地图地名标注数据的来源（地图空间认知的）
地图地名标注数据的来源（地图空间认知的）张保钢认为，“地名是地图的重要组成部分，具有其他地理要素不可比拟的直观性和高度概括性，是测绘模拟产品和数字产品不可缺少的信息，也是寻常百姓最容易接受的定位方式”。作为地图语言的地图符号系统，在地图空间认知的过程中担负着核心作用。目前，国内外对地图的点、线、面状符号的理论、方法、设计与应用等相关研究较多，而对地名注记符号的相关研究较少。然而，人们在地图空间认知的过程中，首先关注的是其所感兴趣的地名，而非各式各样的点、线、面状符号。地名被认为是描述地理空间中位置和对象的最为直观和“自然”的方式，通常相对于一组坐标表示的地理信息，使用有意义的地名更为直观，地名在地理信息标记及检索中发挥着极为重要的作用。关键词：地名；地名注记；视觉变量；地图空间认知；地名注记设计。0引言曾世英先生早在1962年就曾指出：“地名是地图主要内容之一，而地图是大量的、成批的、系统的出现地名的场所。用图者往往先查阅地名，
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摘要：地名是地图的主要内容之一，具有其他地图要素不可比拟的直观性和概括性，是百姓最容易接受的定位方式。本文以用户的地图空间认知顺序为切入点，首先介绍了地名的产生及发展过程、地名特性、地名定义、地名要素以及地名注记符号在地图空间认知语义三角中的作用。其次，从地名注记的标注位置、颜色、字体与字号、方向及文字排列、文字间隔、整体布置六个方面论述了地名注记作为“定位符”的内在原因。最后，对遥感影像地图、航空像片、普通2维地图以及3维地图四种常用地图中的地名注记进行了分析。地名注记符号是地图空间认知中最直观，最有效的信息传输要素，在地图空间认知中发挥着重要的定位与导航作用。
关键词：地名；地名注记；视觉变量；地图空间认知；地名注记设计。
0引言
曾世英先生早在1962年就曾指出：“地名是地图主要内容之一，而地图是大量的、成批的、系统的出现地名的场所。用图者往往先查阅地名，然后再看其他地理要素，因此，地名的正确与否成为地图的科学水平及其使用价值的指标之一。”
作为地图语言的地图符号系统，在地图空间认知的过程中担负着核心作用。目前，国内外对地图的点、线、面状符号的理论、方法、设计与应用等相关研究较多，而对地名注记符号的相关研究较少。然而，人们在地图空间认知的过程中，首先关注的是其所感兴趣的地名，而非各式各样的点、线、面状符号。地名被认为是描述地理空间中位置和对象的最为直观和“自然”的方式，通常相对于一组坐标表示的地理信息，使用有意义的地名更为直观，地名在地理信息标记及检索中发挥着极为重要的作用。
张保钢认为，“地名是地图的重要组成部分，具有其他地理要素不可比拟的直观性和高度概括性，是测绘模拟产品和数字产品不可缺少的信息，也是寻常百姓最容易接受的定位方式”。
1地名及其相关理论
1.1地名的产生与发展过程
地名是人类社会发展到一定阶段的产物。早期人类为了生存、生活以及相互之间的交往，需要对某一地理实体取个代号，以便识别，于是就有了地名。早期的地名可能只是口头传诵的，以后又可能用一种符号代替。有了文字后，才以地名的形式出现。随着社会的发展，文明的进步，地名愈来愈复杂，愈来愈多样化。地名与不同时代自然、社会、人文各种现象，有十分密切的关系。
地名是人们赋予某一特定区域范围的地理实体的一种语言文字代号，同时也是用以区别另一特定地理实体的一种语言文字标志。地名由专名和通名两部分组成。随着科学技术的发展，人类活动领域的扩大，地名命名的对象已不限于传统的地球表面，而扩大到海底和其他星球。
1.2地名的特性
根据《地名学概论》，地名的本质属性有以下两个方面：
1）指位性：地名之所以称为地理实体的专有名词，其主要原因是它所代表的这个地理实体在地球表面上具有一定的方位和范围，即具有一定的空间位置。
2）社会性：地名是社会的产物，它的命名、更名、发展、演变始终受社会各方面的制约，因此它具有广泛的社会性。
1.3地名的定义
地名的科学概念目前存在两种不同的说法：一种是地名是“个体地理要素”的指称，一种是地名是“个体地域”的指称。地理要素包括自然要素（如平原、山地、河流）和人文地理要素（如城市、工厂、铁路）。褚亚平认为只强调“地理要素”而不包含“地域”的概念，不足以准确地表现地名的指位性。因此，他认为“地名是个体地域的指称”。地名包括以下三方面的含义：
1）地名是人们赋予的，而不是自身存在的或天然的。从历史发展看，地名经历了从当地少数人使用到逐渐为众人所知直至被社会大众广泛接受的过程，从赋予语言到文字再到数字代码表示，从约定俗成到标准化、法定化的地名。
2）空间上，既包括陆地，也包括海洋和海底，随着人类对宇宙探测的进展，地名命名的空间范围逐步从地球向宇宙中的其他天体扩展。
3）特定性，包括特定的范围和特定的时间。
按照《中国大百科全书》的定义，地名（toponym，place name）是人们赋予某一特定空间位置上自然或人文地理实体的专有名称.
1.4地名七要素
综合地名的相关理论与定义，得出地名具备以下七个要素：
1）指位：即地名反映的是相应的地理范围、方位、区域、位置等。
2）字形：即组成地名的字和词，地名字形要素是关键字查询及关键词组合查询的基础。
3）语音：即组成地名的字和词的发音，不同国家有不同的语言，不同的语言针对同一地名的发音也是不一样的。
4）语法：即构成地名的字和词之间的组合与搭配规则。
5）语义：即地名所蕴含的深层次的含义，地名语义是智能互联网——语义网的信息源头。
6）语用：即地名的应用以及与用户之间的关系。全球80%以上的信息与地理信息相关，而且现在正呈现上升趋势，而绝大多数的地理信息都与地名直接或间接的相关。
由此可见，地名的应用是相当广泛的，并且应用规模呈现扩大趋势。
7）时间：即地名的生存周期。从古到今，朝代的更迭，殖民战争以及现代的行政区划改革等都在不断地改变着地名。地名的时间要素反映了历史的沿革，对地名管理工作具有重要的作用。
2地图空间认知语义三角形
本文将哲学语义三角形引入地图空间认知领域后得到地图空间认知语义三角形如图1所示。
在地图空间语义三角形中，地图语义与地图符号反映意义与形式的关系，地图语义是抽象的，要通过地图符号才能表达，地图符号是地图语义的载义实体，二者是直接联系的；地图语义与空间对象是意义与事物的关系，地图语义是在空间对象的基础上概括形成，是客观事物在人脑中的概念反映，二者也是直接联系的；地图符号与空间对象之间没有直接的、必然的联系。地图语义是地图符号和空间对象之间的关系。在地图空间认知过程中，地名注记符号是如何起到“定位”作用的呢？下文将通过对地名符号源头设计的规范与要求来进行论述。
3地图空间认知驱动的地名注记符号设计
在地图语言中，除了利用以图形为主的基本语言——地图符号外，还是用了自然语言——地名注记。地名注记的要素包括字位、字色、字向、字体、字号、字隔、布置等。
3.1地名标注位置的确定方法
地名注记的位置不是随意的，而是有规律可循的。将所要标注的地图要素分为三类：点状、线式面状及线状、面状。
1）点状地图要素：依据空间方位关系的“米字”模型，点状地图要素的地名注记标注位置主要有八个，它们分别是：正左、正右、正上、正下、左上、右上、左下、右下。
2）线式面状地图要素及线状地图要素：该两类地物的纵横比例往往差距较大，确定该种地名注记标注位置的最好方法是黄金比法。
黄金比法：1∶0.618便是很多专家所推崇的黄金比。据调查统计，黄金比是最完美、最适合人类审美观点的比值（比如身材、图形的长宽比等）。鉴于此，本文将数学中的黄金比引入到地图空间中。对于线式面状地物或线状地物，应用黄金比法确定黄金点作为地名注记标注的中心位置，然后进行地名注记的标注。
3）面状地图要素：该类地图要素包围一定的地理区域，且纵横幅度差别不大。比较适合的地名注记放置方法有以下三种：
①几何中心法：地图要素的形状为规则的图形时，像规则的图斑（正方形，正三角形等），可以将地名注记标注在图斑的几何中心位置。但是地理空间中的地理对象一般情况下都是不规则的图斑，因此，要用到下面的几何重心法。
②几何重心法：只有规则的几何图形才有几何中心，但是每个几何图形都有几何重心。当为均匀“介质”的规则几何图形时，几何重心就在几何中心。几何重心的位置可以通过计算图形坐标的方式获得。通常情况下，地图要素不都是均匀分布的，要受到很多因子的影响，如政治、经济、交通、教育、文化等方面，因此，要用下面的权重法。
③权重法：通过对影响地图要素的因子做统计分析，利用变异系数法得出各个影响因子的权重值，将权重值融合到方法②中，可以确定最终地名注记的标注位置。
3.2地名注记颜色的选择
现代色彩学的发展使地图制图可以使用的颜色越来越丰富多彩，不再仅仅是离散颜色，而是可以连续变化并且可以自己进行定制的色彩模块。
配置地名的颜色，首先要贯彻要求是注记的色彩要醒目，不能过多，再就是要与地图空间的背景色相协调和匹配，以减小视觉冲击。其次，地图要素的颜色也反映了地图语义，颜色不能随意搭配。因此，在进行地名注记颜色配置的过程中要慎重，要尽量迎合大众用户的地图空间认知习惯，不能只为刻意“创新”，而乱设色彩，造成地图空间认知困难。
3.3地名注记方向与文字排列地图
空间中的地名注记并不都是朝一个方向的，而是错落有致，协调分布的。地名注记的方向应该尽量与地理对象的走向一致，以便地图用户更容易获得地理空间对象的位置、走向，以及覆盖区域。地名注记的文字排列方式有水平字列、垂直字列、雁行字列与屈曲字列，可以通过字体的字向朝北，并沿水平线、垂直线、斜线与任意去向排列来完成注记配置，在处理时需要对注记中的每个字符单独进行。
3.4地名字体与字号地图
空间的地名注记字体与字号应尽可能满足简洁、有序、统一的要求。为了最大限度的迎合用户的地图空间认知习惯，地名注记的字体应该用宋体、黑体或楷体等标准文件常用的规范字体，而要避免使用艺术字体，同时避免画面过于花哨而引起地图空间认知的困难。地名注记的字号要按照注记内容等级设置字号，等级高的较重要，用较大的字号显示，反之，等级较低的，用较小的字号显示。在中国，基本比例尺地形图的注记大小是有国家标准可遵循的。杜世宏认为，地图生产是一个复杂的过程，由于许多原因，需要重新确定注记的大小，情况有两种：①从一幅图中，仅提取其中的一个或少数几个图层进行注记，其他的图层不参与注记。从地图信息量和易读性的角度出发，应该适当增大注记的尺寸。②从较大比例尺的地图生产较小比例尺的地图时，应当适当缩小注记的尺寸。第一种情况下，确定注记的大小有一定的难度。难点在于目前还没有一个准确的数学模型或标准来衡量和确定，需要在大量实验的基础上，进行统计分析和比较，找出合适的规律。对于第二种情况，可以借鉴制图综合中的开方根规律来计算。开方根规律公式：
式中，MA是原始地图的比例尺分母；MF是新编地图的比例尺分母；CZ是符号尺度系数；CB是地物重要性系数；nF是新编地图上应当选取的地物个数；nA是原始地图上地物的个数.
3.5地名文字间隔
地名注记文字间的间隔也很重要。间隔过小，文字紧挨在一起，密密麻麻，不利于用户对地理空间对象的整体把握。在比例尺进行切换时，容易出现注记混乱，影响地图空间认知。相反地，文字间隔过大，注记文字太散、不连贯，容易造成地图空间认知不连续，影响认知的效率。因此，地名注记的文字间隔不能太宽，也不能太窄，要与地物的尺寸相协调，尽量满足用户的阅读习惯。
3.6地名注记的整体布置
地图制图综合的各种要求、方法及原则的最终目的就是删繁就简，让用户在地图空间认知过程中，最快最有效地获取地图信息与知识。地名注记的整体布置要满足制图综合的要求，在使地图要素保持紧密联系的同时，保持错落有致，协调统一，不能互相压盖，互相契合，避免造成认知的困难。
4应用分析
上文已经对地名注记的视觉变量进行了详细论述，下面针对常用的四种地图分别说明地名注记该如何设计才能最有利于地图空间认知。
4.1遥感影像中的地名注记
遥感影像通常不能用肉眼辨别出明显的地理对象特征，影像地图的地名注记设计与普通城市地图差别较大。普通城市地图由于地图底色比较单一，设计者多采用不同形式、结构和色彩组合的Bertin视觉变量来设计几何符号或艺术符号以增强地图的表现力和艺术性。而在色彩纷杂、信息量巨大的影像地图中，设计者需要在突出符号注记层的视觉层次的同时兼顾以下问题：①符号不宜大面积压盖底层影像的信息；②注记的色彩要醒目，但颜色种类不宜过多；③为了使注记突出于影像背景之上且方便读者获取属性信息，注记的色彩选用大红、品红和青色等饱和度高的纯色，配以一定宽度的白色衬边，将注记与地图隔开，达到突出的效果；大面积区域注记如片名、住宅小区、公园的字体采用笔画较粗的隶书、魏碑等，还可以利用反白字装饰。
影像地图中的地名注记，适合采用较粗、较大的字体。在《珠海市影像地图集》设计中，作者选用黑体、方正准圆简体、方正综艺简体、方正大标宋简体、方正大黑简体，使地图显得更加美观、大方。即使是影像色调最暗的部分，注记也清晰可辨，明显易读。
4.2航空像片中的地名注记
航空像片与遥感影像有相似之处，两者都没有明显的地理空间对象边界，但是航空像片较遥感影像有优势。通常，航片的分辨率较高，我们可以直观地看清楚地物的大致轮廓。航片中的地图要素是地理空间中的地理对象的外貌、形状、颜色、走向、地势等的真实状态。航片中地名注记可以借鉴遥感影像的地名注记的方法，同时应该多用浅色，以便与背景颜色相区分。
4.3普通2维地图中的地名注记
普通2维图是现代地图的起源，是我们日常生活中最常用的地图，我们大部分的地图空间认知都来自于普通2维图，比如政区图、旅游图等都与我们的日常生活息息相关。因为使用的方便与频繁，普通2维图中的地图符号研究也相对广泛，国内外众多专家在地图制图综合、地图符号视觉变量、地图空间认知方面都做了大量的研究。王家耀、陈毓芬等关于地图学都有大量的理论与应用专著。普通2维图中，地名注记要简练，字体规范、字号适中、层次分明、字色鲜明突出，且不过于花哨。
4.4 3维地图中的地名注记
3维地图以其形象直观，真实反映地理空间对象的特性等优势，在地图领域开辟出一片新的阵地。随着现代地图学理论与应用的发展，以及相关3维建模技术理论和软件的普及应用，3维地图已经成为地图的应用发展趋势。3维地名注记符号对于漫游于3维地图中的用户来说，无疑起到了至关重要的定位与导航作用。在常规地图符号变量的体系基础上，将动态特征与交互式特征等变量引入到3维地图符号中来，因此3维地图在设计的过程中要满足旋转（多角度）、缩放（多尺度）、LOD展示以及阴影等多方面效果的要求。3维地名注记的标注方式有平铺式、悬空式、嵌入式等。不管用什么方式，最终要体现出3维地图要素之间的逻辑性，同时要遵循易读、易理解及视觉感受的一般规律。
5结束语
地名注记符号是地图空间认知中最直观、最有效的地图信息传输要素。无论是2维地名注记符号还是基于2维注记符号扩展而来的3维地名注记符号，在地图空间认知中都发挥着重要的定位与导航作用。规范的设计规则与要求，正是它们发挥定位导航作用的关键所在。作为一种特殊的地图符号，地名注记在设计过程中要遵循一切地图符号的通用视觉变量，如地名字体、字号、颜色、方向、排列顺序、标注位置、严格的等级划分以及制图综合的总体要求和避免地图要素压盖，等等。最新的认知成果——眼动仪的成功问世，给地图空间认知的发展带来了新的契机。希望通过眼动仪数据的统计分析与挖掘，能让地图空间认知研究取得更大和更人性化的发展和进步。
作者：陈健 张斌 梁汝鹏
来源：《地理信息世界》2012第6期
选稿：耿曈
编辑：吴雪菲
校对：张纯瑜
审定：邹怡思
责编：罗舒平
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