专题地图符号设计与构图

专题地图符号设计是地图编制与可视化的重点内容之一。

一、符号设计应遵循的原则

符号设计应遵循多种原则，包括图案化、精确性、逻辑性、系统性、对比性和协调性、色彩的象征性、视力与制印条件、印刷与经济效果和计算机制图的需要等。

图案化
地图符号图形的设计要以地物的实际形态为主要依据，尽量做到图案化，使地图清晰易读，便于绘制。所谓图案化，就是要用抽象概括的方法，突出地物最本质特征，舍去不必要的细部，用较规则的图案表示出来，并用艺术手法加以美化，使图案具有形象、简洁、精确、醒目的特点，读者一看到符号便可以联想到所代表的事物。
地图上图案化的符号一般采用地物的侧视、正视或俯视图形；对某些形体较小或不可见的要素，则多采用会意性（或记号性）符号。
精确性
各类符号应能精确地表示地面事物的位置，凡能依比例尺表示的，按其水平投影的面状轮廓，以实线虚线或点线表示；不能依比例尺描绘的，也应保证表达该地物实际位置的主点或主线，以便进行量算，或作为数字化采点时的依据。
逻辑性
设计地图符号，形式和内容应有内在的联系，例如，图形的大小、线划的粗细与虚实，应能反映要素占有空间位置的大小和主次。
一般情况下，用虚线图形表示地下的、不稳定的、不准确的、无形的。而用实线图形表示地上的、稳定的、准确的和有形的要素。
又如根据道路的重要性，铁路用黑白相间的线状符号表示，公路用双线符号表示，低级道路则用单线符号表示。这样设计符合逻料，便于读图识别。
系统性
各种比例尺地图符号的分类、分级、构图和设色，在其性质相近的情况下，应尽可能保持必要的对应或相似，使之与已经定型的惯用符号系统保持一定的联系，形成特定系列；
但是符号的尺寸和颜色，则需结合地图的用途、比例尺等因素确定。
此外，还可以通过符号的搭配或组合而派生出新的符号系列。
对比与协调性
地图符号应能明显区分要素的种类、性质及其不同等级，为此各类地图符号的图形、尺寸与颜色要有明显的对比或显著的差别。但互相联系配合的地图符号，在尺寸上应保持协调。
色彩的象征性
大自然丰富的色彩给人们造成的视觉印象，使色彩应用逐渐具有了象征合义，地图符号的色彩设计应尽可能地与自然景色相近似，使符号具有一定的象征性，如蓝色象征水体，绿色象征植被，棕色象征地貌和土质等。若进一步发展，还可以利用色彩的性质来区分事物的质量特征，如红色和橙色象征革命，绿色象征生命与和平。
视觉分辨与制印限制
地图符号尺寸的设计，必须考虑正常视力条件下的地图制作、地图阅读使用和印刷技术等一系列基本要求。一般地图上符号的尺寸都以中等尺寸为标准，对于精度要求较高的地图，符号尺寸还可以再小些。例如，最小点为0.2mm，最细线为0.1mm，最小圆直径0.6mm等。
印刷与经济效果
地图符号的用色并非越多越好，用色过多不仅成本高、印刷周期长，而且还会影响地图的精度和整体视觉美感，因此，一个单一的地图符号最好只用一种颜色，或用不同色调配合成双色，也可把紧密结合的要素通用一种颜色。
计算机制图的特殊需要
在使用计算机制图时，除了考虑上述原则之外，还要考虑到计算机地图制图的特殊要求，使符号的设计简单而规则。例如，用折线代替曲线，用简单图形代替复杂图形，用固定尺寸的符号取代分级符号，用固定线划宽度取代渐变式线划宽度。

二、地图符号构图

符号设计首先应从地图的使用要求出发，对地图基本内容及其地理资料进行全面的分析研究，拟定分类分级原则；其次是确定各项内容在地图整体结构中的地位，并据以排定它们所应有的感受水平；接着选择适当的视觉变量，最后据此设计并绘出每一种符号的具体形式。

1.点状符号的构图与设计

点状符号代表点状地物的分布，在图上所占面积相对较小，几何符号、象形符号、透视符号、文字符号都是点状符号。几何符号的基本图形是圆形、三角形、方形、菱形、五角星形以及六边形、梯形等。基本图形虽不多，但通过多种变化和组合，可以形成丰富的几何符号系统。
在点状符号的设计中，常考虑视觉变量、组合和反衬等。

（1）顾及形状变量的点状符号构图与设计

主要分轮廓变化和内部结构变化：
轮廓： 几何图形的轮廓线有粗细、实虚变化。粗实线轮廓明显有力，整体感好，细、虚线轮廓对比性低。由于定性几何符号大多尺寸较小，故轮廓变化有限，大多只限于粗细之分。
内部结构： 点状符号内部结构变化可引起几何符号内部结构和视觉效果的复杂变化。在数量有限的几何符号的内部再附加简单的直线、曲线或叠加其他几何图形，是几何符号构图的主要手段之一。

（2）顾及尺寸变量的点状符号的构图与设计

尺寸变量也是几何符号演变常用的形式，常用来表示制图对象的数量指标，尺寸与结构和对比度配合，主要可以用来反映对象的主次或等级概念。

（3）顾及颜色变量的点状符号的构图与设计

几何符号的颜色常用来表示事象的质量特征，由于从视觉上看，符号的颜色差异比形状差异更加明显，因此常用于表示重要的、主要的性质类别。对于点状符号来说，颜色的运用主要是利用色相的变化，一般以最简单的几何图形再配以不同色相构成了区别明显的符号外形。

（4）顾及方向变量的点状符号的构图与设计

几何符号的方向变化也可以造成视觉上的明显差异，但是，基本几何图形的方向变化种类是有限的。比如，圆形符号就没有方向性，而方形符号也只能有45°角的旋转变化。然而，当符号内部的结构表现出方向以后，方向变量的可选择种类也随之扩大，从而可构成更多外形不同的点状符号。

（5）组合构图的点状符号的设计

几个基本图形组合成新的几何图形，或者用不同的基本图形的局部拼合起来，可以得到新的符号，使几何符号系统更加丰富。组合符号不仅可呈现出一定的立体效果，而且也可体现出一定的象形化特点

（6）反衬构图的点状符号设计

反村是指在对点状符号进行内部修饰时所采用的“外实内空”或“外空内实”的手法，由于强调了内外图形块面之间的强烈对比，因而符号的外观更美，更具强调性。

2. 线状符号的设计

地图上大多数内容都是通过线条描绘的，线状符号可以表现实际的线性现象，如河流、道路、断裂线等、也可以作为不同性质的区域分界线，甚不包括各种等值线等，在制图中，线状符号可以分为定性线状符号、等级线状符号、定向找状符号和等值线状符号。

（1）定性线状符号的构图与设计

定性线状符号反映事物的类型或质量的差别，一般较细，构图不复杂。最常使用的视觉变量是颜色(主要是色相)和形状。在线型一定时，用不同颜色可以区分事物的性质。
例如，用等粗的红色实线表示道路，蓝色线条表示沟渠，黑色钱条表示行政境界，在颜色一定时，通过形状变量的变化也可以达到同样目的。线状符号的形状变化主要通过使用一种或几种图形元素的重复、连续变化、虚实变化以及图形变化来实现。

（2）等级线状符号的构图与设计

尺寸变量再辅以色彩、形状、密度等变量，可用于表示事物的等级或强度。尺寸变化主要为线划粗细的变化，能较好反映制图对象的等级强度，如在某比例尺的交通图上，用同为红色的0.8mm线条表示高速公路，0.5mm线条表示国道， 0.3mm线条表示省道， 0.1mm线条表示县级道路。

（3）动线符号的构图与设计

动线符号又称定向线状符号，是指表现某些事物沿一定线路的运(流)动方向与趋势的箭形符号。例如，反映自然事象中的洋流、台风、寒潮等；反映人文事物中的货流、客流、人口迁移等。
箭形符号的定向可以采用尺寸渐变的方式来表示。 简头是最重要的构图元素，可以直接绘在线状符号的前端，也可以作为方向标记放在线状符号的近旁。箭形符号线体的宽度能够表现事象的数量指标，可以用绝对比率、条件比率或分级表示。
动线符号可以表示单一指标或多项指标。 在反映多项指标时，线体可设计成“培构动线”形式，即在一定宽度的线体之上根据各指标的比率划分纵向条带，并在其中填充不同的颜色或晕线花纹。

（4）等值线状符号的构图与设计

如前所述，等值线是将空间数值相等的点连结成平滑的曲线，用于表示空间上具有连续分后而逐渐变化特征的自然事象的数量变化，如气候、水文、地形等。在地图符号的应用中，等值线状符号能很好地刻画出趋势面的数量特征及其总体概貌。
等值线的外形一般为单值实线，本身没有形状的差别，在有些通过分层设色的地图上(如地势图)甚至可以隐形。在同一幅地图上如果需要表示两种以上的事象，比如气温、降水，则一般通过颜色变量加以区分。

3. 面状符号的构图与设计

面状符号本身只反映区域性质特征。面状符号不仅可表示面状现象，也可表现离散分布的点状或线状对象的区域统计数据，常利用网纹和色彩来表示质量和数量特征。

（1）使用网纹的面状符号构图与设计

网纹指在个体符号或面状符号内部由线条或图形符号重复或交替使用而构成的群体图形，简单地说就是构成符号的晕线或花纹，不同网纹可以表示专题事象的质量特征。在构图上主要有晕线、花纹、晕线花纹混合构图的3种形式的面状符号。
晕线： 即平行直线，也可以是平行曲线或折线。其构成要素是线划的粗细、曲直、方向、颜色、疏密和交叉、交错等结构方式，一般利用线条的方向、颜色，交叉与结合形式来反映面状事象的性质差别，也可以利用线宽、间距和密度来反映事象的数量大小或级别高低。

花纹： 是由不同形状和颜色的简单图元通过一定的排列与组合所构成的有规律的复杂图形。在构图时，可使用简单图元的形状、方向、结构、颜色等4个变量，不同外型的花纹可反映事象的性质差别，而依靠花纹内部图元的大小和密度则可反映事象的数量与等级特征。
晕线花纹混合构图： 是把晕线和花纹结合起来，这样可以产生更多的图纹形式，由线和点交错排列、组合或多种单元图形混合排列组合等。

（2）使用色彩变量的面状符号构图与设计

在不同范围内普染各种色彩，称为普染色或底色，它比晕线、花纹更鲜明，视觉冲击力更强,较为常用。不同的色相可表达定性数据，不同纯度和亮度的变化可表达等级和量化数据。

Reference：

全文参考自《数字专题地图》