地圖符號語言學(xué)方法研究的理論問題初探

彭克曼，夏 青，田江鵬，張 蘭

(信息工程大學(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450052)

一、引 言

地圖符號是實現(xiàn)地圖信息傳輸?shù)闹饕浇椤５貓D符號學(xué)是指以符號學(xué)和語言學(xué)原理為基礎(chǔ)的研究地圖符號系統(tǒng)的理論、技術(shù)和方法，是地圖學(xué)研究的主要組成部分之一。科學(xué)技術(shù)尤其是計算機科學(xué)和人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，給傳統(tǒng)地圖學(xué)帶來了機遇和挑戰(zhàn)：一方面，技術(shù)的發(fā)展為地圖學(xué)的研究提供了有力的工具，促進了地圖學(xué)的發(fā)展；但另一方面，它又對地圖學(xué)提出了新的更高的要求，如地圖表達的自適應(yīng)、智能化的水平程度的需求。表現(xiàn)在地圖符號方面，當前以符號學(xué)原理來研究地圖符號的方法已經(jīng)自成體系，涉及地圖符號的視覺變量、構(gòu)圖規(guī)律、設(shè)計方法等方面，其研究均較為成熟；但主要以地圖符號在計算機上實現(xiàn)的技術(shù)角度來研究，難以表達地理空間的認知模型，為地圖符號的自適應(yīng)和智能化帶來一定的難度。

依托語言學(xué)研究地圖符號是地圖符號學(xué)的另一個重要組成分支。相對于依托符號學(xué)的地圖符號研究而言，這一方法集中于基礎(chǔ)理論研究層次，體系性不夠完善，研究深度有限，對實踐的指導(dǎo)性不夠。但隨著研究的不斷深化，地圖符號的語言學(xué)研究方法逐漸在信息技術(shù)條件下顯露出優(yōu)勢，在空間知識的形式化描述、智能化處理等方面具有重要的潛在價值[1]。基于語言學(xué)來研究地圖符號，借助語言天然的交流與傳輸功能的優(yōu)勢，能大大縮短認知域與處理域之間的距離，更加符合人們的認知模式，提高地圖認知的效率。

本文通過探討語言學(xué)和符號學(xué)的關(guān)系，以及分析地圖符號與語言符號的可類比性，來論述地圖符號的語言學(xué)研究方法的理論基石，并通過類比語言符號論述地圖符號的語言學(xué)特征，為進一步研究基于語言學(xué)原理的地圖符號設(shè)計與表達奠定基礎(chǔ)。

二、語言學(xué)與符號學(xué)的關(guān)系

符號學(xué)與語言學(xué)都有較長的研究歷史，兩者獨自發(fā)展但又彼此滲透。關(guān)于符號學(xué)與語言學(xué)之間的關(guān)系，總體上具有以下3種觀點：

第一種觀點以索緒爾為代表，認為語言學(xué)隸屬于符號學(xué)，語言學(xué)是符號學(xué)的組成部分。索緒爾[2]在論述符號語言時指出：“可以設(shè)想一門研究社會范圍內(nèi)的符號生命的科學(xué)，它是社會心理學(xué)的一部分，也是普通心理學(xué)的一部分，稱之為符號學(xué)。”

持這一觀點的學(xué)者認為符號學(xué)是最廣泛意義上的研究一切意指活動的科學(xué)，它的范圍無所不包[3]；而語言是眾多符號現(xiàn)象中的一種，是一種特殊的符號系統(tǒng)。因此，研究這一現(xiàn)象的語言學(xué)理所當然是符號學(xué)的一個分支，對語言本身的研究能促進符號學(xué)的研究。

第二種觀點以巴特為代表，認為符號學(xué)隸屬于語言學(xué)，符號學(xué)是語言學(xué)的一部分。巴特[4]認為：“雖然符號具有意指功能，但它的所指脫離不開語言，任何所指必須在語言中找到對應(yīng)。符號學(xué)的起點可以是非語言成分的，但它最終需經(jīng)過語言這一環(huán)節(jié)。”持這一觀點的學(xué)者認為雖然符號充當著傳遞信息的作用，但它不能完全獨立而必須借助于語言來實現(xiàn)這一功能，任何符號系統(tǒng)都與語言相關(guān)，因此，符號學(xué)隸屬于語言學(xué)，對符號學(xué)的研究只是語言學(xué)研究中的一部分。

第三種觀點認為語言學(xué)和符號學(xué)是兩個獨立的學(xué)科，但又有一定的聯(lián)系。一方面，語言學(xué)作為一種科學(xué)，研究的不僅僅是語言符號本身，還要研究語言的普遍性質(zhì)和規(guī)律，因此它和符號學(xué)是并行的，二者是兩個相對獨立的學(xué)科；另一方面，語言學(xué)和符號學(xué)在不斷發(fā)展的過程中相互影響，彼此交叉，兩者之間相互促進，共同發(fā)展[5]。持這一觀點的學(xué)者認為語言學(xué)和符號學(xué)是各自對其本身及普遍性質(zhì)和規(guī)律的研究，因此，從學(xué)科的角度來說，二者是并行獨立的；同時，二者的發(fā)展并不是封閉的，它們不斷受到對方的影響且相互促進，具有緊密的聯(lián)系。

綜合上述觀點，本文認為：第一，廣義上講，符號和語言從來就不是分開的，只是從不同的角度看待它們，理解的側(cè)重點不同而已。認為語言是一種特殊的符號的觀點，強調(diào)了語言的外在形式具有符號的特性；而認為符號是一種語言的觀點，則強調(diào)了符號具有語言的傳輸與交流的功能。第二，本文討論符號學(xué)與語言學(xué)的關(guān)系，并不是要弄清楚兩者之間到底誰是上位概念，誰是下位概念，而是著重找到兩者之間的緊密關(guān)聯(lián)之處，為基于語言學(xué)研究地圖符號奠定理論基石。因此，符號學(xué)隸屬于語言學(xué)和語言學(xué)隸屬于符號學(xué)這兩種對立的觀點，不僅沒有因為對立關(guān)系而阻礙本文的研究，反而從辯證的角度更加佐證了符號學(xué)和語言學(xué)之間的聯(lián)系，即無論是從外在形式還是從傳輸?shù)墓δ芸矗柡驼Z言都具有緊密聯(lián)系。這一緊密聯(lián)系成為把語言學(xué)理論和方法引入符號學(xué)研究中的重要前提。

三、地圖符號與語言符號的類比分析

索緒爾[2]把符號定義為概念(所指)和音響形象(能指)的結(jié)合體。從這一角度出發(fā)，對于相同的空間事物或現(xiàn)象，均可以通過地圖符號和語言符號進行描述，并且在地圖符號(或語言符號)內(nèi)部，還可以通過不同符號體系(或語種)進行描述。無論是采取何種符號語言的描述方式(能指的多樣性)，其所描述的空間事物或現(xiàn)象是統(tǒng)一的(所指的統(tǒng)一性)，不同之處在于不同的描述語言由于自身結(jié)構(gòu)不同而體現(xiàn)出不同的外在表現(xiàn)形式。因此，從所指的統(tǒng)一性角度，本文認為地圖符號和語言符號具有類比的可能性。從功能和外在形式(結(jié)構(gòu))兩個角度，可對地圖符號與語言符號進行類比分析，深度分析兩者的可類比性基礎(chǔ)，為依托語言學(xué)方法探討地圖符號研究提供理論支撐。

1. 從功能的角度看地圖符號與語言符號的類比

本文所指的功能角度主要是指符號的信息傳輸功能。地圖符號和語言符號都是信息的承載體，人們從兩者中都可以獲取信息。地圖符號與語言符號的傳輸既有相同點又有不同點，可以從信息傳輸模型和信息傳輸?shù)恼J知模式兩個方面對二者進行比較。

(1) 信息傳輸模型

盡管地圖符號和語言符號的外在形式及接收者的信息感知方式不同，但在“編碼—傳輸—解碼”這一信息傳輸基本過程方面是統(tǒng)一的，如圖1所示。

1) 編碼：初始的空間事物或現(xiàn)象(S)通過編碼器將消息進行編碼，使得能被信息傳輸?shù)陌l(fā)送者所認知。

2) 傳輸：發(fā)送者將編碼的消息轉(zhuǎn)換為信號承載于載體(地圖符號或語言符號)中，接收者從載體中接收信號。

3) 解碼：接收者將接收的信號轉(zhuǎn)化為編碼的消息，并通過解碼器解碼，最終獲得理解中的空間事物或現(xiàn)象(D)。

但是語言符號與地圖符號在空間信息傳輸過程中的具體細節(jié)是不同的，具體表現(xiàn)在：第一，編碼(解碼)的機制不同，在語言信息傳輸?shù)倪^程中，編碼(解碼)涉及視覺編碼(解碼)和聽覺編碼(解碼)，而在地圖信息傳輸?shù)倪^程中，編碼(解碼)主要是視覺編碼(解碼)；第二，載體形式不同，語言信息傳輸中的載體是語言符號，而地圖信息傳輸中的載體是地圖符號。

圖1 基本的空間信息傳輸模型

(2) 信息傳輸?shù)恼J知模式

信息傳輸過程中主要是概念語義(所指)的傳輸，但能指的感知作用也是不可忽視的。由于地圖符號與語言符號的能指具有不同的表現(xiàn)形式，因此在傳輸過程中兩者的處理模式是不同的。圖2為地圖符號與語言符號在傳輸過程中處理模式的異同對比。

圖2 信息傳輸處理模式[6](有改動)

人的認知模式分為3種：短時記憶、長時記憶和心理表達。首先，通過感官接收輸入的刺激形成感覺記憶，其中一部分形成短時記憶，另一部分利用已有的知識進入認知解釋的過程；其次，認知的結(jié)果一部分不斷深化短時記憶和長時記憶，另一部分進入理解的過程；最后對理解的信息進行心理表達，完成信息處理。從圖2中可以看出，語言信息傳輸和地圖信息傳輸認知模式的不同主要是由接收的刺激不同而引起的。語言符號的外在形式?jīng)Q定其主要通過視覺和聽覺感官進行感知，因此通過看和聽來接收輸入的信息刺激，并對獲得的信息刺激通過視覺認知和聽覺認知來解釋，最終通過理解對信息刺激進行心理表達；而地圖符號的外在形式主要是視覺感官的，因此主要通過看來接收輸入的信息刺激，并通過視覺認知來解釋并最終進行心理表達。

綜上，一方面，語言信息傳輸和地圖信息傳輸?shù)奶幚砟Ｊ降谋举|(zhì)原理是一致的，兩者具有共性；另一方面，由于兩者自身的特性，該原理在各自領(lǐng)域內(nèi)的具體實現(xiàn)模式是不同的，兩者又具有個性。

2. 從外在形式的角度看地圖符號與語言符號的類比

本文所指的外在形式是符號的結(jié)構(gòu)，宏觀上是指地圖符號系統(tǒng)與語言符號系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，微觀上是指地圖符號與語言符號的組成結(jié)構(gòu)。

(1) 符號系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

地圖語言是地圖符號系統(tǒng)及其使用規(guī)則。地圖符號系統(tǒng)由3種類型的符號構(gòu)成，即圖形符號、自然語言符號和數(shù)學(xué)語言符號。地圖語言的使用規(guī)則即地圖語言的句法和語義[6]。語言系統(tǒng)由語音、語法和語義3個主要結(jié)構(gòu)構(gòu)成，語音和語義分別是語言符號結(jié)構(gòu)的兩個“極”；這兩個極本身并不構(gòu)成語言成分，由它們組合而成的才是語言成分，即詞匯成分和語法成分；相對語音及語義的“兩極性”問題而言，詞匯及語法屬于語言符號的“層次性”問題[7]。

本文認為，地圖符號系統(tǒng)與語言符號系統(tǒng)具有一致性。地圖符號系統(tǒng)的構(gòu)成符號對應(yīng)于語言符號系統(tǒng)的語音；地圖符號系統(tǒng)的語義對應(yīng)于語言符號系統(tǒng)的語義；而地圖符號系統(tǒng)的句法對應(yīng)于語言符號系統(tǒng)的語法。

(2) 符號本身的組成結(jié)構(gòu)

符號的組成結(jié)構(gòu)在本文中是指符號由低到高的組合關(guān)系，如點構(gòu)成線、線構(gòu)成面、面構(gòu)成體等。地圖符號的組成結(jié)構(gòu)問題對應(yīng)于語言語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題。Head將語言符號的組成結(jié)構(gòu)劃分為區(qū)別特征、義素(內(nèi)容層)與圖素(表達層)、語素、詞(詞匯)、詞組和命題[1]。類比語言符號的組成結(jié)構(gòu)，不同的學(xué)者對地圖符號的組成結(jié)構(gòu)進行了研究，并形成了各自不同的觀點。其中，Eastman將地圖符號的組成結(jié)構(gòu)劃分為圖形變量、圖符、圖形符號和圖形結(jié)構(gòu)[1]。Stanislav Vasilev[8]將地圖符號的組成結(jié)構(gòu)劃分為圖元、圖形符號、制圖符號和超符號。在前期的工作中，筆者對應(yīng)于語言語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對地圖符號的圖形物理結(jié)構(gòu)特征進行了系統(tǒng)設(shè)計，將其分為3個層次，即視覺變量層、符素層、符號層[9]，如圖3所示。

圖3 地圖符號的圖形物理結(jié)構(gòu)及其與語言語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系[9](有改動)

筆者將地圖符號視覺變量進一步細分并抽象出兩個具有共性的基本概念：圖形元素和特征變量，其對應(yīng)于語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的音素。圖形元素是指能夠代表基本的空間維度，并具有不可再分特性的構(gòu)圖元素，包括點、線段、曲面和體素；特征變量是指具有不可切分特性，無法由其他視覺變量組合生成的視覺變量，彼此之間相互獨立，包括尺寸、旋轉(zhuǎn)、形態(tài)、顏色和亮度。地圖符號視覺變量由圖形元素和特征變量組合組成，對應(yīng)于語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的音位及音位變體。基本幾何圖元是指由地圖符號視覺變量構(gòu)成的不具有語義內(nèi)涵的圖形成素，對應(yīng)于語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的音節(jié)。基本幾何圖元和語義概念的最小結(jié)合單位被稱為符素，對應(yīng)于語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的語素。地圖符號由符素組成，對應(yīng)于語音系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的詞。

雖然不同學(xué)者類比語言符號的組成結(jié)構(gòu)對地圖符號結(jié)構(gòu)的劃分有不同的見解，但是他們對某些問題卻達成了共識，即符號組成結(jié)構(gòu)的最底層都是不具有具體意義的最簡單的形式要素，中間層為形式要素與語義概念的最小結(jié)合體，最高層為具有一定關(guān)系的中間層的組合。

四、地圖符號的語言學(xué)特征

1. 地圖符號的理論特征

在從功能和外在形式兩個角度對地圖符號和語言符號的可類比性分析的基礎(chǔ)上，為了進一步深入開展基于語言學(xué)的地圖符號研究，探討地圖符號的語言學(xué)特征顯得十分必要。本文主要從3個方面對地圖符號的語言學(xué)特征進行分析。

1) 從哲學(xué)的角度：概念是人類大腦中的一種思維方式，反映的是事物的本質(zhì)屬性。地圖符號實質(zhì)上是反映地理空間中的自然和人文社會狀況的概念模型[10]，是地理本體的反映。

2) 從結(jié)構(gòu)的角度：任何符號都是音(形)、義的結(jié)合體，音(形)指符號的物質(zhì)外觀，義指符號所表達的概念語義，地圖符號也是圖形、語義的統(tǒng)一結(jié)合體。地圖符號的外在表現(xiàn)形式為圖形、圖像等，而內(nèi)在涵義即所描述的空間事物或現(xiàn)象。

3) 從系統(tǒng)論和信息論的角度：地圖符號是地理空間信息的載體，是人類之間、人機之間傳遞信息的工具。

2. 地圖符號的可計算特征

在自然語言研究中，自然語言自動處理的技術(shù)發(fā)展較為成熟。由于地圖符號和自然語言具有可類比性，那么地圖符號也應(yīng)具備可計算特征。

馮志偉[11]在索緒爾提出的兩大特征(符號的任意性和能指的線條性)的基礎(chǔ)上，提出語言符號具有七大特點，即隨機性、冗余性、離散性、遞歸性、層次性、非單元性、模糊性。這些特點體現(xiàn)了語言的可計算性。

本文認為地圖符號除了具有傳統(tǒng)的特點外，還具有以下特點：

1) 地圖符號的冗余性：地圖符號的冗余性是地圖符號的結(jié)構(gòu)性在使用過程中的體現(xiàn)。由于地圖符號的結(jié)構(gòu)性，可以根據(jù)地圖符號的關(guān)系來判斷有關(guān)地圖符號的性能，這樣地圖符號就顯示出冗余性，這一特性使得地圖符號與信息論發(fā)生了聯(lián)系。從信息論的角度看待地圖符號，通過分析地圖符號的冗余性，進而分析地圖符號的傳輸效率，為地圖信息傳輸研究提供思路和方法。

2) 地圖符號的離散性：地圖符號是由一些離散的單元組成的，具有離散性，這是從地圖符號的結(jié)構(gòu)這一角度來說的，這一特性使得地圖符號與集合論發(fā)生了聯(lián)系。用集合論的原理來研究地圖符號，有利于地圖符號的形式化描述和表達，易于地圖符號的計算、表達與應(yīng)用。

3) 地圖符號的遞歸性：依據(jù)地圖符號的圖形物理結(jié)構(gòu)，地圖符號可以利用有限的規(guī)則來生成，具有遞歸性，這一特性使得地圖符號與公理化方法發(fā)生了聯(lián)系。分析組成地圖符號的規(guī)則，使地圖符號可以通過有限的規(guī)則來生成，地圖符號的這種可以使用公理來描述的特點，體現(xiàn)了地圖符號的可計算性。

4) 地圖符號的層次性：地圖符號不是線性結(jié)構(gòu)，而是一個層次的立體性結(jié)構(gòu)，具有層次性。每一個地圖符號都隱藏著一個層次分明的樹形圖，這一特點使得地圖符號與圖論發(fā)生了聯(lián)系，可以通過圖論中的樹形圖來分析地圖符號的結(jié)構(gòu)，使得地圖符號的結(jié)構(gòu)更加清晰。

5) 地圖符號的非單元性：地圖符號是一個有結(jié)構(gòu)的、有多種復(fù)雜特征的非單元性符號，具有非單元性。這一特性使得地圖符號和數(shù)理邏輯的許多演算方法發(fā)生了聯(lián)系，借助數(shù)理邏輯的知識可以有助于地圖符號的智能化自動生成實現(xiàn)。

地圖符號的這5個特點體現(xiàn)了地圖符號的結(jié)構(gòu)性和可計算性，這對于信息時代下的地圖符號的設(shè)計與表達具有較大的借鑒和啟發(fā)意義。

五、結(jié)束語

地圖符號的語言學(xué)方法研究是地圖符號學(xué)研究的一個分支，是地圖學(xué)研究的重要內(nèi)容。本文分析了語言學(xué)與符號學(xué)之間的緊密聯(lián)系，闡述了地圖符號的語言學(xué)方法研究的前提；隨后從功能和外在形式兩個角度對地圖符號與語言符號的共同點及不同點進行了分析，闡述了兩者之間的可類比性，進一步論述了地圖符號的語言學(xué)方法研究的理論基礎(chǔ)；最后類比語言符號，從理論和可計算兩個方面論述了地圖符號的特點，為信息化時代下地圖符號的設(shè)計與表達提供了新的思路。通過分析將語言學(xué)的原理方法及實踐應(yīng)用成果引入到地圖學(xué)領(lǐng)域中進行研究的前提及理論基礎(chǔ)，為深入研究地圖語言學(xué)奠定基礎(chǔ)，為進一步研究信息化時代下地圖的自適應(yīng)和智能化引入了新的思路，具有一定的參考價值。

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