地标建筑组合式符号表达设计方法_邱雨鸿.pdf

年 第 期邱雨鸿，等：地标建筑组合式符号表达设计方法引文格式：邱雨鸿，遆鹏 地标建筑组合式符号表达设计方法 测绘通报，（）：地标建筑组合式符号表达设计方法邱雨鸿，遆 鹏，（西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川 成都；西南交通大学高速铁路运营安全空间信息技术国家地方联合工程实验室，四川 成都）摘要：面向地图上综合反映地标建筑视觉和功能两类特征，本文提出了组合式地标符号的表达设计方法。从地标建筑轮廓特征和功能及其状态两个方面，将地标符号分解为两类符素，并分别对符素的表达进行设计，采用拼合和叠加两种操作方式，基于符素组合生成地标符号。试验结果表明，组合式地标符号中各符素含义易于理解，且组合形式能够很好地被接受，证明了本文方法的有效性。关键词：地标；符素；符号设计；组合式表达中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）：，：；地标是辅助空间认知的重要参考对象和心理锚点，是地图空间表征的基础组成部分，在地图上有效的地标符号表达能够极大提升用户定位、导航、寻路的效率。因此，地标符号设计与表达被大量国内外学者关注。现有研究主要通过体现地标的视觉特征进行符号表达设计。视觉特征主要指地标相较于周围建筑的特别特征，如几何轮廓、墙面纹理和色彩等。表达方式主要是通过针对地标独特视觉特征以不同程度进行抽象表达，包括从真实照片图像、模型、绘画、略图、图标到通用型符号和文字表示。然而对于地标建筑的符号表达，语 义 特 征 也 是 其 重 要 的 特 性 和 组 成 部分，现有语义特征表达主要以文字方式表现该建筑名称的一个特性，缺乏其功能及功能状态等其他特性展示，如商场是否营业、餐厅评价等级等，并不符合人们日常生活中对空间对象的认知习惯。地标建筑符号表达应包括反映外在表现的图形和内在含义的语义，即通过两类符素单元组合的方式进行地标建筑符号表达，更加符合对地标建筑的认知需求。现有关于符号组合的研究主要采用语义层次和图形拓扑关联的方式，以及基于需要形式化表达的组合方式，可用中文单词结构定义，不够时可用数学运算实现，如加框、叠置、融合、合并等。本文基于现有研究的设计思想，结合地标建筑特有的语义特征，从视觉和功能特征两个方面构建地标特征单元体系，设计其形状、功能、功能状态等符素的图形表达，并通过符素图形组合生成地标建筑符号。收稿日期：基金项目：科技基础资源调查专项（）；国家自然科学基金（；）作者简介：邱雨鸿（），女，硕士，主要研究方向为地图学与地理信息可视化。：通信作者：遆 鹏。：测 绘 通 报 年 第 期 组合式地标符号符素表达设计对于空间对象符号表达设计，主要包括义素和符素两个方面。义素反映了空间事物的客观本质特征，是基于空间对象本体概念的语义要素或对象的意义成分和结构成分；符素是义素的图形化呈现，是介于符号和基本几何图元之间的图形单元。对于空间对象义素的解析，文献采用本体层次构建了 方面内容：物质，即构成空间对象的实物，如水、木、土、泥、沙或其他化学物质即人造材料等；形态，即空间对象存在的样貌或在某种条件下的外在表现形式，如静态、流动、直型、弯曲、维度等；大小，即空间对象的尺寸，大、中、小等；功能，即空间对象存在的作用或适用情况，如居住、游玩、餐饮、赏析、通行等；等级，表示空间对象是否存在政治、经济、文化等方面的内涵。对于地标建筑的认知，主要需要其外在视觉特征和内在有价值的信息两个方面。其中，外在视觉特征主要是指建筑形态；内在信息包括其功能及状态的特征信息，而其他特征对于人们日常活动并没有直接影响。从实用性角度出发，本文主要基于地标的外在形态和内在功能构建符号表达的义素单元，其内容包括：形态，表示地标外在形态特征，包括地标的轮廓、颜色、纹理等；功能类型，表示地标的功能效用或属性，包括地标的商业功能、文化功能、社会功能等，如该地标为商场或图书馆；功能状态，表示地标功能效用的现有状态，包括地标的营业状态、评价等级等。基于外在视觉特征和内在功能及其状态进行组合式地标符号表达，考虑不同义素的图形单元可能会产生压盖遮挡，同时需要保证地标符号的清晰度，因此本文不考虑墙面纹理和色彩，只采用地标轮廓。事实上地标的轮廓特征是形成强知觉的重要因素。基于轮廓的地标符号表达能够满足用户从地标建筑到图形符号的认知规律，方便地图用户快速识别。地图功能类型和功能状态的义素主要由能够代表其功能含义的图形进行表达。因此，本文地标符号的表达为：地标符号轮廓符素，功能类型图形符素，功能状态图形符素对于轮廓符素的提取，目前大多为基于传统的边缘提取方法，如基于图像灰度变化提取图像轮廓，常用的有基于 算子、算子、算子、算子等，这类方法实现过程较简单，针对背景简单的图像具有较好的效果。本文采用 算法对地标照片进行分割，在图像分割基础上提取地标几何轮廓特征。除了地标形态符素外，还对功能类型、功能状态两种共性内容进行图形表达设计，形成地标符号共性内容的符素库。根据最新国家标准地理信息兴趣点分类与编码（）结合用户出行对相关信息的实际需求，将地标的功能类型分为饮食、住宿、出行、游玩娱乐、购物、学习、生活 类。根据地标本身属性及其功能类型可能涉及的内容将功能状态分为营业状态、客流状态、等位时间、评价等级、价格等级、其他服务 类。图 为部分典型功能类型及功能状态的图形设计。图 功能类型及功能状态的符素表达设计实例 基于符素的符号表达组合方式基于现有关于符号组合方式和方法研究的思想，结合地标符素类型特点，将地标符号组合操作方式分为拼合和叠加两类。其中，拼合是将多个符素图形拼接；叠加是将多个符素图形叠置，从而实现含义的拓展。具体形式如下：拼合：拼合是将符素进行简单合成，符素之间互不重叠，不会产生遮挡，拼合后不改变每个符素的样式。拼合前后可能存在符素语义的拓展，主要体现在功能类型与功能状态的拼合，该功能状态是对于其拼合的功能类型而言的。拼合的组合方式根据显示空间的形状具体可分为以下 种（如图 所示）：左右拼合，从左到右平行拼接；上下拼合，从上到下竖直拼接；矩形拼合，左右拼合后再与上下拼合，或上下拼合后再左右拼合；空白区域拼合，当符素外接矩形空白区域较大时，将其他符素放置于这一符素外接矩形的空白处。叠加：将一符素叠置于另一符素上，符素间存在一定遮挡。叠加后符素的语义可能拓展或转 年 第 期邱雨鸿，等：地标建筑组合式符号表达设计方法变。功能类型的语义转变主要体现在功能状态对其的修饰或形容，功能状态的叠加通常会带来语义的反转，如香烟符号上叠加禁止符素，得到禁止吸烟的符号。叠加根据符素间是否完全叠加分为完全叠加和部分叠加，具体叠加方式如图 图 所示。图 种拼合方式图 种符素大小相近的叠加方式图 种符素尺寸相差较大的叠加方式（）当不同符素尺寸相近时，部分叠加符素间只有一部分重叠，其余部分保持不变。部分叠加又分为左右部分叠加、上下分叠加及斜向部分叠加，符素间只有一部分重合；完全叠加是一种符素完全叠置在另一种符素上，两符素几乎完全重合的情况。（）当不同符素尺寸相差较大时：根据小尺寸符素放置在大尺寸符素上的位置区域，有中部居中完全叠加、顶端居中完全叠加、底端居中完全叠加、左上角完全叠加、左侧居中完全叠加、左下角完全叠加、右上角完全叠加、右侧居中完全叠加、右下角完全叠加、顶端居中部分叠加、底端居中部分叠加、左上角部分叠加、左侧居中部分叠加、左下角部分叠加、右上角部分叠加、右侧居中部分叠加、右下角部分叠加 种操作方式。针对地标的符号表达，结合拼合和叠加两种组合操作类型，以地标形状符素即地标轮廓作为地标符号的基础部分，同时结合功能类型和功能状态符素形成组合式的地标符号表达（如图 所示）。图 组合式地标符号设计理念其中，功能类型和功能状态符素组合的具体形式包括：功能类型拼合功能类型、功能类型叠加功能类型、功能状态拼合功能状态、功能状态叠加功能状态、功能类型拼合功能状态、功能类型叠加功能状态。功能类型与功能状态依据上述方式组合后得到功能符素，功能符素与形态符素通过拼合或叠加的组合方式得到地标符号。具体而言，针对常见的 类地标功能类型即饮食、住宿、出行、游玩娱乐、购物、学习、生活；类功能状态即营业状态、客流状态、等位时间、评价等级、价格等级、其他服务及地标轮廓，根据功能类型和功能状态的具体含义分析其可组合性，单个功能类型符素、功能类型与功能状态之间、形态轮廓与功能之间的组合方式为符素的拼合和叠加，单个功能状态符素主要通过符素叠加得到；多个功能类型或多个功能状态之间的组合形式主要为拼合，具体的类型、状态和轮廓的组合方式见表。功能类型或多个功能状态之间的组合形式主要为拼合，功能类型与功能状态之间的组合形式为拼合和叠加，形态轮廓与功能的组合方式为叠加和拼合。具体的类型、状态和轮廓的组合方式如图 所示。测 绘 通 报 年 第 期功能组合内容组合方式单个功能类型饮食左右拼合、上下拼合、完全叠加、上下部分叠加、左右部分叠加、斜向部分叠加住宿空白区域拼合、左右拼合、左右部分叠加、斜向部分叠加出行左右拼合、上下拼合、空白区域拼合、完全叠加游玩娱乐上下拼合、左右拼合、矩形拼合、空白区域拼合、左右部分叠加、上下部分叠加、斜向部分叠加购物左右拼合、上下拼合、上下部分叠加、左右部分叠加、完全叠加、斜向部分叠加学习左右拼合、上下拼合、上下部分叠加、左右部分叠加、斜向部分叠加生活左右拼合、上下部分叠加、部分叠加单个功能状态营业状态 使用状态完全叠加、部分叠加客流状态左右拼合等待时间左右拼合、空白区域拼合、完全叠加、部分叠加评价等级左右拼合、空白区域拼合、完全叠加、部分叠加价格等级左右拼合、空白区域拼合、完全叠加、部分叠加其他服务上下拼合、左右拼合、矩形拼合完全叠加、上下部分叠加、斜向部分叠加两种功能类型组合饮食住宿、饮食出行、饮食游玩娱乐、饮食购物、饮食学习、饮食生活、住宿游玩娱乐、住宿购物、住宿生活、出行购物、出行生活、游玩娱乐购物、游玩娱乐生活、购物生活、学习生活左右拼合、上下拼合、空白区域拼合 种功能类型组合饮食住宿游玩娱乐、饮食住宿购物、饮食住宿生活、饮食出行购物、饮食出行生活、饮食游玩娱乐购物、饮食游玩娱乐生活、饮食购物生活、饮食学习生活、住宿游玩娱乐购物、住宿游玩娱乐生活、住宿购物生活、住宿学习生活、出行购物生活、游玩娱乐购物生活、游玩娱乐生活左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合 种功能类型组合饮食住宿游玩娱乐购物、饮食住宿游玩娱乐生活、饮食住宿购物生活、饮食出行购物生活、饮食游玩娱乐购物生活、住宿游玩娱乐购物生活左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合 种功能类型组合饮食住宿游玩娱乐购物生活左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合两种功能状态组合营业状态客流状态、营业状态等待时间、营业状态其他服务、营业状态评价等级、客流状态等待时间、客流状态评价等级、客流状态其他服务、等待时间评价等级、等待时间其他服务、评价等级其他服务左右拼合、上下拼合、空白区域拼合 种功能状态组合营业状态客流状态等待时间、营业状态等待时间评价等级、客流状态等待时间评价等级、营业状态客流状态其他服务、营业状态等待时间其他服务、营业状态评价等级其他服务、客流状态等待时间其他服务、客流状态评价等级其他服务、等待时间评价等级其他服务左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合 种功能状态组合营业状态客流状态等待时间其他服务、营业状态等待时间评价等级其他服务、客流状态等待时间评价等级其他服务左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合功能类型与功能状态组合单个功能类型单个功能状态左右拼合、上下拼合、空白区域拼合、完全叠加、部分叠加单个功能类型多个功能状态左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合、完全叠加、部分叠加多个功能符素组合左右拼合、上下拼合、矩形拼合、空白区域拼合轮廓符素与功能符素组合轮廓外接矩形空白区域较大空白区域拼合、完全叠加、部分叠加轮廓外接矩形空白区域较小完全叠加、部分叠加图 针对地标的具体组合方式 根据上述基于符素的组合方式，针对不同类型的地标符素选择适当的组合操作方式，即可得到组合式地标符号，不仅保持了地标建筑特有的轮廓特征，且表达了地标的功能、状