[科普中國(guó)]-地圖信息

簡(jiǎn)介定義

地圖信息是一種特殊的圖解信息，它是地圖上所表示地物或現(xiàn)象的時(shí)-空狀態(tài)和組合存在方式及關(guān)于這種狀態(tài)和方式的廣義知識(shí)，它的作用在于消除地圖用戶在相應(yīng)認(rèn)識(shí)上的不可知性，它的數(shù)值等效地以所增加知識(shí)的多少來(lái)衡量2。

地圖信息是一種特殊的圖解信息，是因?yàn)榈貓D信息具有圖形特性和數(shù)學(xué)特性，圖解形式是地圖信息存在的形式。而地圖用戶通過(guò)對(duì)地圖的閱讀和分析，就可以獲得這方面的知識(shí)，從而消除了地圖用戶在相應(yīng)認(rèn)識(shí)上的不可知性，因此，其數(shù)量可以等效地以所增加知識(shí)的多少來(lái)衡量2。

層次地圖信息可以劃分為三個(gè)不同的層次，即語(yǔ)法地圖信息、語(yǔ)義地圖信息和語(yǔ)用地圖信息。

其中，語(yǔ)法地圖信息回答的是：地圖上地物或現(xiàn)象的時(shí)一空狀態(tài)和組合存在方式是什么樣的?語(yǔ)義地圖信息回答的是：地物或現(xiàn)象的時(shí)一空狀態(tài)和組合存在方式的含義是什么?語(yǔ)用地圖信息回答的問(wèn)題是：具有這樣含義的時(shí)一空狀態(tài)和存在方式對(duì)地圖用戶有什么樣的價(jià)值或效用?顯然，語(yǔ)法地圖信息是最基本的層次，它具有客觀的本性。語(yǔ)義地圖信息既有客觀的一面(狀態(tài)和存在方式的實(shí)際含義本身是客觀的)，又有主觀的一面(對(duì)于這個(gè)含義，不同的地圖用戶可能有不同的理解，甚至可能有不同的理解能力)，例如，蘇聯(lián)俄文版的非洲地圖集包含有一定的語(yǔ)義信息量，一個(gè)不懂俄文的人無(wú)法從中獲得這一定量的語(yǔ)義地圖信息量，因此，地圖用戶能否獲得這個(gè)語(yǔ)義地圖信息，與他自己的主觀能力有關(guān)。至于語(yǔ)用地圖信息，則具有更明顯的主觀色彩，因?yàn)?，?duì)于地物或現(xiàn)象的同一時(shí)-空狀態(tài)和組合方式，不同的地圖用戶可能具有不同的利害關(guān)系和價(jià)值觀點(diǎn)2。

分類根據(jù)地圖信息的表現(xiàn)形式，可以把地圖信息按隱蔽程度分為直接地圖信息和間接地圖信息。直接地圖信息是地圖用戶在地圖上直接觀察到的地物或現(xiàn)象的直接知識(shí)；間接地圖信息是地圖用戶通過(guò)研究各要素所處地理環(huán)境，利用分析、判斷的方法獲得的信息。

按地圖信息的主客觀性可分為客觀地圖信息和主觀地圖信息。只與地圖上地物或現(xiàn)象的狀態(tài)和方式有關(guān)、而與地圖用戶的主觀因素?zé)o關(guān)的地圖信息被稱之為客觀地圖信息；反之，稱為主觀地圖信息2。

特點(diǎn)地圖信息具有以下3個(gè)特點(diǎn)：1）科學(xué)性。地圖信息主要是反映地球表面各種物體和現(xiàn)象的空間分布及其規(guī)律，準(zhǔn)確性和可靠性是它的特點(diǎn)。2）可視化和易讀性。用圖形和符號(hào)的方式將地圖信息表示出來(lái)并讓用戶能夠讀懂是地圖產(chǎn)品可用性的一個(gè)重要指標(biāo)。3）商品性。無(wú)論何種地圖，一經(jīng)產(chǎn)生，都會(huì)進(jìn)行交換3。

地圖信息服務(wù)方式古代地圖信息服務(wù)方式自有人類文明以來(lái)，就出現(xiàn)了地圖，地圖是人類對(duì)自身生存環(huán)境認(rèn)知的圖形化表示。隨著人類生產(chǎn)生活范圍的擴(kuò)大，以及社會(huì)秩序的復(fù)雜化，地圖所表示的信息越來(lái)越復(fù)雜，地圖信息服務(wù)的對(duì)象和范圍越來(lái)越大。

1.人類自身生活環(huán)境的認(rèn)知結(jié)果：早期人類生活的范圍有限，他們對(duì)自己生活的環(huán)境十分熟悉，久而久之，在大腦中形成了這一地區(qū)與環(huán)境相關(guān)的“圖像”，將這些圖像繪制在固體媒介上，就構(gòu)成了原始地圖。原始地圖具有指示方向、確定方位和警示作用。

2.自然地理知識(shí)的圖形顯示：中國(guó)的《山海經(jīng)》和西方的《荷馬史詩(shī)》都包含了大量的地圖，它們分別對(duì)中西方地理知識(shí)進(jìn)行了圖形表述?！渡胶＝?jīng)》對(duì)山、水、植被、礦物進(jìn)行了科學(xué)的分析和論述，表達(dá)了中國(guó)古人對(duì)陸地地理空間的科學(xué)認(rèn)識(shí)；而《荷馬史詩(shī)》則對(duì)海洋、海岸、風(fēng)等進(jìn)行了分析和描述，是古希臘人對(duì)海洋知識(shí)的總述。地圖是地理學(xué)的第二語(yǔ)言，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。

3.占卜的工具：由于先人們自然生活條件十分惡劣，因此，在與自然的抗?fàn)幹?，利用地圖進(jìn)行地占卜，在一定程度上使其進(jìn)行的活動(dòng)多少帶點(diǎn)科學(xué)性。

4.國(guó)家版圖的象征：隨著國(guó)家意識(shí)的覺(jué)醒，地圖和國(guó)家領(lǐng)土范圍緊密地聯(lián)系在一起。

5.軍事作戰(zhàn)的得力助手：地圖在軍事上的應(yīng)用由來(lái)已久，只要行軍打仗都離不開(kāi)地圖。

6.地藉信息管理服務(wù)：農(nóng)耕時(shí)代，國(guó)家財(cái)政收入的大部分是農(nóng)業(yè)稅賦收入，因此地藉圖的制作和管理十分重要。

7.作為教育工具：中國(guó)最早的碑刻地圖《華夷圖》和《禹跡圖》都是宋代刻在石碑上的，那時(shí)只有重要經(jīng)文和道德規(guī)范才會(huì)刻在石碑上，起到教育作用。而西方中世紀(jì)大量的 T-O 圖或 Y-O 圖也是作為宗教宣傳教育的工具。

8.作為探索世界的工具：在古代中國(guó)和古代希臘，人們都根據(jù)自己的生活經(jīng)歷以及思維方式，對(duì)人類生存的世界進(jìn)行了合理的想象3。

現(xiàn)代地圖信息服務(wù)方式15 世紀(jì)地理大發(fā)現(xiàn)后，地圖信息服務(wù)在西方發(fā)生了革命性變革，地圖制作逐漸被皇室授權(quán)的家族制所壟斷，如法國(guó)卡西尼家族等，他們的產(chǎn)品可以拿到市場(chǎng)上進(jìn)行合法交易。后來(lái)隨著地圖教育的普及和地圖信息來(lái)源的專業(yè)性，地圖制作歸為專門團(tuán)體3。

1.國(guó)家邊界的精確劃分：從 15 世紀(jì)開(kāi)始，地圖逐漸被用于描繪歐洲的國(guó)境邊界，當(dāng)時(shí)的地圖對(duì)國(guó)境線的解讀與其說(shuō)是通過(guò)區(qū)域劃分來(lái)表現(xiàn)，倒不如說(shuō)是用線條勾勒形狀來(lái)確定，盡管前者更容易被理解。地圖已經(jīng)開(kāi)始在國(guó)界的外交談判中發(fā)揮作用3。

2.新國(guó)土代言人：地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)期，歐洲的各種勢(shì)力都使用地圖來(lái)宣告、劃分或開(kāi)發(fā)他們?cè)诤Ｍ獾睦妫@大大激發(fā)了歐洲人對(duì)未曾涉足地區(qū)的地圖繪制。如英國(guó)和法國(guó)在美洲密西西比河流域的爭(zhēng)執(zhí)，最終以法國(guó)先出版的地圖上標(biāo)有密西西比河而告終，而美洲密西西比河流域也最終以法國(guó)國(guó)王路易九世的名字命名為圣路易斯市3。

3.不可視信息服務(wù)：人類生活的自然界和社會(huì)中不僅有山川、河流，而且還存在一些看不見(jiàn)但可感知的信息，如地磁線、風(fēng)向、社會(huì)犯罪情況等。借助于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的發(fā)展，專題地圖應(yīng)運(yùn)而生。如 1701 年，哈雷編制了大西洋磁偏圖，1702 年他又出版了全球風(fēng)向圖。這些專題圖的出現(xiàn)，使那些不可視的地理信息能夠以圖表的形式可視化表示出來(lái)，成為一種新的解決問(wèn)題的方法3。

4.地理信息的精確服務(wù)：18 世紀(jì)，大規(guī)模三角測(cè)量和基本地形圖測(cè)繪逐漸成為地圖科學(xué)發(fā)展的主流。實(shí)測(cè)手段的進(jìn)步如望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明改進(jìn)了羅盤儀、平板儀和經(jīng)緯儀；數(shù)學(xué)方法如微積分的成就，促進(jìn)了地圖投影學(xué)的發(fā)展；具有計(jì)量概念的等高線成為壓倒優(yōu)勢(shì)的地形表示方法，地圖要素和符號(hào)比例分級(jí)概念逐漸加強(qiáng)，此時(shí)測(cè)繪的地圖精度很高。世界零度經(jīng)線的確定，標(biāo)志著全球地理空間的高度統(tǒng)一3。

5.地理信息綜合服務(wù)：1845 年德國(guó)自然科學(xué)家洪堡創(chuàng)造了氣候等值線圖專題制圖方法；1881 年俄國(guó)卡賓斯基提出了國(guó)際統(tǒng)一地質(zhì)符號(hào)的建議；而德國(guó)伯爾和斯《自然地圖集》的問(wèn)世，基本上形成了專題地圖集的雛形。由此人類對(duì)地理空間的認(rèn)識(shí)從具體地理空間上升到抽象地理空間，并能將抽象地理空間可視化，實(shí)現(xiàn)了地理信息的綜合服務(wù)3。

信息時(shí)代地圖信息服務(wù)方式據(jù)統(tǒng)計(jì)，人類生活中 80%的信息是與位置相關(guān)的信息，而與位置相關(guān)的信息都可以用地圖信息來(lái)表示。信息時(shí)代，地圖信息服務(wù)內(nèi)容呈現(xiàn)多層次性、多任務(wù)性以及智能性。

1.GIS 中地圖信息服務(wù)：地理信息系統(tǒng)（GIS）盡管其具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與輸入功能，并有強(qiáng)大的空間分析能力，但結(jié)果仍需以地圖的形式顯示出來(lái)。因此，GIS 具有作為信息載體與傳播媒介的地圖功能，每個(gè)地理數(shù)據(jù)集都可以看成是一張地圖3。

2.靜態(tài)電子地圖信息服務(wù)：靜態(tài)電子地圖是數(shù)字化地圖，存儲(chǔ)于數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)上，以可視化地圖為背景，用文本、照片、圖表、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等為表現(xiàn)手段，展示制圖區(qū)域綜合面貌，是集多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息系統(tǒng)、空間信息多媒體可視化系統(tǒng)為一體的復(fù)雜信息巨系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)性、多維化和超媒體集成性與交互性3。

3.移動(dòng)電子地圖信息服務(wù)：移動(dòng)電子地圖是 GIS、GPS、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、多媒體技術(shù)等的集成，即當(dāng)用戶與現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)模型（系統(tǒng)）交互時(shí)，在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)，這個(gè)模型系統(tǒng)會(huì)動(dòng)態(tài)地向用戶提供不同的信息服務(wù)。它的特點(diǎn)是移動(dòng)性、動(dòng)態(tài)性，對(duì)位置信息的依賴性，移動(dòng)終端的多樣性和強(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)支持3。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)中的地圖信息服務(wù)：虛擬現(xiàn)實(shí)是由交互式計(jì)算機(jī)仿真組成的一種媒體，能夠感知參與者的位置和動(dòng)作，替代或增強(qiáng)一種或多種感官反饋，從而產(chǎn)生一種精神沉浸或船舷在仿真環(huán)境中的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)中的地圖實(shí)際上是一種地形仿真，具有沉浸感、交互性及想象性特點(diǎn)，主要用模擬訓(xùn)練3。

5.網(wǎng)絡(luò)地圖信息服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)地圖是以提供網(wǎng)絡(luò)搜索服務(wù)為主的新的地圖服務(wù)，它結(jié)合了本地搜索以及衛(wèi)星圖片服務(wù)，并能夠提供建筑物與地形的 3 維影像，具有各種查詢功能，主要城市的 3 維立體圖及詳細(xì)的公路圖，具有自動(dòng)尋找路徑功能3。

6.基于 Grid 的地圖信息服務(wù)：基于 Grid 的地圖信息服務(wù)是將分布在全球各地的地理信息系統(tǒng)，借助網(wǎng)格技術(shù)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互操作，此時(shí)地圖信息服務(wù)的提供者成為地圖信息的維護(hù)者和標(biāo)準(zhǔn)的制定者。隨著基于網(wǎng)格的信息共享和技術(shù)共享技術(shù)的商品化，以及衛(wèi)星遙感技術(shù)、GPS 技術(shù)在地圖信息更新方面的應(yīng)用，勢(shì)必會(huì)減少地理信息系統(tǒng)維護(hù)的人力成本。而由于地圖信息的廣泛使用，出現(xiàn)了大量地圖信息服務(wù)對(duì)象是普通用戶的局面，因此地圖信息服務(wù)將呈現(xiàn)更加多樣化和普適化3。

地圖信息傳遞論地圖傳輸?shù)貓D傳輸是通過(guò)地圖形式傳遞空間信息的過(guò)程。地圖是空間信息的圖形傳遞形式。在信息論的基礎(chǔ)上形成地圖信息論，即研究以地圖圖形獲得、傳遞、轉(zhuǎn)換、貯存和分析利用空間信息的理論。將地圖制圖者同用圖者作為統(tǒng)一的過(guò)程進(jìn)行研究，編圖者作為信息發(fā)送者，把制圖對(duì)象的認(rèn)識(shí)加以選擇、分類、簡(jiǎn)化等信息加工，并經(jīng)過(guò)符號(hào)化的編碼過(guò)程，以地圖作為通道，傳遞給用圖者，即信息接收者，用圖者經(jīng)過(guò)符號(hào)識(shí)別的譯碼過(guò)程，并通過(guò)對(duì)地圖的分析和解釋，形成對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)4。地圖是信息的載體和通道，用圖者形成對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)，即環(huán)境信息的恢復(fù)。

地圖傳輸論地圖傳輸論是當(dāng)代地圖制圖學(xué)的基本理論之一。是信息科學(xué)滲透到地圖制圖學(xué)領(lǐng)域的結(jié)果，也稱地圖信息理論。主要研究地圖制圖中專題信息的特征及相互轉(zhuǎn)換的過(guò)程、方法等。地圖是信息的載體和通道，制圖者把專題信息進(jìn)行符號(hào)化或運(yùn)用地圖制圖語(yǔ)言的法則通過(guò)編碼制成地圖，用圖者則從地圖上譯出符號(hào)或編碼后恢復(fù)信息的原始形態(tài)，并形成對(duì)環(huán)境信息的深化(即用圖者讀圖分析所獲信息往往超過(guò)制圖者在編圖時(shí)所利用的信息)5。

地圖傳輸論的發(fā)展地圖傳輸是在地圖制圖過(guò)程中進(jìn)行環(huán)境信息傳輸?shù)睦碚?。是地圖作者根據(jù)某一目的獲取的原始環(huán)境信息進(jìn)行符號(hào)化或運(yùn)用地圖語(yǔ)言的法則編碼制成地圖的過(guò)程。地圖傳輸是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來(lái)的一門地圖制圖學(xué)理論。1972年，國(guó)際地圖制圖協(xié)會(huì)設(shè)立了地圖傳輸委員會(huì)，即第五委員會(huì)。1976年該委員會(huì)提出地圖傳輸?shù)难芯糠较蚴牵旱貓D傳輸?shù)膶?shí)質(zhì)及理論基礎(chǔ)、地圖信息傳遞控制論模型、地圖制圖語(yǔ)言的實(shí)質(zhì)及其語(yǔ)法和作為傳輸手段的地圖的特性、空間信息糾正及信息轉(zhuǎn)換的損失和增強(qiáng)、地圖信息的感受及思想和心理生理過(guò)程等6。

地圖信息理解的幾大誤區(qū)地圖信息不等于地圖內(nèi)容它們是互有聯(lián)系的兩個(gè)概念，地圖信息是地圖內(nèi)容的反映，它不能脫離地圖內(nèi)容而獨(dú)立存在，地圖內(nèi)容是地圖信息存在的形式。因此，可以說(shuō)，地圖信息是地圖內(nèi)容的內(nèi)核，地圖內(nèi)容是地圖信息的外殼，地圖信息比地圖內(nèi)容的含義更豐富、更深一層。例如，在地形圖上表示的等高線，地圖用戶通過(guò)對(duì)等高線的分析、量算，可以獲得關(guān)于地形的各種形態(tài)測(cè)量指標(biāo)的信息，如切割密度、坡度等；進(jìn)一步分析等高線圖形，還可以獲得有關(guān)新大地構(gòu)造活性和某些礦產(chǎn)分布的信息，甚至可以獲得關(guān)于地殼構(gòu)造深度的信息，而這些信息并不屬于地圖內(nèi)容。由此可見(jiàn)，地圖內(nèi)容和地圖信息并不是一回事2。

地圖信息不等于圖形載負(fù)量圖形載負(fù)量有兩種，一種是面積載負(fù)量，它是指地圖內(nèi)所有符號(hào)和注記所占面積與圖幅總面積之比；另一種是視覺(jué)載負(fù)量，它是指在視覺(jué)上感受到的面積載負(fù)量的大小。這兩種載負(fù)量都與地圖符號(hào)和注記的面積大小有關(guān)，只要符號(hào)和注記在地圖上占有一定的面積，那么符號(hào)和注記就有載負(fù)量。事實(shí)上，地圖符號(hào)有載負(fù)量，不一定就有信息。例如，在專題地圖上，表示分布范圍的布點(diǎn)范圍法中的點(diǎn)在地圖上占有一定的面積，即這種點(diǎn)具有一定的圖形載負(fù)量，但這些點(diǎn)并沒(méi)有提供有關(guān)范圍內(nèi)某種制圖物體分布的數(shù)量特征。因此，地圖信息量與圖形載負(fù)量之間并不能劃等號(hào)2。

地圖信息不等于地圖符號(hào)數(shù)量地圖信息與地圖符號(hào)是兩個(gè)互有聯(lián)系的不同概念。地圖符號(hào)是地圖信息的載體，地圖信息是地圖符號(hào)所載荷的內(nèi)容。事實(shí)上，同樣一種信息可以用不同地圖符號(hào)來(lái)載荷。例如，在普通地圖上表示地貌高低起伏的形態(tài)信息，可以用等高線符號(hào)表示，也可以用分層設(shè)色法的色層符號(hào)表示。另外，這種觀點(diǎn)只考慮了地圖符號(hào)的多少，而忽視了地圖上符號(hào)和注記的含義。在地圖上表示的符號(hào)具有一定的語(yǔ)義內(nèi)容，例如，居民地、河流、山峰的名稱等，它們都具有一定的語(yǔ)義信息，因而，地圖信息也不同于地圖符號(hào)的數(shù)量2。