一种基于“面-线-点”要素的期刊地图内容有序核查方法

■蒋树芳 何书金 段宗奇 黄光玉

1)中国科学院地理科学与资源研究所《地球信息科学学报》编辑部,北京市朝阳区大屯路11号 100101 2)中国科学院地理科学与资源研究所《地理学报》编辑部,北京市朝阳区大屯路11号 100101

为了加强地图审核管理,维护国家主权、安全和利益,中国自2018年起实施新修订的《地图审核管理规定》[1],提高了对公开出版物中地图的审核要求,严格实行地图审核制度,对地图的送审范围进行了明确规定:“向社会公开的地图,应当报送有审核权的测绘地理信息行政主管部门审核。景区图、街区图、地铁线路图等内容简单的地图除外。”也就是说,除少部分地图不用送审外,其他地图一律要送审。对于科技期刊来说,应严格履行送审程序,为避免反复退修、多次送审影响出版,期刊编辑在初审过程中应尽量从源头把好质量关。

为避免期刊论文地图出现政治性和科学性错误,规避或降低出现“问题地图”的可能性,期刊界的学者基于多年编校经验及多次审图经历,通过大量的案例梳理了科技期刊中地图插图出现的重大问题、易错问题、常见问题[2-5],分析了产生错误的原因,总结了审查中应该注意的事项,并提出了标准化和规范化的表现方式、绘制方法以及有效的解决对策等[3,6-7]。随着技术的发展,也有学者基于人工智能及云计算技术探索地图智能化审核实现途径[8-9]。这些研究为科技论文的作者、编校人员以及审读人员提供很有价值的参考。

地图审读是期刊质量控制的重要一环,期刊编辑部有责任和义务从源头把好地图质量关。从现有的地图内容审读方法研究来看,学者们结合工作经验从不同方面给出了综合审读地图的方法。有学者从不同性质角度出发,提出从地图的政治性、科学性、完备性和现势性4个方面重点关注地图内容进行审读[10]。也有学者基于不同内容分类进行审读,认为审读重点集中在境界、居民点、道路等要素上[11],或者结合内容现势性,从总体、行政区域界、重要地理要素、行政名称和底色等方面进行综合审读[12]。通过对人文社科图书地图插图的分析,提出了编辑在审读地图插图时,应清楚地图使用规范,加强细节审阅,坚决落实审图制度[13]。也有学者提出,当不能完全规避简单地图的风险时,直接送审地图是最有效的方法[14]。这些方法为期刊编辑的地图初审实践提供了借鉴。虽然现有的众多研究从多个方面涉及审读地图的内容、细节及方法,但仍没有形成较为系统规范的地图内容审查流程,也未形成可供编辑部直接参考使用的简便有效的地图内容核查方法。在实际工作中,虽然期刊编辑从各种培训及前辈的经验中了解了地图的相关知识,但在面对地图审查涉及的政治性问题(如国界、岛屿的错绘漏绘等)和错误标注及不规范科学问题等时,难免顾此失彼,有所遗漏。基于此,本文拟通过对地图信息表述过程进行分析,研究地图审读要求与地图图形表述之间的关系,进而优化并规范期刊编辑部内审(初审)地图的方式,形成可操作性强的核查流程,以期为学术期刊编辑特别是非地学类期刊编辑提供一种快速有效的地图内容核查方法。

1 地图语言的表达

1.1 地图符号

地图是将地理客观世界的复杂信息和现象用图形符号进行可视化表达的工具,通过各种图形符号来达到传输空间信息的目的[15]。阅读地图如同读书一般,读者通过阅读图形及其组合形式来理解它们所表达地物的含义、空间分布等信息。因此地图符号在地图中所起的作用就像文字语言中的字词一样,以图形语言传递空间信息,是地图的基本组成,也是表达地图内容的基本单位[16]。按几何性质,地图符号主要包括面状符号、线状符号、点状符号。考虑地图注记和符号有着相似的特点,将地图注记也纳入本小节进行阐述。

1.1.1 面状符号

面状符号是指所代表的概念在抽象的意义下可认为是定位于几何上的面[17]的地图符号。面状符号用来说明物体(现象)的性质和分布范围[18]。通常物体的性质通过面状符号的内部颜色(色相、亮度、饱和度等)变化表示;物体的分布范围通过面状符号的外围轮廓线表示。面状符号依比例尺变化,所在的范围就是实际的面积。水域、森林分布和各种区划等均可用面状符号来表示。

1.1.2 线状符号

线状符号是在抽象的意义下定位于几何上的线[17]的地图符号。线状符号用来说明物体的类别、位置特征及物体等级。通常物体的类别通过线状符号的形状或者颜色表示,物体位置通过中心线表示,物体的等级通过符号的尺寸(线的粗细)或者颜色的亮度变化表示[17]。地图上线状符号的几何中心与地物实际位置一致,如河流、沟渠、道路、边界等。

1.1.3 点状符号

点状符号是指所代表的概念在抽象的意义下可认为是定位于几何上的点[17]的地图符号。点状符号用来说明物体的含义、位置及物体的重要性[17]。点状事物的属性特征(如性质、数量指标、动态特征)可以通过点状符号的形状、尺寸和颜色等视觉变量表现出来[16]。普通地图上,点状符号的几何中心与地物的实际位置一致,如控制点、采样点、机场等。在专题地图上,只要求点的位置合理,不一定在数据的中心位置上;如果代表区域的中心,通常定位在区域的重心位置上。

1.1.4 注记

注记通过一定数量的文字和数字说明各要素的名称、性质、种类和数量[16]。注记是地图内容的重要组成部分。虽然注记不是自然界中的一种要素,但它与地图表示的要素密切相关,在一定程度上弥补了符号的不足,与图形符号构成一个整体[18]。注记包括数字和文字,根据用途可分为名称注记和说明注记。名称注记指各种要素的专有名称,如居民点名称,江、湖的名称,山峰、山脉的名称等,是地图上用量最大且分面最广,也是最基本的注记。说明注记用来陈述各要素的数量或者质量特征,以弥补图形符号的不足。

1.2 地图符号的基本图形视觉变量

地图信息的传递主要是通过人类的视觉来完成的,因此表达地图信息的地图符号更注重可视化效果。地图符号的视觉变量作为地图图形符号设计的基础,在提高符号视觉构图规律性和加强地图视觉效果表达方面起到了很大的作用[18]。随着计算机制图技术的发展,学者提出了不同的视觉变量方案(形状、尺寸、色相、亮度、密度和方向)、视觉变量修正(形状、尺寸、色相、亮度、密度、方向和位置)或派生视觉变量(排列、纹理、方向)等。但无论视觉变量如何演变,地图符号的基本变量始终由形状、尺寸和颜色三要素构成,符号视觉变量主要表现为形状、尺寸和颜色等的变化[19]。总的来说,地图符号(面状、线状、点状)之间的差别主要通过图形视觉变量来体现[20]。不同地图符号视觉变量示意如图1所示。

图1 地图符号类型及其视觉变量关系示意图

1.2.1 形状变化

形状是有区别的符号图元外形特征[18]。形状变化主要用于点状和线状符号设计,通过不一样的方向及图形来实现,体现地理对象间质的差别,不体现数量变化。点状符号的基本形态可以是规则的,也可以是不规则的,其变化与物体的不同外形相关[16]。点状符号的形状变化广泛应用,它的形状和所代表的实物之间的关系有着丰富的内涵。对于面状符号,形状由其边线的实地位置表示,不存在产生形状变异的问题。

1.2.2 尺寸变化

尺寸变化是指符号基本图元尺寸大小的变化[18]。地图符号的尺寸是表达空间事物特征最有效的视觉变量之一,尺寸大小可以反映地物占用范围、地物的重要性及其所代表空间事物在某方面的数量指标[16]。点状符号的大小取决于它在图面上的作用:一是标明含义与位置,二是标明物体的重要程度。符号的含义通过形状或者颜色来表达,尺寸的变化则用于表示物体的次序、等级或数值。线状符号的尺寸指线的宽窄(粗细),组合线的尺寸则为线间距的大小或基本单元的大小和间隔等。面状符号没有尺寸变化,它的范围是由位置决定的。

1.2.3 颜色变化

颜色变化指颜色三属性(色相、亮度、饱和度)特征的变化[18]。颜色变化是设计地图符号时最常用的手段。颜色变化应用于各种符号[18],其色相变化不仅可以用于表达事物物质,还可以用于表述顺序数据,而亮度则被用于表达各种与数量有关的数据类型。点状符号的颜色差异主要在于色相,但受符号大小、重要性、分类标志等的影响,当面积放大到一定程度时,还可调整亮度、饱和度来改变颜色[17]。线状符号与点状符号一样,颜色差异主要在于色相,色相的选择也要受符号大小、重要性和分类标志等的制约,当线状符号的尺寸达到一定程度时,也可以发生亮度、密度等的变化。面状符号的颜色变化十分常见,通过颜色的变化可以表示区域内容的各种变化。

2 “面-线-点”地图内容核查方法的提出

2.1 地图编制、地图信息传输与地图审核的关系

人们用符号表现客观世界,又把地图符号作为直接认识对象而从中获取信息、认识世界,地图表现出“读”和“写”的两重功能[19]。地图能顺利沟通信息的必要条件是:地图生产者和地图使用者都懂得同一系统的地图语言[20]。如图2所示,如果说绘制地图是用地图语言“写”的过程,那么使用地图即为“读”的过程,而地图的审核则可以称为“审”的过程,也是“读”的过程。地图审核通过读图,将地图符号解读为具体客观事物,并将该解析结果与现实地理事物(通过相关法律法规约定)进行比对,是对各要素及整幅地图的全面监督及质量评定,目的是评判地图抽象化过程的合规性。从整体到局部,由粗向细,地图审核注重图形表达对合规性条文规范的遵循情况,确认地图上地理要素和空间关系的准确性。

图2 地图编制、地图信息传输与地图审核过程

地图审核依照国家法律法规,对公开的地图进行审查核实,对国界、行政区域界、历史疆界、重要岛屿、重要地理信息数据、地名等在地图上表示的合法性或合规性进行审核,其中重点的历史疆域、重要岛屿等在地图上表现为面状符号,国界、行政区域界线等在地图上表现为线状符号,重要地理信息数据、地名等在地图上表现为点状符号。根据前期学者的经验总结及调查分析[2-8],众多问题地图中的主要错误被提出,如漏绘岛点、多绘涉密不宜公开的信息等属于点状符号的问题,错绘国界、漏绘九段线、漏绘省界线等属于线状符号的问题,缺少台湾岛、台湾地区与大陆不同色等为面状符号的问题。由此可见,地图审核涉及面状符号、线状符号、点状符号等图形符号的选择和运用,可确保符号与地理现象的准确对应,避免混淆或误解,能够有效减少问题地图。

2.2 地图审核重点与地图符号语言的映射

不论是面状符号、线状符号还是点状符号,都可以用不同的形状、不同的尺寸、不同的颜色等来区分和表示各种不同事物的分布、数量、质量等特征[21]。地图基于图形符号(面、线、点),通过改变图形视觉变量(形状、尺寸和颜色等)反映事物现象的本质和规律。进一步归纳整理,将对每种符号需要审查的变量归并为形状、大小、颜色、名称4类,见图3。相应地,如果将地图审核相关法律法规的约定一一解析为上述要素的4类变量,那么可以通过对地图符号的评判进行“写”“读”“审”。

图3 地图符号与视觉变量审查的主要内容

以点要素为例,将其内容分解为名称、形状、大小、颜色进行核查。如图4所示,点的名称即山峰的名称,核查内容为名称是否为官方命名,注记是否正确;点的形状即符号的形状,核查内容为是否与图例一致,是否与同类型要素一致;点的大小即符号标注的大小,核查内容为是否与同类型要素一致,是否与图例一致;颜色即点的颜色,核查内容为是否与图例一致,是否与同类型要素一致。同理,线要素和面要素亦可按该方法进行分解核查。

图4 点要素的审读内容及对应关系图解

由此可见,地图审核的内容恰好是面要素、线要素、点要素的形状、大小、颜色表述的地理要素内容。那么,对于一幅行政区划图,地图审核即可有序分解为对面(行政区域等)、线(河流、道路等)、点(城市、居民点等)不同要素的不同变量(名称、形状、大小、颜色)的读图过程。结合人们观察事物从整体到局部的逻辑思维习惯,地图审核流程可为“面-线-点”。需要特别说明的是,考虑注记要素通常作为补充说明与面、线、点要素同时出现,同时也为了便于记忆和实际操作,将注记与面、线、点要素放在同一个环节核查。

3 “面-线-点”地图内容核查方法实施探讨

参考《地图管理条例》[20]、《地图审核管理规定》[1]、《公开地图内容表示规范》[21]等法规和管理规定,结合前人研究[2-6]总结的出版地图存在的主要问题,将重要岛屿、行政界线、涉密内容、图幅范围、重要地理信息数据以及国家规定需要审查的内容匹配至地图面、线、点要素的审查当中,形成编辑部内部使用的速查手册(各编辑部可以根据自身刊物的实际情况进行整理,或参考自然资源部门户网站的标准地图),按“面-线-点”的顺序逐一有序进行全面核查。

通过地图中的面、线、点要素的形状项确定图形是否符合实际地理位置(地图投影方式是否适合表达所需信息),地图形变是否符合要求,是否完整,是否遗漏了重要的地理信息等。大小项方面,检查地图使用的符号是否规范、清晰易懂,符号是否一致,比例尺使用正确与否(地图上的距离和实际地理距离的对应关系是否正确)等。颜色项方面,检查同类型内容填充是否一致、是否匹配等。名称方面,检查符号是否规范,名称表述是否符合官方规定,数据是否一致(是否可表示),字号是否恰当,是否遮挡重要信息等。

3.1 面要素审查的内容

面要素用于标识各种地理区域、地貌和覆盖范围等,如湖泊、草地、森林、行政区划等,见图5。地图中易出现的如岛屿漏绘错绘、行政区划错绘、疆域范围错绘等问题归类至面要素审查中进行审核。

图5 常见期刊论文地图要素内容汇总

面要素审核中的形状、大小、颜色及名称项主要内容如图6所示。形状项审核地图的完整性;大小项主要审核范围的准确性;颜色项包括面状填充的晕线、花纹或色彩,审核同类型的一致性;名称项审核命名的规范性。此外,名称多以雁行或屈字列配置在符号相应的面积内,沿符号中部的中轴线布设,其间距和排列应指示地理事物的范围,如行政区的范围。同一幅地图上,同一类地物注记的配置方式一致。

图6 “面-线-点”地图内容核查步骤

3.2 线要素审查的内容

通常用线要素来表示河流、渠道、海岸线、交通线、航线、境界线等呈线状态的物体和现象。地图常见的国界、地区界、省级行政区域边界、海上归属线等内容归类至线要素中进行审查,如图5所示。

线要素审核中的形状、大小、颜色及名称项主要内容如图6所示。形状项核查线要素的完整性,包括空间位置表示的准确性,线型使用的规范性;大小项核查线的宽度、长度,审核线走向(延伸方向)的正确性、连接的关系等;颜色项核查同类别地物的一致性,包括是否与图例一致,线的套色和着色要求是否符合相关标准等;名称项审核命名的规范性。注记常以水平、垂直、雁行或屈字列方式设计编排,不能覆盖线段,间距和排列应能粗略地指示事物的范围和走向,同时不能涉及公开地图上不可表示的内容。

3.3 点要素审查的内容

一般来说,点要素内容主要有地名(行政中心、居民点等)、山峰、气象站点、定位点等。专题地图中,点要素为专题要素信息点,如图5所示。点要素中,形状和颜色项表示质量的差别,大小项表示数量的差别,名称项为名称注记及说明注记。考虑山脉在地图上不以定点的形式表现,将山脉列于线要素中核查。地图中常见的岛点、重要地理信息点、行政中心点等名称归为点要素进行核查。

点要素审核中形状、大小、颜色及名称项的主要内容如图6所示。形状项核查同类型的一致性;当点要素表示岛点时,注意点要素的完整性。大小项核查同数量级的一致性、位置的准确性。颜色项核查同类别的一致性。名称项审核命名的规范性。当名称为说明性内容时,特别注意是否有规定明确指出不能表示的内容。名称应水平排列,平行于纬线或者平行于上下图廓线。文字的位置指示其所说明地物的点位。

3.4 地图审查的步骤

基于上述地图符号表达过程和地图审核的重点及常见问题,对提出的“面-线-点”地图内容核查方法的可操作性进行了探讨。为了能系统地对地图要素进行逐一审核,根据阅读习惯,利用“面-线-点”方法核查时应按要求先核查面要素,然后核查线要素,最后核查点要素。由粗到细,按形状、大小、颜色、名称的顺序有序核查,避免遗漏,如图6所示。核查面要素时,建议根据图斑的面积由大到小有序核查,如省—市—县、地域分区—流域—实验区……核查线要素时,建议从界线开始按种类逐一核查,从同一走向开始核查每种线形。核查点要素时,可以按个人习惯从上到下、从左到右有序核查。

3.5 运用案例

在初审过程中,可利用该方法对来稿中所有地图进行逐一核查。为避免遗漏,建议制作一张地图初审核查表,逐条核查,形成地图初审报告。对有问题的地图进行标注并统一返回修改意见,以便作者根据地图初审意见进行修改。

编辑送审地图前,需要对作者修回的图件再次进行审核。对初审无异议且作者未做修改的图件可粗略审查,对初审存在问题或者在二审修回时做了修改的图件,需要利用上述方法重新核查一次。需要说明的是,对于送审后仍有问题的地图,根据返回的意见退作者修改,同时编辑部做好标注,完善核查表,以便下次使用。

在来稿地图的审查中,中国全图的核查内容相对较多,以中国全图为例制作初审核查表,如表1所示。利用本方法对地图面要素、线要素、点要素进行逐一有序核查,可以简单有效地完成地图的初审工作。该方法一定程度上规范了地图内容审核流程,有效避免审查遗漏,加快了初审速度,提高地图内容审查的效率。

表1 “面-线-点”地图初审核查表(以中国全图为例)

4 结语

地图由地图图形符号(面、线、点)的图形视觉变量(形状、尺寸和颜色等)反映事物现象的本质和规律。本文基于此原理,按照人们观察事物从整体到局部的逻辑思维,提出了基于面、线、点要素,按形状、大小、颜色和名称有序核查地图的审读方法。同时,根据面、线、点不同要素的特点,结合地图审读相关法律法规条文及前人经验,细化了该方法中不同要素审查项的具体内容,探讨了该方法的实施步骤及操作细节。应用实践表明,该方法能有效避免审查遗漏,加快审核速度。自然资源部门户网站提供了大量的标准地图作为审查的参考,为该方法的实施提供了支持。如果配套包含面、线、点各要素重点核查内容的图文匹配速查手册,编辑部将更便捷高效地完成地图内容的审核工作。

本文提出的基于“面-线-点”要素有序核查地图内容的审查方法侧重按顺序严格把关,确保正确性和科学性,使地图的内容及表现形式符合标准及规范的要求,但没有考虑地图插图的布局、颜色的搭配等图形美观性及其他因素,仍需在进一步实践过程中不断改进完善。在未来的研究和工作中,除了进一步按不同地理区划制定图文匹配速查手册外,希望能借助大数据、机器学习、人工智能等技术,升级图文匹配速查手册为网络在线版,实现易错问题及注意事项的在线可视化,尝试拓展与最新法规文件的同步更新、自动纠错等功能,不断探索地图内容的智能化审核途径。