現代海圖符號研究

姜鳳輝,李樹軍,王 臻

(1.海軍大連艦艇學院 研究生管理大隊,遼寧 大連 116018;2.73111部隊 測繪氣象室,福建 廈門 361025;3.海軍大連艦艇學院 海洋測繪科學與工程系,遼寧 大連 116018;4.海軍大連艦艇學院 基礎部,遼寧 大連 116018)

現代海圖符號研究

姜鳳輝1,2,李樹軍3,王 臻4

(1.海軍大連艦艇學院 研究生管理大隊,遼寧 大連 116018;2.73111部隊 測繪氣象室,福建 廈門 361025;3.海軍大連艦艇學院 海洋測繪科學與工程系,遼寧 大連 116018;4.海軍大連艦艇學院 基礎部,遼寧 大連 116018)

海圖符號是制圖者和讀圖者進行空間認知與信息傳輸的載體,是連接海圖制圖學與符號學的橋梁。現代海圖符號使人們使用海圖進行海洋空間認知更加貼近現實,使海洋地理空間信息的傳輸更加準確和形象。提出現代海圖符號的基本概念,分析現代海圖符號發展特點及存在問題,并就現代海圖符號的研究與開發應用提出觀點。

海圖;符號學;海圖符號

海圖符號是人類進行海洋空間認知的媒介,也是傳輸海洋地理空間信息的載體。在紙質海圖時代,人們更多的是把海圖符號當作一種圖形符號來研究,隨著多媒體技術、空間信息可視化和虛擬現實技術在海洋測繪領域的廣泛應用,聲音、動畫、視頻等媒介正成為海洋地理空間信息傳遞的載體,海洋空間認知的方式與海洋地理信息傳輸的方法都發生了變化,海圖符號的內涵大大拓寬。

1 現代海圖符號的基本概念

海圖符號又稱海圖語言,是以一種易為人們了解和便于記憶的形式,將制圖對象的抽象概念呈現在海圖上,從而使人們對所表示的海洋地理環境產生認識。海圖符號采用美國符號學家莫里斯(C. Morris)的分類方法[1],將其分為海圖句法、海圖語義和海圖語用3個部分。

現代海圖符號是一種特殊的圖形視覺符號,用以反映海洋及其毗鄰陸地區域內各種現象、過程和要素等,海圖制圖者通過海圖符號來傳遞海洋地理空間信息。現代海圖符號最大的特點是形象直觀、簡潔明晰,它的功能主要表現為:

1)海圖符號能詳細表達海洋屬性要素,豐富海圖的表現內容。它既能表示具體的制圖要素,如礁石、助航設備等,又能表示抽象的制圖現象,如潮流流向、磁偏角等;既能表示物體的形狀,如岸線形狀,又能表示物體的性質,如沙質岸、巖石岸等,還能表示海底地形與底質、海水溫度與含鹽度等。

2)海圖符號能概括制圖對象要素,實現海圖的綜合表達[2-3]。海洋要素錯綜復雜,必須經過不同程度的歸納、抽象、概括和簡化,并用特定的符號表示在海圖上,通過對制圖對象的分類、分級,選定符號系統對海洋要素進行綜合概括,以滿足不同海圖用戶的需求。

3)海圖符號能構建海洋地理空間模型,提高海圖的應用效果。海圖符號用平面圖形符號表示海底地形的起伏狀況,能在二維平面上建立或再現制圖對象的三維海洋空間模型[4],如運用分層設色、暈渲法等在海圖平面上進行立體顯示,以實現對海洋空間信息的有效識別、分析與傳輸。

2 現代海圖符號的發展特點及存在問題

傳統的海圖符號基于貝爾廷(J.Bertin)靜態視覺變量[5]中的形狀、尺寸、色彩、亮度、圖案和紋理等要素來傳遞海圖信息,隨著三維可視化、多媒體及虛擬現實技術與海圖的緊密結合,現代海圖中出現了以連續畫面真實地描述客觀地理對象的三維符號、動態符號等新符號。

2.1 現代海圖符號的發展特點

從海圖學的發展歷程看,現代海圖符號的發展主要呈現如下特點:

1)國際通用性。海圖是一種國際性的圖種,海圖制圖區域的連續性和遠洋航行迫切需要海圖走向國際化。1999年,我國參考IHO(International Hydrographic Organization,國際海道測量組織)國際海圖圖式發布的國標 GB12319-1998《中國海圖圖式》已基本與國際海圖符號系統接軌。

2)繼承性。研究海圖符號離不開海圖圖式。海圖圖式是海圖符號樣式和描繪規則的規范,它詳細規定了海圖符號的規格和海圖上各要素在圖上的表示方法[6]。從1960年我國制定第一部海圖圖式以來,歷次修訂都是建立在前次版本的基礎之上,我國現行國標GB12319-1998《中國海圖圖式》是在國標GB12317-1990《海圖圖式》和 GB12319-1990《中國航海圖圖式》的基礎上修訂的,為此大多數海圖符號在形狀上均得以繼承,同一制圖要素僅在尺寸或顏色上略有差異。

3)變異性。海圖符號越簡捷,計算機繪制越容易。根據海圖生產的實際需求,往往需要將圖案復雜的符號簡單化,對部分海圖符號進行了修改、增補和刪減[7]。隨著國家海洋經濟的持續發展,新制圖要素不斷出現,必然產生許多具有航海價值的新符號。

2.2 現代海圖符號存在的問題

盡管海圖符號在不同程度上得到了發展,但也面臨著一些問題:

1)海、陸圖符號尚未統一。由于海、陸圖由不同制圖單位編制出版,其符號系統存在一些差異,會給制圖者帶來麻煩,尤其在制作海陸協同圖時這個問題更顯突出。此外,兩套符號系統能產生信息傳輸的紊亂,給海圖用戶帶來諸多不便。

2)海圖符號體系尚不完善。目前,我國的海圖符號體系還不夠健全,尤其是軍用海圖的某些符號還是空白,如島上水井、沿岸發電站、海水顏色與透明度等對作戰十分有用的要素,目前一般的航海圖上并未注明[4]。可見,增加海圖符號的種類以全面反映海洋地理環境,是當前海圖發展面臨的一個不容忽視的問題。

3)海圖符號服務樣式較為單一。現在的海圖符號都是按照規定圖紙和幅面裝訂成冊,以圖式形式出版給用戶使用,品種和功能都比較單一,不能完全滿足用戶對海圖符號系統的多層次需求。

3 現代海圖符號研究和開發應用中應把握的幾個問題

3.1 加強現代海圖符號理論研究

地圖及地圖符號學每取得一些進展,勢必會影響海圖及海圖符號學的研究與發展。目前,國內對地圖符號的研究集中在地圖符號庫的建立上,主要以傳統的二維符號為主,涉及到復雜三維地圖符號的研究較少。海圖符號學的研究也處于薄弱環節,僅有一部分地圖符號學理論用于海圖符號學研究,海圖符號學的發展存在明顯的理論滯后現象。

3.2 拓展現代海圖符號表示和使用范圍

隨著地理信息系統、全球定位系統、遙感和虛擬現實技術的飛速發展,傳統海圖符號在空間信息的表達上存在著越來越多的局限性,現代海圖符號需要從二維靜態平面圖形向三維海圖符號、動態海圖符號、多媒體海圖符號和虛擬現實海圖符號方向發展。

3.2.1 三維海圖符號

傳統的紙質海圖是基于抽象符號表達信息,將實際的三維地物通過投影以二維方式表示,具有很大的局限性,大量的多維空間信息無法得到有效利用。三維符號在表達信息時能滿足用戶快速認知和準確表達的需要,給人以生動、形象的感受,如圖1所示。

3.2.2 動態海圖符號

動態海圖信息的表達迫切需要海圖符號向著動態符號方向發展。計算機動畫技術的發展,數據表達和多媒體技術的進步,利用動畫連續、流動的時間特性來研究海洋地理現象的發展過程與規律已成為可能。基于現代可視化工具的動態電子海圖,將海圖編輯與設計部分地交給海圖用戶來完成,表達的信息更加豐富生動,將交互式操作引入讀圖之中,增強了讀圖的主動性和適應性[8],其功能遠遠超過傳統的靜態紙質海圖,如圖2所示。

圖1 三維電子海圖

圖2 動態電子海圖

3.2.3 多媒體海圖符號

多媒體海圖是隨著多媒體技術在海圖中應用而產生的新式海圖。在多媒體海圖中,表達空間信息的形式除了傳統的海圖符號與注記外,還融入了聲音和動畫等新媒介。多媒體海圖符號不僅是三維的、動態的,更重要的是它具有聲音屬性,更加形象化。多媒體符號在海圖中的應用,將改變傳統紙質海圖單一傳輸的方式,實現多種媒體信息的協同演播、動態制圖和實時顯示[9],從而更加利于海圖的閱讀與分析。

3.2.4 虛擬現實海圖符號

隨著虛擬現實技術的發展,未來海圖符號將會融合聽覺、觸覺和味覺等多種感知符號。只有將視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統有機結合才是感知物體最理想的方式[10]。虛擬環境產生了相應的虛擬現實海圖符號,它是視覺符號的一種補充,必將成為人們獲取、傳輸和認知海洋空間地理信息的新媒介。

4 結束語

海圖符號是海圖的重要內容,是人們閱讀與理解海圖最直接的手段。隨著多媒體技術、三維可視化、虛擬現實技術與海圖學的緊密結合,現代海圖符號不再局限于傳統靜態符號,而是融合三維符號、動態符號、多媒體符號和虛擬現實符號等多種表達方式,借助這些新式符號,海圖讀者將會以實時互動的方式更好地認知海洋地理空間信息。

[1]王家耀,陳毓芬.理論地圖學[M].北京:解放軍出版社, 2000:184-189.

[2]王厚祥,李進杰.海圖制圖綜合[M].北京:測繪出版社, 1999:70-89.

[3]田震,鄭義東,李樹軍.海圖學[M].大連:海軍大連艦艇學院,2005:119-132.

[4]李樹軍,殷曉東.中國海圖符號發展特點研究[J].測繪工程,2002,11(2):28-29.

[5]袁勘省.現代地圖學教程[M].北京:科學出版社,2007: 146-161.

[6]海司航保部.GB 12319-1998中國海圖圖式[S].北京:中國標準出版社,1999.

[7]李樹軍.海圖符號的基本概念、發展過程及趨勢[J].海洋測繪,1998(1):49-50.

[8]艾廷華.動態符號與動態地圖[J].武漢測繪科技大學學報,1998,23(1):49-51.

[9]陳志輝.多媒體技術在電子地圖中的應用[J].測繪通報, 2002(9):57-59.

[10]胡鵬,黃杏元,華一新.地理信息系統教程[M].武漢:武漢大學出版社,2002:246-249.

Research on modern chart symbols

JIANG Feng-hui1,2,L IShu-jun3,WANG Zhen4

(1.Dep t.of Graduate Management,Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China;2.Chamber of Topography&Meteorology,Troops 73111,Xiamen 361025,China;3.Dep t.of Hydrography and Cartography,Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China;4.Dep t.of Basic Sciences,Dalian Naval Academy,Dalian 116018,China)

Chart sym bols are the carrier by w hich the cartographers and chart users could realize spatial cognition and info rmation transmission,and they are also the bridge w hich connects cartography and sym bology.Modern chart sym bols enable peop le to recognize marine space mo re close to the reality and make the transmission of marine geospatial information more exact and visual.Thispaper firstly p resented the foundational concep ts of modern chart symbols;then analyzed the characteristicsof themodern chart symbols’development aswell as its current p roblem s;at last it put forward the author’s opinion on the research work,the development and applications of modern chart symbols.

chart;symbology;chart symbols

P284.2

A

1006-7949(2010)04-0016-03

2009-12-28

姜鳳輝(1983-),男,助理工程師,碩士研究生.

[責任編輯:張德福]