[科普中國]-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)的多少來衡量2。

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

其中，語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?語用地圖信息回答的問題是：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，語法地圖信息是最基本的層次，它具有客觀的本性。語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義信息量，一個(gè)不懂俄文的人無法從中獲得這一定量的語義地圖信息量，因此，地圖用戶能否獲得這個(gè)語義地圖信息，與他自己的主觀能力有關(guān)。至于語用地圖信息，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，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越復(fù)雜，地圖信息服務(wù)的對(duì)象和范圍越來越大。

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：中國的《山海經(jīng)》和西方的《荷馬史詩》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)了中國古人對(duì)陸地地理空間的科學(xué)認(rèn)識(shí)；而《荷馬史詩》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.國家版圖的象征：隨著國家意識(shí)的覺醒，地圖和國家領(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)用由來已久，只要行軍打仗都離不開地圖。

6.地藉信息管理服務(wù)：農(nóng)耕時(shí)代，國家財(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。后來隨著地圖教育的普及和地圖信息來源的專業(yè)性，地圖制作歸為專門團(tuán)體3。

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

2.新國土代言人：地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)期，歐洲的各種勢(shì)力都使用地圖來宣告、劃分或開發(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。如英國和法國在美洲密西西比河流域的爭(zhēng)執(zhí)，最終以法國先出版的地圖上標(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國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，成為一種新的解決問題的方法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 年俄國卡賓斯基提出了國際統(tǒng)一地質(zhì)符號(hào)的建議；而德國伯爾和斯《自然地圖集》的問世，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。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、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、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。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傳輸是通過地圖形式傳遞空間信息的過程。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)過符號(hào)化的編碼過程，以地圖作為通道，傳遞給用圖者，即信息接收者，用圖者經(jīng)過符號(hào)識(shí)別的譯碼過程，并通過對(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)用地圖制圖語言的法則通過編碼制成地圖，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)用地圖語言的法則編碼制成地圖的過程。地圖傳輸是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來的一門地圖制圖學(xué)理論。1972年，國際地圖制圖協(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、地圖制圖語言的實(shí)質(zhì)及其語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，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，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；另一種是視覺載負(fù)量，它是指在視覺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義信息，因而，地圖信息也不同于地圖符號(hào)的數(shù)量2。