[科普中国]-地图信息

简介定义

地图信息是一种特殊的图解信息，它是地图上所表示地物或现象的时-空状态和组合存在方式及关于这种状态和方式的广义知识，它的作用在于消除地图用户在相应认识上的不可知性，它的数值等效地以所增加知识的多少来衡量2。

地图信息是一种特殊的图解信息，是因为地图信息具有图形特性和数学特性，图解形式是地图信息存在的形式。而地图用户通过对地图的阅读和分析，就可以获得这方面的知识，从而消除了地图用户在相应认识上的不可知性，因此，其数量可以等效地以所增加知识的多少来衡量2。

层次地图信息可以划分为三个不同的层次，即语法地图信息、语义地图信息和语用地图信息。

其中，语法地图信息回答的是：地图上地物或现象的时一空状态和组合存在方式是什么样的?语义地图信息回答的是：地物或现象的时一空状态和组合存在方式的含义是什么?语用地图信息回答的问题是：具有这样含义的时一空状态和存在方式对地图用户有什么样的价值或效用?显然，语法地图信息是最基本的层次，它具有客观的本性。语义地图信息既有客观的一面(状态和存在方式的实际含义本身是客观的)，又有主观的一面(对于这个含义，不同的地图用户可能有不同的理解，甚至可能有不同的理解能力)，例如，苏联俄文版的非洲地图集包含有一定的语义信息量，一个不懂俄文的人无法从中获得这一定量的语义地图信息量，因此，地图用户能否获得这个语义地图信息，与他自己的主观能力有关。至于语用地图信息，则具有更明显的主观色彩，因为，对于地物或现象的同一时-空状态和组合方式，不同的地图用户可能具有不同的利害关系和价值观点2。

分类根据地图信息的表现形式，可以把地图信息按隐蔽程度分为直接地图信息和间接地图信息。直接地图信息是地图用户在地图上直接观察到的地物或现象的直接知识；间接地图信息是地图用户通过研究各要素所处地理环境，利用分析、判断的方法获得的信息。

按地图信息的主客观性可分为客观地图信息和主观地图信息。只与地图上地物或现象的状态和方式有关、而与地图用户的主观因素无关的地图信息被称之为客观地图信息；反之，称为主观地图信息2。

特点地图信息具有以下3个特点：1）科学性。地图信息主要是反映地球表面各种物体和现象的空间分布及其规律，准确性和可靠性是它的特点。2）可视化和易读性。用图形和符号的方式将地图信息表示出来并让用户能够读懂是地图产品可用性的一个重要指标。3）商品性。无论何种地图，一经产生，都会进行交换3。

地图信息服务方式古代地图信息服务方式自有人类文明以来，就出现了地图，地图是人类对自身生存环境认知的图形化表示。随着人类生产生活范围的扩大，以及社会秩序的复杂化，地图所表示的信息越来越复杂，地图信息服务的对象和范围越来越大。

1.人类自身生活环境的认知结果：早期人类生活的范围有限，他们对自己生活的环境十分熟悉，久而久之，在大脑中形成了这一地区与环境相关的“图像”，将这些图像绘制在固体媒介上，就构成了原始地图。原始地图具有指示方向、确定方位和警示作用。

2.自然地理知识的图形显示：中国的《山海经》和西方的《荷马史诗》都包含了大量的地图，它们分别对中西方地理知识进行了图形表述。《山海经》对山、水、植被、矿物进行了科学的分析和论述，表达了中国古人对陆地地理空间的科学认识；而《荷马史诗》则对海洋、海岸、风等进行了分析和描述，是古希腊人对海洋知识的总述。地图是地理学的第二语言，这是不争的事实。

3.占卜的工具：由于先人们自然生活条件十分恶劣，因此，在与自然的抗争中，利用地图进行地占卜，在一定程度上使其进行的活动多少带点科学性。

4.国家版图的象征：随着国家意识的觉醒，地图和国家领土范围紧密地联系在一起。

5.军事作战的得力助手：地图在军事上的应用由来已久，只要行军打仗都离不开地图。

6.地藉信息管理服务：农耕时代，国家财政收入的大部分是农业税赋收入，因此地藉图的制作和管理十分重要。

7.作为教育工具：中国最早的碑刻地图《华夷图》和《禹迹图》都是宋代刻在石碑上的，那时只有重要经文和道德规范才会刻在石碑上，起到教育作用。而西方中世纪大量的 T-O 图或 Y-O 图也是作为宗教宣传教育的工具。

8.作为探索世界的工具：在古代中国和古代希腊，人们都根据自己的生活经历以及思维方式，对人类生存的世界进行了合理的想象3。

现代地图信息服务方式15 世纪地理大发现后，地图信息服务在西方发生了革命性变革，地图制作逐渐被皇室授权的家族制所垄断，如法国卡西尼家族等，他们的产品可以拿到市场上进行合法交易。后来随着地图教育的普及和地图信息来源的专业性，地图制作归为专门团体3。

1.国家边界的精确划分：从 15 世纪开始，地图逐渐被用于描绘欧洲的国境边界，当时的地图对国境线的解读与其说是通过区域划分来表现，倒不如说是用线条勾勒形状来确定，尽管前者更容易被理解。地图已经开始在国界的外交谈判中发挥作用3。

2.新国土代言人：地理大发现时期，欧洲的各种势力都使用地图来宣告、划分或开发他们在海外的利益，这大大激发了欧洲人对未曾涉足地区的地图绘制。如英国和法国在美洲密西西比河流域的争执，最终以法国先出版的地图上标有密西西比河而告终，而美洲密西西比河流域也最终以法国国王路易九世的名字命名为圣路易斯市3。

3.不可视信息服务：人类生活的自然界和社会中不仅有山川、河流，而且还存在一些看不见但可感知的信息，如地磁线、风向、社会犯罪情况等。借助于统计数学的发展，专题地图应运而生。如 1701 年，哈雷编制了大西洋磁偏图，1702 年他又出版了全球风向图。这些专题图的出现，使那些不可视的地理信息能够以图表的形式可视化表示出来，成为一种新的解决问题的方法3。

4.地理信息的精确服务：18 世纪，大规模三角测量和基本地形图测绘逐渐成为地图科学发展的主流。实测手段的进步如望远镜的发明改进了罗盘仪、平板仪和经纬仪；数学方法如微积分的成就，促进了地图投影学的发展；具有计量概念的等高线成为压倒优势的地形表示方法，地图要素和符号比例分级概念逐渐加强，此时测绘的地图精度很高。世界零度经线的确定，标志着全球地理空间的高度统一3。

5.地理信息综合服务：1845 年德国自然科学家洪堡创造了气候等值线图专题制图方法；1881 年俄国卡宾斯基提出了国际统一地质符号的建议；而德国伯尔和斯《自然地图集》的问世，基本上形成了专题地图集的雏形。由此人类对地理空间的认识从具体地理空间上升到抽象地理空间，并能将抽象地理空间可视化，实现了地理信息的综合服务3。

信息时代地图信息服务方式据统计，人类生活中 80%的信息是与位置相关的信息，而与位置相关的信息都可以用地图信息来表示。信息时代，地图信息服务内容呈现多层次性、多任务性以及智能性。

1.GIS 中地图信息服务：地理信息系统（GIS）尽管其具有强大的数据采集与输入功能，并有强大的空间分析能力，但结果仍需以地图的形式显示出来。因此，GIS 具有作为信息载体与传播媒介的地图功能，每个地理数据集都可以看成是一张地图3。

2.静态电子地图信息服务：静态电子地图是数字化地图，存储于数字存储介质上，以可视化地图为背景，用文本、照片、图表、声音、动画、视频等为表现手段，展示制图区域综合面貌，是集多媒体数据库、地理信息系统、空间信息多媒体可视化系统为一体的复杂信息巨系统。它具有动态性、多维化和超媒体集成性与交互性3。

3.移动电子地图信息服务：移动电子地图是 GIS、GPS、移动通信、互联网服务、多媒体技术等的集成，即当用户与现实世界的一个模型（系统）交互时，在不同时间、不同地点，这个模型系统会动态地向用户提供不同的信息服务。它的特点是移动性、动态性，对位置信息的依赖性，移动终端的多样性和强大的应用服务支持3。

4.虚拟现实中的地图信息服务：虚拟现实是由交互式计算机仿真组成的一种媒体，能够感知参与者的位置和动作，替代或增强一种或多种感官反馈，从而产生一种精神沉浸或船舷在仿真环境中的感觉。虚拟现实中的地图实际上是一种地形仿真，具有沉浸感、交互性及想象性特点，主要用模拟训练3。

5.网络地图信息服务：网络地图是以提供网络搜索服务为主的新的地图服务，它结合了本地搜索以及卫星图片服务，并能够提供建筑物与地形的 3 维影像，具有各种查询功能，主要城市的 3 维立体图及详细的公路图，具有自动寻找路径功能3。

6.基于 Grid 的地图信息服务：基于 Grid 的地图信息服务是将分布在全球各地的地理信息系统，借助网格技术，实现互联互通互操作，此时地图信息服务的提供者成为地图信息的维护者和标准的制定者。随着基于网格的信息共享和技术共享技术的商品化，以及卫星遥感技术、GPS 技术在地图信息更新方面的应用，势必会减少地理信息系统维护的人力成本。而由于地图信息的广泛使用，出现了大量地图信息服务对象是普通用户的局面，因此地图信息服务将呈现更加多样化和普适化3。

地图信息传递论地图传输地图传输是通过地图形式传递空间信息的过程。地图是空间信息的图形传递形式。在信息论的基础上形成地图信息论，即研究以地图图形获得、传递、转换、贮存和分析利用空间信息的理论。将地图制图者同用图者作为统一的过程进行研究，编图者作为信息发送者，把制图对象的认识加以选择、分类、简化等信息加工，并经过符号化的编码过程，以地图作为通道，传递给用图者，即信息接收者，用图者经过符号识别的译码过程，并通过对地图的分析和解释，形成对客观事物的认识4。地图是信息的载体和通道，用图者形成对环境的认识，即环境信息的恢复。

地图传输论地图传输论是当代地图制图学的基本理论之一。是信息科学渗透到地图制图学领域的结果，也称地图信息理论。主要研究地图制图中专题信息的特征及相互转换的过程、方法等。地图是信息的载体和通道，制图者把专题信息进行符号化或运用地图制图语言的法则通过编码制成地图，用图者则从地图上译出符号或编码后恢复信息的原始形态，并形成对环境信息的深化(即用图者读图分析所获信息往往超过制图者在编图时所利用的信息)5。

地图传输论的发展地图传输是在地图制图过程中进行环境信息传输的理论。是地图作者根据某一目的获取的原始环境信息进行符号化或运用地图语言的法则编码制成地图的过程。地图传输是20世纪60年代后期发展起来的一门地图制图学理论。1972年，国际地图制图协会设立了地图传输委员会，即第五委员会。1976年该委员会提出地图传输的研究方向是：地图传输的实质及理论基础、地图信息传递控制论模型、地图制图语言的实质及其语法和作为传输手段的地图的特性、空间信息纠正及信息转换的损失和增强、地图信息的感受及思想和心理生理过程等6。

地图信息理解的几大误区地图信息不等于地图内容它们是互有联系的两个概念，地图信息是地图内容的反映，它不能脱离地图内容而独立存在，地图内容是地图信息存在的形式。因此，可以说，地图信息是地图内容的内核，地图内容是地图信息的外壳，地图信息比地图内容的含义更丰富、更深一层。例如，在地形图上表示的等高线，地图用户通过对等高线的分析、量算，可以获得关于地形的各种形态测量指标的信息，如切割密度、坡度等；进一步分析等高线图形，还可以获得有关新大地构造活性和某些矿产分布的信息，甚至可以获得关于地壳构造深度的信息，而这些信息并不属于地图内容。由此可见，地图内容和地图信息并不是一回事2。

地图信息不等于图形载负量图形载负量有两种，一种是面积载负量，它是指地图内所有符号和注记所占面积与图幅总面积之比；另一种是视觉载负量，它是指在视觉上感受到的面积载负量的大小。这两种载负量都与地图符号和注记的面积大小有关，只要符号和注记在地图上占有一定的面积，那么符号和注记就有载负量。事实上，地图符号有载负量，不一定就有信息。例如，在专题地图上，表示分布范围的布点范围法中的点在地图上占有一定的面积，即这种点具有一定的图形载负量，但这些点并没有提供有关范围内某种制图物体分布的数量特征。因此，地图信息量与图形载负量之间并不能划等号2。

地图信息不等于地图符号数量地图信息与地图符号是两个互有联系的不同概念。地图符号是地图信息的载体，地图信息是地图符号所载荷的内容。事实上，同样一种信息可以用不同地图符号来载荷。例如，在普通地图上表示地貌高低起伏的形态信息，可以用等高线符号表示，也可以用分层设色法的色层符号表示。另外，这种观点只考虑了地图符号的多少，而忽视了地图上符号和注记的含义。在地图上表示的符号具有一定的语义内容，例如，居民地、河流、山峰的名称等，它们都具有一定的语义信息，因而，地图信息也不同于地图符号的数量2。