
2.4 传递性
符号是地图表现内容的唯一手段，地图通过符号传递地理要素的内容、特征和规律性等信息。
2.5 时空性
地图符号不仅能表现地理要素空间分布的诸特征，而且能表现它们随时间变化的规律。
3 符号系统的内容
3.1 图解语言
这是符号系统运用最早、运用最多的一种语言，图形的形状、大小、结构、方向、色彩等均可以构成此符号区别于彼符号的视觉变量。
图解语言是地图一览性的具体要求。
3.2 写实语言
写实语言包括色彩和立体两个方面，当色彩的设计使用遵循人们对自然色彩的印象感受时，色彩就成了写实语言，这种色彩不是自然色的真实还原，却迎合了人们对色彩的领悟和预期，令人一望而知；做为写实语言的立体，并非现代人的发明，事实上，古代地图最先使用的符号就是立体和准立体的，如房子、军营、河流、山脉等。
在现代计算技术的支撑下，从模拟的DEM立体，到准三维乃到真三维的DTM，无不体现着地图符号系统的现代化。
3.3 自然语言
地图的自然语言即注记，文字是人们赖以交流、思维的工具，地图上使用自然语言来标示名称、性质、数量等必要内容，辅助读者识别和量测。
3.4 数学语言
地图投影、比例尺、地图定向，这些数学语言是地图赖以形成和应用的基础，也是地图的基本特征之一。
4 地图符号设计的原则
4.1 影响符号设计的因素
（1）地图内容内容决定形式。
当要素种类较多时，应更多地考虑符号之间的质量差别，当多种要素要求均衡反映时，还要考虑各类符号之间的协调性。
（2）制图区域及制图资料特征要研究对象的实地分布特征、质量，数量的分级分类标准、资料的质量、对象的外形特征等。
（3）使用要求即编图目的、用途及使用方式，例如，用于挂图的符号，其色彩体系要浓重一些，用于桌面图的符号，用色要轻淡一
些。
（4）制作与成本制作方法的可实现性及制印能力的可再现性，同时兼顾成本。
（5）视觉要求人眼能分辨物体细微结构的最大能力（视力）、受临近图形干扰而产生的视错觉。
4.2 地图符号设计的原则
（1）可定位性：符号要有可以观察到的定位点或定位线，实质是符号的精确性，以满足地图的可量测性。
就计算机制图而言，地图有两方面的要求，一为图形的定位精度，二为图形的符号化或可视化，当图形数据需在两不同制图系统中转换时，符号的可定位性愈显重要；（2）概括性：抓住事物的主要特征，符号要有高度的概括性和象征性，并以简洁明了的外观加以显示；（3）易感受性：地图符号应易于识别和记忆，进而提高传达信息的效率；（4）系统性：符号设计要有内在的逻辑一致性，使地理现象之间的关系实现最佳表达。
5 结束语
在现代化地图生产有两方面用途，为各类地理信息系统的进行分析查询提供空间数据，为地图的复制提供精美作者原图，不论哪种用途，地图符号设计都是地图工作者制图实践中永远的工作之一，掌握地图符号和符号系统的基本特征和设计原则，有助于我们更好地制图、用图。
参考文献：
[1]张伟.计算机地图制图中矢量、栅格数据符号化研究[J].咸阳师范学院学报，2009（04）.
[2]薛明，肖学年.关于地图符号库及其标准化问题的探讨[J].测绘标准化，1998（2）.
[3]刘梅.地图符号学在数字制图条件下的应用[J].测绘，2009（2）.。