現(xiàn)代海圖符號研究

姜鳳輝,李樹軍,王 臻

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

現(xiàn)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(xué)院 研究生管理大隊(duì),遼寧 大連 116018;2.73111部隊(duì) 測繪氣象室,福建 廈門 361025;3.海軍大連艦艇學(xué)院 海洋測繪科學(xué)與工程系,遼寧 大連 116018;4.海軍大連艦艇學(xué)院 基礎(chǔ)部,遼寧 大連 116018)

海圖符號是制圖者和讀圖者進(jìn)行空間認(rèn)知與信息傳輸?shù)妮d體,是連接海圖制圖學(xué)與符號學(xué)的橋梁。現(xiàn)代海圖符號使人們使用海圖進(jìn)行海洋空間認(rèn)知更加貼近現(xiàn)實(shí),使海洋地理空間信息的傳輸更加準(zhǔn)確和形象。提出現(xiàn)代海圖符號的基本概念,分析現(xiàn)代海圖符號發(fā)展特點(diǎn)及存在問題,并就現(xiàn)代海圖符號的研究與開發(fā)應(yīng)用提出觀點(diǎn)。

海圖;符號學(xué);海圖符號

海圖符號是人類進(jìn)行海洋空間認(rèn)知的媒介,也是傳輸海洋地理空間信息的載體。在紙質(zhì)海圖時(shí)代,人們更多的是把海圖符號當(dāng)作一種圖形符號來研究,隨著多媒體技術(shù)、空間信息可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在海洋測繪領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,聲音、動(dòng)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(rèn)知的方式與海洋地理信息傳輸?shù)姆椒ǘ及l(fā)生了變化,海圖符號的內(nèi)涵大大拓寬。

1 現(xiàn)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(xiàn)在海圖上,從而使人們對所表示的海洋地理環(huán)境產(chǎn)生認(rèn)識(shí)。海圖符號采用美國符號學(xué)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(gè)部分。

現(xiàn)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(qū)域內(nèi)各種現(xiàn)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?，F(xiàn)代海圖符號最大的特點(diǎn)是形象直觀、簡潔明晰,它的功能主要表現(xiàn)為:

1)海圖符號能詳細(xì)表達(dá)海洋屬性要素,豐富海圖的表現(xiàn)內(nèi)容。它既能表示具體的制圖要素,如礁石、助航設(shè)備等,又能表示抽象的制圖現(xiàn)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(zhì),如沙質(zhì)岸、巖石岸等,還能表示海底地形與底質(zhì)、海水溫度與含鹽度等。

2)海圖符號能概括制圖對象要素,實(shí)現(xiàn)海圖的綜合表達(dá)[2-3]。海洋要素錯(cuò)綜復(fù)雜,必須經(jīng)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(tǒng)對海洋要素進(jìn)行綜合概括,以滿足不同海圖用戶的需求。

3)海圖符號能構(gòu)建海洋地理空間模型,提高海圖的應(yīng)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(xiàn)制圖對象的三維海洋空間模型[4],如運(yùn)用分層設(shè)色、暈渲法等在海圖平面上進(jìn)行立體顯示,以實(shí)現(xiàn)對海洋空間信息的有效識(shí)別、分析與傳輸。

2 現(xiàn)代海圖符號的發(fā)展特點(diǎn)及存在問題

傳統(tǒng)的海圖符號基于貝爾廷(J.Bertin)靜態(tài)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(xiàn)實(shí)技術(shù)與海圖的緊密結(jié)合,現(xiàn)代海圖中出現(xiàn)了以連續(xù)畫面真實(shí)地描述客觀地理對象的三維符號、動(dòng)態(tài)符號等新符號。

2.1 現(xiàn)代海圖符號的發(fā)展特點(diǎn)

從海圖學(xué)的發(fā)展歷程看,現(xiàn)代海圖符號的發(fā)展主要呈現(xiàn)如下特點(diǎn):

1)國際通用性。海圖是一種國際性的圖種,海圖制圖區(qū)域的連續(xù)性和遠(yuǎn)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(fā)布的國標(biāo) GB12319-1998《中國海圖圖式》已基本與國際海圖符號系統(tǒng)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(guī)則的規(guī)范,它詳細(xì)規(guī)定了海圖符號的規(guī)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(chǔ)之上,我國現(xiàn)行國標(biāo)GB12319-1998《中國海圖圖式》是在國標(biāo)GB12317-1990《海圖圖式》和 GB12319-1990《中國航海圖圖式》的基礎(chǔ)上修訂的,為此大多數(shù)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(jì)算機(jī)繪制越容易。根據(jù)海圖生產(chǎn)的實(shí)際需求,往往需要將圖案復(fù)雜的符號簡單化,對部分海圖符號進(jìn)行了修改、增補(bǔ)和刪減[7]。隨著國家海洋經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,新制圖要素不斷出現(xiàn),必然產(chǎn)生許多具有航海價(jià)值的新符號。

2.2 現(xiàn)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(fā)展,但也面臨著一些問題:

1)海、陸圖符號尚未統(tǒng)一。由于海、陸圖由不同制圖單位編制出版,其符號系統(tǒng)存在一些差異,會(huì)給制圖者帶來麻煩,尤其在制作海陸協(xié)同圖時(shí)這個(gè)問題更顯突出。此外,兩套符號系統(tǒng)能產(chǎn)生信息傳輸?shù)奈蓙y,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(fā)電站、海水顏色與透明度等對作戰(zhàn)十分有用的要素,目前一般的航海圖上并未注明[4]?？梢?增加海圖符號的種類以全面反映海洋地理環(huán)境,是當(dāng)前海圖發(fā)展面臨的一個(gè)不容忽視的問題。

3)海圖符號服務(wù)樣式較為單一。現(xiàn)在的海圖符號都是按照規(guī)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(tǒng)的多層次需求。

3 現(xiàn)代海圖符號研究和開發(fā)應(yīng)用中應(yīng)把握的幾個(gè)問題

3.1 加強(qiáng)現(xiàn)代海圖符號理論研究

地圖及地圖符號學(xué)每取得一些進(jìn)展,勢必會(huì)影響海圖及海圖符號學(xué)的研究與發(fā)展。目前,國內(nèi)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(tǒng)的二維符號為主,涉及到復(fù)雜三維地圖符號的研究較少。海圖符號學(xué)的研究也處于薄弱環(huán)節(jié),僅有一部分地圖符號學(xué)理論用于海圖符號學(xué)研究,海圖符號學(xué)的發(fā)展存在明顯的理論滯后現(xiàn)象。

3.2 拓展現(xiàn)代海圖符號表示和使用范圍

隨著地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)海圖符號在空間信息的表達(dá)上存在著越來越多的局限性,現(xiàn)代海圖符號需要從二維靜態(tài)平面圖形向三維海圖符號、動(dòng)態(tài)海圖符號、多媒體海圖符號和虛擬現(xiàn)實(shí)海圖符號方向發(fā)展。

3.2.1 三維海圖符號

傳統(tǒng)的紙質(zhì)海圖是基于抽象符號表達(dá)信息,將實(shí)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(dá)信息時(shí)能滿足用戶快速認(rèn)知和準(zhǔn)確表達(dá)的需要,給人以生動(dòng)、形象的感受,如圖1所示。

3.2.2 動(dòng)態(tài)海圖符號

動(dòng)態(tài)海圖信息的表達(dá)迫切需要海圖符號向著動(dòng)態(tài)符號方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)表達(dá)和多媒體技術(shù)的進(jìn)步,利用動(dòng)畫連續(xù)、流動(dòng)的時(shí)間特性來研究海洋地理現(xiàn)象的發(fā)展過程與規(guī)律已成為可能?；诂F(xiàn)代可視化工具的動(dòng)態(tài)電子海圖,將海圖編輯與設(shè)計(jì)部分地交給海圖用戶來完成,表達(dá)的信息更加豐富生動(dòng),將交互式操作引入讀圖之中,增強(qiáng)了讀圖的主動(dòng)性和適應(yīng)性[8],其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的靜態(tài)紙質(zhì)海圖,如圖2所示。

圖1 三維電子海圖

圖2 動(dòng)態(tài)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(shù)在海圖中應(yīng)用而產(chǎn)生的新式海圖。在多媒體海圖中,表達(dá)空間信息的形式除了傳統(tǒng)的海圖符號與注記外,還融入了聲音和動(dòng)畫等新媒介。多媒體海圖符號不僅是三維的、動(dòng)態(tài)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(yīng)用,將改變傳統(tǒng)紙質(zhì)海圖單一傳輸?shù)姆绞?實(shí)現(xiàn)多種媒體信息的協(xié)同演播、動(dòng)態(tài)制圖和實(shí)時(shí)顯示[9],從而更加利于海圖的閱讀與分析。

3.2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)海圖符號

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,未來海圖符號將會(huì)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(tǒng)有機(jī)結(jié)合才是感知物體最理想的方式[10]。虛擬環(huán)境產(chǎn)生了相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)海圖符號,它是視覺符號的一種補(bǔ)充,必將成為人們獲取、傳輸和認(rèn)知海洋空間地理信息的新媒介。

4 結(jié)束語

海圖符號是海圖的重要內(nèi)容,是人們閱讀與理解海圖最直接的手段。隨著多媒體技術(shù)、三維可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與海圖學(xué)的緊密結(jié)合,現(xiàn)代海圖符號不再局限于傳統(tǒng)靜態(tài)符號,而是融合三維符號、動(dòng)態(tài)符號、多媒體符號和虛擬現(xiàn)實(shí)符號等多種表達(dá)方式,借助這些新式符號,海圖讀者將會(huì)以實(shí)時(shí)互動(dòng)的方式更好地認(rèn)知海洋地理空間信息。

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

[2]王厚祥,李進(jìn)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(xué)[M].大連:海軍大連艦艇學(xué)院,2005:119-132.

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

[5]袁勘省.現(xiàn)代地圖學(xué)教程[M].北京:科學(xué)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(biāo)準(zhǔn)出版社,1999.

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

[8]艾廷華.動(dòng)態(tài)符號與動(dòng)態(tài)地圖[J].武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),1998,23(1):49-51.

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

[10]胡鵬,黃杏元,華一新.地理信息系統(tǒng)教程[M].武漢:武漢大學(xué)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(zé)任編輯:張德福]