地图符号分类的逻辑体系
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J un l f o t sD c 0 7 3 () o r o Gemai e .2 0 ; 2 6 a c
文章编号 :0 73 1 (0 70一0 50 10一8 720 )60 1一2
中图分类号:23 P8
文献标志码 : B
地图符号分类的逻辑体系
郑红波‘ 钟业勋2 3 , 郑 浩4
的 平面像q fxe g A e , g ( qf ) Z称为x ) ( 的地图 符号闲。
2 分类 的数学定 义
定义2 分类 设{ 沃 是已知集合X的子集的一个 戈} ,
族, 云 , 即V 〔1戈CX如果满足下面的三个条件:
X二U‘ X、 。 J V落 , 〔1戈笋协
V 1 ‘〔I , 今戈nX =娇 XI1 ‘ (,) 泣 护汇 , 那末, 戈} , 集合族{ , 就叫做集合X的一个分类, 戈 。 每个 叫做分类{ ‘ 中的一个类〔。 戈} , 。 7 〕 3 地 图符号的分类 把分类的定义应用于地图符号的集合 X 根据给定的约 , 束条件 1 的不同, 可得到不同的分类。
万方数据
侧抢谙魔匆盖粗
Junl f em t s e.20 ; 2 6 o ra o G ai D c 0 7 3 () o c
的线段 、 折线或曲线, 即满足:
35 地图符号按表 象特征的分类 .
V ,, oN 门N () pp el , 尸尹尹 2 若地图符号 g () 为中心定位,eqf x , qfx 以1 l g ()则称 g () qfx为线状地图符号, qfx止 记作 g () 。
项目来派: 浙江省自然科学基金资助项目( l50 。 Yo 3 3)
定义 3 点状地图符号 设点 P , g () eZ 若gfx 以尸定
位, 则称qfx为点状地图符号, g( ) 记为qf ,设点状地 g 。), 图符号的集合为X , , gf二,。 , 则X ‘( ()} g
定义4 线状地图符号 设 1 任2为平面2上有起终点
设依比例符号的集合为X , l qfx。. ;则x ={ ()} g 定义 7 不依比 例符号 设 qfx为x的地图符号, g( ) M 为地图比例尺分母。若 x在地球檐球面上的投影 f x 与 ()
g () qf x 的关系满足:
4 应用
本文提出的地图符号分类体系, 是基于地图符号一般定 义基础上的分类。虽然只列出了两级, 但是却呈现清晰的层
设线状地图符号的集合为 X , 兀 二( fx ‘。 :则 g q() }
定义 5 面状地 图符号 设 F为点线地图符号构成的
若令 1 为表象特征( 颜色) 的标号集, 便可对 i 按其表 el 象特征设定的颜色确定其相应的分类系统。如 1 25 : . 万 ̄ 1 2 万比例尺地形图采用四色印刷; X 为蓝色— 水系 , 5 令 , 要素( 含冰川雪被及海洋要素)X 为棕色— 地貌及公路套 ;:
图G之平面嵌入生成的一个面, 它是一个连通闭区域, 若地
色;3 x 为绿色— 植被; 凡为黑色 其他要素 〕 — 0 l [。 则地图 集合x ‘x 1 1 , 4 符号的 =U。 ‘ 二 , 3 . , 1 2,
当彩色地图向两极演化, 使所有点线符号用黑色, 所有
图符号qfx 以F定位并指代 F的属性或相关信息, g () 则称
三级或以下的分 膨 qf x > fx g () () 4 () 次关系。如果把不同的约束条件运用于二、 类, 便会得到一个多层次的分类体系。层次模型是一种树结 则称qfx为不依比例符号。记作 qfx。 g () g ). ( 构模型, 它把数据按其自然的层次关系组织起来, 以反映数 设不依比例符号的集合为X , X ={ fx。. :则 : q () g } 据之间的隶属关系。本文提出的地图符号分类体系, 为地图 定义8 半依比例符号 设 qfx 为x的地图符号, g () M 数据的组织提供了依据和参考, 在地图数据库的建立中有实 为地图比例尺分母, P qfx , P, , g ( 使得: V e g () 日 。 〔qfx 丸 ) 用价值 。 几 = ( 一(。 护。 职),P)A人 〕 ( 一( 。 匀‘> 眼)‘P, )
A ̄ f A  ̄ g ( ) qg ( ) ( ) f A  ̄ l A) f
() 1
由于等势集合之间存在着双一一函数, 可知 f 9 q 、、 或
f9叭 பைடு நூலகம் 、、 为 一一函 〔 。 数‘ 也即二 A X fxe () 5 〕 e e ,( 了A 任 , )
g () g ( ) 讨g () g ( ) 或 9g () : fx e fA ey fx 〔gfA 任2 :fx e叮
这 地图 号的 合x ‘x 卜 1 , 样, 符 集 =U。 ‘ = , 3 , 2。
33 按地图符号是否反映现实存在分类 .
定义9 模拟地图符号 若地图符号 qf x 在 t g () 时刻
存在, 其描述和反映的客体x也同时存在, 笋甲 称 即x 时,
qfx为x为t g () 时刻的模拟地图符号, qfx二 记作 g (). 设模拟地图符号的集合为X , X ={ fx衬。 :则 : q( ) g 定义 1 虚拟地图符号 若地图符号 qfx 在 t 0 g () 时刻 存在, 其描述和反映的客体 x已经消亡或尚未产生, x纯 或 粹只在人脑中存在, x A ( ) A f x 护价则称 即 =尹 f x =价 g ( ) ,
参考文献
口
〔〕尹贡白, 1 王家耀, 田德森, 等.地图概论「 . M〕北京: 测绘出版社,
19 91
g() qfx为x 的虚拟地图 符号, 记作qfx二 . g)[ ( s ]
设虚拟地图符号的集合为兀 , 兀 二硬 了x二. 则 q ( } g )
摘 要 根据从地理空间至二维平面存在三重拓扑映射原理, 给出了 地图符号的一般定义, 导出了多种地图符号
的分类方法, 形成了一个具有严密逻辑的 地图符号分类体系。 关健词 地图符号; 分类; 约束条件; 逻辑体系 在传统的地图学教科书及有关地图学文献中, 地图符号 按几何性质分类、 按地图符号与比例尺的关系分类、 按符号 的性质特征分类、 按表象特征分类等“ , 一 已经成为地图学界 月 广为认同的分类方法。 这些分类中的每一类, 都是地图符号 集合 X中的一个子集, 都是在地图符号基本概念的基础上, 通过给定限制条件, 丰富其内涵获得的。所有的分类, 都包 含在地图符号的外延之中。在传统的教科书上, 对于地图符 号概念仅有文字型定性描述, 这就导致了所有关于地图符号 的分类, 也还停留在定性描述的水平上。为了使地图符号的 分类能以数学语言描述并使分类具有严密的逻辑性, 必须用 数学语言对包括地图符号在内的相关概念, 进行描述和刻
1 ( 浙江工业大学信息工程学院, 杭州市潮王路 1 号,1 3 ; 8 302 2广西浏绘局。 南宁市建政路 5 502 , 号, 3 3
3 广西师范学院资源与环境科学学院, 南宁市明秀路 15 5 01 4那阳县第四高级中学, 7 号,3 o 0 祁阳县黎家坪镇,275 4 6 1 )
画。因此, 研究和探讨了地图符号分类的逻辑体系问题。 1 地 图符 号 的 数 学 定 义 11 地图符号生成的拓扑学原理 。
续统的势的原理, 可知A fA 、fA 、 fA 或q fA 、()g ( )q ( ) l ( ) g g
为等势集合, 即:
A f, 盯A一 f , 一‘ 一 ‘ q‘ } A ,g A
标号集 1 , 设定了不同的约束条件, 可以推演出依符号的定位 特征, 例尺的相关性, 与比 依符号描述的客体现实存在与否 等多种特征的地图符号分类系统。所有的地图符号分类系 统, 均满足分类应满足的三个条件, 即分类的完备性、 分类的 非空性( 现实性) 和归类的惟一性原则, 从而使各种地图符号
分类构成彼此联系而又各有特点 , 并且具有严谨的逻辑合理 性的分类系统。
g() 状地图 号, gfx; . qfx为面 符 记作q() [ 1 e
设面状地图符号的集合为 X , 凡 =谧g x; 。 3则 qf ) } (
面状符号用白色表示时, 这就是黑白地图, 其符号集合 X=
U。 ‘ = , ‘X 卜 1 . ; 2
36 按符号的层次分类 .
这样地图 符号集x ‘x 1 1 , =U。 、 = , 3 ; 1 2。
g () 1 fA 〔2是一一对应的. 在制图实践中, 主体是通过用对某一属性或特征的强调
和突显而对其他与主题无关的信息的舍弃来实现这种一一
对应的。
12 地图符号的一般定义 ,
制图区域 A总是三维地理空间 X 中一个有限的区域,
定义 1 地图符号 设x A 任 eX是三维空间X中的制 图区域A 内的制图物体, 存在着三维空间 X到地球楷球面 的映射f X 和5到主体认知结构 Y的映射9 5 , : ̄5 : ̄Y 以 及Y到二维平面2的映射qY , :冲2x在f 9q 、、 复合映射下
制图物体x A〔X 〔 .在制图过程中, 先把制图物体投影到 地球楠球面 5上, 故存在三维地理空间到地球糖球面的映射 f: ”5x A X ;任 任X及在掩球面上的投影f x 〔了A 〔5 ( ) () 的性质、 形状、 大小、 相互关系等特征, 被制图者了解和认识, 使之成为制图主体意识中以观念形态存在的观念模型, 是对 其进行地图表示的前提, 因此, 存在着从 5到制图主体认知 结构Y的映射9 5 ,fxeg ( ) Y便是制图主体关 : ̄Yg () fA 〔 于x 及在檐球面上的投影f 二 的相关知识, () 它以知识形态 存在于主体的认知结构中。 另一方面, 科学文化知识的积累 和传承作用, 以及主体的种种创新构想, 连同现实世界中存 在的相关事物的信息, 都是人脑中看不见摸不着的隐形信
31 按符号的定位部分的几何性质分类 .
息[, 们是在“ 中存在。主体认知结构中的各种信息, ] s它 虚”
可以在一定的条件下显化为可视化信息, 如以文字表达其思 想或以地图符号表示其相关知识。隐形信息的有条件显示
表明, 存在着从主体认知结构Y到二维平面2的映射qY : ̄
2 。在计算机制图环境下, 还存在着从主体认知结构Y到计 算机数码集2 的映射qy 1 :伟乙。 由于A为有限闭区间, 所以fA 、fA 、 fA 也是 ( )g ( )q ( ) g 有限闭区间, 即非退化区间, 根据任何非退化区间都具有连
}〔6, + ・。。’ 9 。。。一 。 ,〕 。 3・
则称qfx为x的 g) ( 半依比 例符号。 记作qfx。 。 g )[ ( 8 ] 设半依比例符号的集合为X , : qfx。. :则X ={ () g }
‘ 5 ,
5
结束 语
在地图符号一般数学定义的基础上, 根据分类定义中的
32 按符号与地图比例尺的相关性分类 .
在专题地图中, 至少可分为地理底图和专题要素两个层
定义6 依比例符号 设 qf x 为 x的地图符号, g () M 为地图比例尺分母。若 x在地球檐球面上的投影 f x 与 ( )
q f x 的关系满足: g ()
次, 是地图 号的 于 符 集合x ‘x 1 1 。 =U。 ‘ = , , 1 2
地图符号还可以按其浓淡特征( 网线或网点比例)按符 ,
号表示的地理尺度( 定性符号、 等级符号、 定量符号等)按符 ,
几何符号、 线状符号、 面状符号、 艺术符号、 图 材 qf x = f x 号的形状特征( g () () 3 () 表符号、 文字符号、 色域符号) 等进行分类。 则称qfx 为依比 g () 例符号. 记作 q了x。 g ()。
J un l f o t sD c 0 7 3 () o r o Gemai e .2 0 ; 2 6 a c
文章编号 :0 73 1 (0 70一0 50 10一8 720 )60 1一2
中图分类号:23 P8
文献标志码 : B
地图符号分类的逻辑体系
郑红波‘ 钟业勋2 3 , 郑 浩4
的 平面像q fxe g A e , g ( qf ) Z称为x ) ( 的地图 符号闲。
2 分类 的数学定 义
定义2 分类 设{ 沃 是已知集合X的子集的一个 戈} ,
族, 云 , 即V 〔1戈CX如果满足下面的三个条件:
X二U‘ X、 。 J V落 , 〔1戈笋协
V 1 ‘〔I , 今戈nX =娇 XI1 ‘ (,) 泣 护汇 , 那末, 戈} , 集合族{ , 就叫做集合X的一个分类, 戈 。 每个 叫做分类{ ‘ 中的一个类〔。 戈} , 。 7 〕 3 地 图符号的分类 把分类的定义应用于地图符号的集合 X 根据给定的约 , 束条件 1 的不同, 可得到不同的分类。
万方数据
侧抢谙魔匆盖粗
Junl f em t s e.20 ; 2 6 o ra o G ai D c 0 7 3 () o c
的线段 、 折线或曲线, 即满足:
35 地图符号按表 象特征的分类 .
V ,, oN 门N () pp el , 尸尹尹 2 若地图符号 g () 为中心定位,eqf x , qfx 以1 l g ()则称 g () qfx为线状地图符号, qfx止 记作 g () 。
项目来派: 浙江省自然科学基金资助项目( l50 。 Yo 3 3)
定义 3 点状地图符号 设点 P , g () eZ 若gfx 以尸定
位, 则称qfx为点状地图符号, g( ) 记为qf ,设点状地 g 。), 图符号的集合为X , , gf二,。 , 则X ‘( ()} g
定义4 线状地图符号 设 1 任2为平面2上有起终点
设依比例符号的集合为X , l qfx。. ;则x ={ ()} g 定义 7 不依比 例符号 设 qfx为x的地图符号, g( ) M 为地图比例尺分母。若 x在地球檐球面上的投影 f x 与 ()
g () qf x 的关系满足:
4 应用
本文提出的地图符号分类体系, 是基于地图符号一般定 义基础上的分类。虽然只列出了两级, 但是却呈现清晰的层
设线状地图符号的集合为 X , 兀 二( fx ‘。 :则 g q() }
定义 5 面状地 图符号 设 F为点线地图符号构成的
若令 1 为表象特征( 颜色) 的标号集, 便可对 i 按其表 el 象特征设定的颜色确定其相应的分类系统。如 1 25 : . 万 ̄ 1 2 万比例尺地形图采用四色印刷; X 为蓝色— 水系 , 5 令 , 要素( 含冰川雪被及海洋要素)X 为棕色— 地貌及公路套 ;:
图G之平面嵌入生成的一个面, 它是一个连通闭区域, 若地
色;3 x 为绿色— 植被; 凡为黑色 其他要素 〕 — 0 l [。 则地图 集合x ‘x 1 1 , 4 符号的 =U。 ‘ 二 , 3 . , 1 2,
当彩色地图向两极演化, 使所有点线符号用黑色, 所有
图符号qfx 以F定位并指代 F的属性或相关信息, g () 则称
三级或以下的分 膨 qf x > fx g () () 4 () 次关系。如果把不同的约束条件运用于二、 类, 便会得到一个多层次的分类体系。层次模型是一种树结 则称qfx为不依比例符号。记作 qfx。 g () g ). ( 构模型, 它把数据按其自然的层次关系组织起来, 以反映数 设不依比例符号的集合为X , X ={ fx。. :则 : q () g } 据之间的隶属关系。本文提出的地图符号分类体系, 为地图 定义8 半依比例符号 设 qfx 为x的地图符号, g () M 数据的组织提供了依据和参考, 在地图数据库的建立中有实 为地图比例尺分母, P qfx , P, , g ( 使得: V e g () 日 。 〔qfx 丸 ) 用价值 。 几 = ( 一(。 护。 职),P)A人 〕 ( 一( 。 匀‘> 眼)‘P, )
A ̄ f A  ̄ g ( ) qg ( ) ( ) f A  ̄ l A) f
() 1
由于等势集合之间存在着双一一函数, 可知 f 9 q 、、 或
f9叭 பைடு நூலகம் 、、 为 一一函 〔 。 数‘ 也即二 A X fxe () 5 〕 e e ,( 了A 任 , )
g () g ( ) 讨g () g ( ) 或 9g () : fx e fA ey fx 〔gfA 任2 :fx e叮
这 地图 号的 合x ‘x 卜 1 , 样, 符 集 =U。 ‘ = , 3 , 2。
33 按地图符号是否反映现实存在分类 .
定义9 模拟地图符号 若地图符号 qf x 在 t g () 时刻
存在, 其描述和反映的客体x也同时存在, 笋甲 称 即x 时,
qfx为x为t g () 时刻的模拟地图符号, qfx二 记作 g (). 设模拟地图符号的集合为X , X ={ fx衬。 :则 : q( ) g 定义 1 虚拟地图符号 若地图符号 qfx 在 t 0 g () 时刻 存在, 其描述和反映的客体 x已经消亡或尚未产生, x纯 或 粹只在人脑中存在, x A ( ) A f x 护价则称 即 =尹 f x =价 g ( ) ,
参考文献
口
〔〕尹贡白, 1 王家耀, 田德森, 等.地图概论「 . M〕北京: 测绘出版社,
19 91
g() qfx为x 的虚拟地图 符号, 记作qfx二 . g)[ ( s ]
设虚拟地图符号的集合为兀 , 兀 二硬 了x二. 则 q ( } g )
摘 要 根据从地理空间至二维平面存在三重拓扑映射原理, 给出了 地图符号的一般定义, 导出了多种地图符号
的分类方法, 形成了一个具有严密逻辑的 地图符号分类体系。 关健词 地图符号; 分类; 约束条件; 逻辑体系 在传统的地图学教科书及有关地图学文献中, 地图符号 按几何性质分类、 按地图符号与比例尺的关系分类、 按符号 的性质特征分类、 按表象特征分类等“ , 一 已经成为地图学界 月 广为认同的分类方法。 这些分类中的每一类, 都是地图符号 集合 X中的一个子集, 都是在地图符号基本概念的基础上, 通过给定限制条件, 丰富其内涵获得的。所有的分类, 都包 含在地图符号的外延之中。在传统的教科书上, 对于地图符 号概念仅有文字型定性描述, 这就导致了所有关于地图符号 的分类, 也还停留在定性描述的水平上。为了使地图符号的 分类能以数学语言描述并使分类具有严密的逻辑性, 必须用 数学语言对包括地图符号在内的相关概念, 进行描述和刻
1 ( 浙江工业大学信息工程学院, 杭州市潮王路 1 号,1 3 ; 8 302 2广西浏绘局。 南宁市建政路 5 502 , 号, 3 3
3 广西师范学院资源与环境科学学院, 南宁市明秀路 15 5 01 4那阳县第四高级中学, 7 号,3 o 0 祁阳县黎家坪镇,275 4 6 1 )
画。因此, 研究和探讨了地图符号分类的逻辑体系问题。 1 地 图符 号 的 数 学 定 义 11 地图符号生成的拓扑学原理 。
续统的势的原理, 可知A fA 、fA 、 fA 或q fA 、()g ( )q ( ) l ( ) g g
为等势集合, 即:
A f, 盯A一 f , 一‘ 一 ‘ q‘ } A ,g A
标号集 1 , 设定了不同的约束条件, 可以推演出依符号的定位 特征, 例尺的相关性, 与比 依符号描述的客体现实存在与否 等多种特征的地图符号分类系统。所有的地图符号分类系 统, 均满足分类应满足的三个条件, 即分类的完备性、 分类的 非空性( 现实性) 和归类的惟一性原则, 从而使各种地图符号
分类构成彼此联系而又各有特点 , 并且具有严谨的逻辑合理 性的分类系统。
g() 状地图 号, gfx; . qfx为面 符 记作q() [ 1 e
设面状地图符号的集合为 X , 凡 =谧g x; 。 3则 qf ) } (
面状符号用白色表示时, 这就是黑白地图, 其符号集合 X=
U。 ‘ = , ‘X 卜 1 . ; 2
36 按符号的层次分类 .
这样地图 符号集x ‘x 1 1 , =U。 、 = , 3 ; 1 2。
g () 1 fA 〔2是一一对应的. 在制图实践中, 主体是通过用对某一属性或特征的强调
和突显而对其他与主题无关的信息的舍弃来实现这种一一
对应的。
12 地图符号的一般定义 ,
制图区域 A总是三维地理空间 X 中一个有限的区域,
定义 1 地图符号 设x A 任 eX是三维空间X中的制 图区域A 内的制图物体, 存在着三维空间 X到地球楷球面 的映射f X 和5到主体认知结构 Y的映射9 5 , : ̄5 : ̄Y 以 及Y到二维平面2的映射qY , :冲2x在f 9q 、、 复合映射下
制图物体x A〔X 〔 .在制图过程中, 先把制图物体投影到 地球楠球面 5上, 故存在三维地理空间到地球糖球面的映射 f: ”5x A X ;任 任X及在掩球面上的投影f x 〔了A 〔5 ( ) () 的性质、 形状、 大小、 相互关系等特征, 被制图者了解和认识, 使之成为制图主体意识中以观念形态存在的观念模型, 是对 其进行地图表示的前提, 因此, 存在着从 5到制图主体认知 结构Y的映射9 5 ,fxeg ( ) Y便是制图主体关 : ̄Yg () fA 〔 于x 及在檐球面上的投影f 二 的相关知识, () 它以知识形态 存在于主体的认知结构中。 另一方面, 科学文化知识的积累 和传承作用, 以及主体的种种创新构想, 连同现实世界中存 在的相关事物的信息, 都是人脑中看不见摸不着的隐形信
31 按符号的定位部分的几何性质分类 .
息[, 们是在“ 中存在。主体认知结构中的各种信息, ] s它 虚”
可以在一定的条件下显化为可视化信息, 如以文字表达其思 想或以地图符号表示其相关知识。隐形信息的有条件显示
表明, 存在着从主体认知结构Y到二维平面2的映射qY : ̄
2 。在计算机制图环境下, 还存在着从主体认知结构Y到计 算机数码集2 的映射qy 1 :伟乙。 由于A为有限闭区间, 所以fA 、fA 、 fA 也是 ( )g ( )q ( ) g 有限闭区间, 即非退化区间, 根据任何非退化区间都具有连
}〔6, + ・。。’ 9 。。。一 。 ,〕 。 3・
则称qfx为x的 g) ( 半依比 例符号。 记作qfx。 。 g )[ ( 8 ] 设半依比例符号的集合为X , : qfx。. :则X ={ () g }
‘ 5 ,
5
结束 语
在地图符号一般数学定义的基础上, 根据分类定义中的
32 按符号与地图比例尺的相关性分类 .
在专题地图中, 至少可分为地理底图和专题要素两个层
定义6 依比例符号 设 qf x 为 x的地图符号, g () M 为地图比例尺分母。若 x在地球檐球面上的投影 f x 与 ( )
q f x 的关系满足: g ()
次, 是地图 号的 于 符 集合x ‘x 1 1 。 =U。 ‘ = , , 1 2
地图符号还可以按其浓淡特征( 网线或网点比例)按符 ,
号表示的地理尺度( 定性符号、 等级符号、 定量符号等)按符 ,
几何符号、 线状符号、 面状符号、 艺术符号、 图 材 qf x = f x 号的形状特征( g () () 3 () 表符号、 文字符号、 色域符号) 等进行分类。 则称qfx 为依比 g () 例符号. 记作 q了x。 g ()。