空间地图（共7篇）
空间地图 篇1
1 引言
地图已有几千年的历史, 它不仅是人类活动需要, 而且也是几千年来人类进步和文明的需要。地图提供给人们的是直观、形象、具体的地球表面某一区域的综合描述。可是设计制作一幅地图, 能够让读者一看即明白这一地理区域的大体情况, 则不是一件容易的事情。例如, 用地图视觉语言将地表事物描述清楚, 地图视觉语言以丰富多样的图形或色彩表现一个个制图对象, 还作为一个完整的系统, 以符号相互之间的顺序、整体结构和空间连接方式, 描述各种制图对象的内在联系和规律。就是因为有这样作用, 地图语言才具备表现有系统、有规则的客观世界的能力, 才能完成复杂的空间和时间信息的转换和交流。在描述清楚地表事物的过程, 就是要让读者在认知地图的过程中, 在大脑中产生一轮廓, 即在读者心里产生心象地图。心象在生理基础是留在大脑两半球皮层上的过去兴奋的痕迹, 在刺激的影响下, 在大脑皮层上旧的神经联系恢复起来, 产生映象。虽然从制图者到读者通过地图这一载体传递信息, 将设计制图者的地图认知能否完全传递给读者, 是地图设计中必须考虑的因素, 因此, 设计一幅好地图, 将不是容易的事情, 尤其在小比例尺地图、专题地图、地图集等方面, 要考虑地图空间认知的理论。
2 地图设计
地图表示各种复杂的自然或社会现象, 是通过特殊的地图语言系统来实现的, 如, 各种符号、色彩、文字、图片等。设计地图是根据地图制图科学技术的一般原理, 结合所编制地图的具体特点实现。一般原理指的是制图理论原则, 并根据所设计地图的用途、区域特点和比例尺等因素。把一般原理同具体特点结合起来, 才能设计出既符合一般规则, 又具有不同个性的地图。地图符号的设计必须考虑读者在阅读地图的感受过程。地图符号的设计必须考虑形状、大小、方向、颜色、明度和结构等, 通过这几项视觉变量的运用, 才能将制图对象在读者阅读地图过程中对地图的认知才能弄清楚。读者在阅读地图时, 通过阅读被感受的过程包括观察、分辨、识别和解译这四个阶段。地图符号的设计时必须考虑人眼的视觉因素, 因为人眼通过光觉、色觉、视觉的敏感程度来扫描目标, 这一过程就是读者的观察过程。在阅读地图时, 能够分辨出地图符号间的差别, 因为符号的差别表现为形状、尺寸、颜色、明度等, 这一过程也比较复杂, 要受到读者的心里、生理的影响。读者通过分辨后, 就要根据图例和自己头脑中储存的信息去领会符号的含义, 这就是识别的过程。最后就是对地图的理解, 根据自己的知识经验和思维, 从识别了的图像中获得地理现象的结论, 在这过程中, 除了符号外, 还有比例尺、地图投影、地图定向及制图综合等多种因素可能引起的图形差别, 准确地知道所表示现象的名称和地理特点。从感受过程的四个阶段了解到, 设计地图符号时, 在读者能够看清楚时, 应该注意不同符号间有差别, 使读者容易分辨和识别。地图设计的任务主要包括:确定地图生产的规划与组织, 根据使用地图的要求选择地图内容, 各种地理现象和物体在地图上的表示方法和使用符号的设计, 制图资料的选择、分析和加工;制图数据的处理、制图综合原则和指标的确定、地图的数学基础设计、图面设计和图面整饰设计等。其中地图符号的设计、色彩的使用也是其中的内容, 下面略谈一下自己对两者的使用。
颜色对每个人的感受程度略有不同, 可大部分情况有相同之处。做地图设计时, 就是利用读者对颜色的共同处来设计。大多数人对色相的差别都很敏感, 所以, 地图上总是用色相来区分地表事物。如, 红色最为敏感, 一般常用表示党政机关所在地。从视觉上对颜色形成远近感, 在制图中形成一种惯例, 蓝色表示水系, 绿色表示植被, 用红棕色表示山地。许多地图都是在彩色的背景上用点状或线状符号表示出大量的细部。很明显, 背景色调越单一, 亮度越大, 眼睛就越容易辨出细部, 所以, 在彩色面积底色上绘制彩色的线状或点状符号时则应尽可能选用互补色或对比色。从颜色的感觉与象征意义来分析, 从颜色对人们的刺激或激发感情的角度来看, 把颜色分为兴奋和沉静两类, 红、橙, 黄色给人以兴奋、热烈、向前的感觉, 称为积极色;青、蓝色有沉静、收缩和后退的感觉, 称为消极色;绿、紫色居中, 有宁静与平和感。颜色也分为冷色和暖色, 一般有青、蓝、白给人以寒冷感, 红、橙、黄给人以暖热感。通过对颜色色相的分析, 在地图设计时充分考虑读者的地图认知过程, 就应将颜色运用的恰当, 使读者阅读地图时容易产生心理上的想象, 同时也加深对地图的了解。
3 地图的空间认知
空间认知论是认知理论中的一个方面, 也是地学可视化的基础理论之一, 主要研究人们空间感知和空间思维信息处理的过程, 具体而言就是人们怎样认识自己赖以生存的环境, 包括其中的诸事物和现象的相关位置、空间分布、依存关系, 以及它们的变化和规律[3]。
地图是为读者提供地表某一区域的空间信息的载体, 通过它可以获得一些这一区域信息。可对于不同的读者来说, 获得信息不一样。地图空间认知就是利用地图学方法来实现对地理空间环境的认识。其实这一过程就是地图设计者和使用者的空间认知规律。地图设计就是通过对地表的事物认识, 根据制图的目的和要求, 加工出制图对象的信息, 再利用地图语言描述地表事物, 最后就构成了一幅地图。读者通过阅读地图, 将地图上的符号还原为地表上的现实事物。
地图空间认知主要研究读者如何利用地图获取空间信息, 根据获得的信息来认识地表事物。按照地图空间认知的基本过程, 分为感知、表象、记忆、思维过程等。地图空间认知的感知过程, 是研究地图图形作用于人的视觉器官产生对地理空间的感觉和知觉的过程。如, 一幅土地利用现状图, 看到图上用不同颜色表示的图斑, 对照图例就可以知道某一个图斑代表农用耕地。再进一步分析其它图斑, 就可以知道这一区域共有几种用地, 每一种用地所占的面积, 这样在土地管理部门就可以决策下一步土地的使用分配问题。如图1所示。
通过地图上的图斑直接刺激物, 读者获得关于现实中土地利用中的个别地块的属性、特性, 这是知觉过程的基础。知觉是对客观事物的各种属性、各个部分及其相互关系的综合整体的反映。地图空间认知的表象过程, 是研究在地图知觉的基础上产生表象的过程, 它是通过回忆、联想使在知觉基础上产生映象再现出来。这一过程中, 在读者大脑中就心象地图, 尽管心象地图的形成是一种内部化的心里过程, 是不可见的, 但他是确实存在的。从人的生理机制上分析, 心象地图是人脑中由于地图图形符号刺激的痕迹的再现而产生的, 这种痕迹在人的不断反映客观事物的过程中不断地进行分析综合, 所以, 就产生了概括性的心象地图。它具有客观性、概括性。其实把思维与感知觉统一起来的媒介就是心象地图。地图空间认知的记忆过程是人们对某一事物在过去发生的映象与现在分析认识该事物的记忆过程。记忆过程也有很多种类, 就是对某一事物的分析认识过程。对于地图空间认知中的记忆, 根据记忆时间的长短, 可以分为感觉记忆、短时记忆、长时记忆等三种基本类型, 还有其他的动态记忆和联想记忆。如, 现在已制作好的许多地理信息系统中, 所用到的多维、多时相的数据及数据结构, 认为都是与地图空间认知中的动态记忆有关。联想记忆有因果联想和现实联想, 如, 冰川地貌中的雪线, 雪线以上是雪冰盆地;雪线以下是冰体部分, 这是通过因果联想记忆来分析冰川地貌。现实联想记忆按照常规分析, 红色一般表示党政机关事业单位的符号, 蓝色表示地表水域的分布状况, 通过河流就联想到桥梁等其他道路附属物等。地图空间认知的思维过程构成了地图空间认知的高级阶段。地图空间认知的思维提供关于现实世界客观事物的本质特性和空间关系的知识, 在地图空间认知过程中实现“从现象到本质”的转化, 它是对现实世界的非直接的、经过复杂的中介——心象地图的反映, 是在心象地图及其存储记忆的基础上进行的。地图空间认知的思维的最显著的特性是概括性和间接性。基于心象地图的思维的概括性, 是指思维所反映的不是个别事物或其个别特征, 而是一类事物的共同的本质的特性。如, 当看到地图上的桥梁时, 想到的是各种桥梁, 有人行桥、车行桥、铁路与公路公用的双层桥等。地图空间认知的思维的间接性, 指它不是直接地、而是通过心象地图来反映现实世界。
经过地图空间认知的四个阶段的分析, 地图制图与读者认知地图是两个方向相反, 相互作用的过程, 用来联接两者的媒介是心象地图。
地图设计是一种创造性的思维过程, 特别是设计、制作一本地图集。作为一名地图制作者, 首先要进行细致分析制图区域, 将对该区域的空间认知如何在制图的过程中表现出来, 必须在大脑中形成一个映象, 确定几种较好的地图设计, 并将它们在制图过程中再现出来;经过对几种设计进行评价、分析和对地图制图过程中其它因素的分析, 最终确定一种最佳方案。在这个过程中, 认知地图和心象地图都在起作用。设计、制作地图集, 其中有版面设计、表示内容及其指标确定, 符号及表示方法设计、色彩及地图整饰等各个环节, 都经历着感知、表象、记忆、思维等地图空间认知的基本过程, 所有从事地图集设计与制作都应有这样过程。
以上是对地图空间认知在地图设计、制作中的作用, 通过充分的理解地图空间认知理论的四个过程, 将它完全融入于地图学这门课程中, 认识到地图空间认知论的重要性, 将会在地图设计中起着十分重要的作用, 将在以后设计制作中作出更好的地图作品。
4 结束语
地图空间认知理论作为地图学的基础理论, 地图空间认知理论对地图学的作用十分明显, 其中认知地图与地图制图是执行的两个方向相反的过程, 相互作用的过程。地图设计是地图制图过程中必不可少的环节, 要想将地图空间认知的理论在地图设计应用的更恰当, 要自己在这方面多研究、实践、学习, 不断地完善、充实自己, 才能将这方面理论应用好。
摘要：对地图使用者来说, 其地图空间认知过程与客观世界认知过程是相同的, 即包括感知过程、表象过程、记忆过程、思维过程等。而地图空间认知论对地图设计制作者来说, 主要表现在认知地图与心象地图在地图设计中的应用上, 这是因为地图设计制作是一种创造性的思维过程, 特别是对于小比例尺地图、地图集的设计与制作来说。主要阐述了地图空间认知论在地图设计中的作用, 分析了地图的使用者和设计者之间的关系, 以之为基础, 讨论如何在地图设计制作过程中更好地运用地图空间认知论的知识。
关键词：地图空间认知,地图设计,符号设计,心象地图
参考文献
[1]王家耀, 陈毓芬.理论地图学[M].北京:解放军出版社, 1999, 35-58.
[2]祝国瑞, 郭礼珍, 尹贡白.地图设计与编绘[M].武汉:武汉大学出版社, 2005, 190-207.
[3]陈毓芬.地图符号的视觉变量[J].解放军测绘学院学报, 1995, 12 (2) , 145-148.
[4]俞连笙, 王涛.地图整饰[M].北京:测绘出版社, 1995, 38-41.
[5]王家耀, 孙群, 王光霞, 江南, 吕晓华.地图学[M].郑州:解放军信息工程大学, 2003, 85-89.
[6]陈毓芬.地图空间认知理论的研究[D].解放军信息工程大学测绘学院博士论文, 2000.
空间地图 篇2
【摘 要】地理空间概念的建构情况影响着地理学习成绩的优劣，地理空间中地理事物的方位要素、形状要素和数量要素是构成地理空间概念的基本要素，学生对这三个要素的掌握情况间接反映出学生的地理空间概念的建构情况。从实际的教学中可以看出，中学生的地理空间概念建构情况并不乐观，结合教学实际和对地理空间概念的理论研究，以地理空间概念的三个构成要素为出发点，分别设计了使用地图建构中学生地理空间概念的地图教学策略。
【关键词】地理空间概念；中学生；地图；教学策略
空间能力是当今社会人才必不可少的重要能力，是当今社会选拔人才的重要标准。近年来空间能力的培养一直是国内外教育界关注的热点问题。地理学科是建立在空间基础上的学科，培养中学生的地理空间能力为培养空间能力打下了基础，即地理空间概念的建构情况可以直接影响到中学生的空间能力的发展情况。但就目前的国内外地理教育来看，实际的地理教育中往往忽视了对学生地理空间概念的培养，而地图作为学习地理学的必要工具更是缺乏行之有效的使用方法。因此，对地理空间概念概念进行理论研究，并从实际的教学当中得出有效的建构地理空间概念的地图教学策略对教师教学、中学生地理学习及个人的空间能力发展都具有重要的理论意义和实际意义。
1 地理空间概念概述
不同的研究者对地理空间概念的定义都有自己不同的体会。地理空间概念构建是形成地理空间能力的基础也是学习地理知识的先决条件，它的形成是由地理事物的形状、大小、远近、深度、方向等空间特性直接作用于视觉，触觉等器官，或者通过语言，文字描述和图形示意等形式间接作用于视觉、听觉等器官，通过想象获得对直接客体的全面而深刻的认识，在头脑中的再现形象，甚至创造出新的形象的思维过程。
地理空间概念围绕地理空间位置、地理空间分布、地理空间联系这三个地理概念展开，其余地理空间概念都由这三个概念衍生出来，不论是哪一种地理空间概念都离不开方位、形状和数量这三个要素，学生对着三个要素的掌握情况和提取情况影响到学生地理空间概念的建构程度，帮助中学生建构地理空间概念就是帮助学生掌握地理事物的这三个要素的具体情况。因此在教学中教师要合理利用地图，帮助学生准确有效地从地图中获取方位、形状和数量这三个要素。
2 方位要素教学策略
地理事物的方位概念是认识地理事物需要建立的最基本概念，尤其在学习区域地理的过程中，认识或了解区域的首要任务就是搞清楚地理区域到底“在哪儿”，在什么范围内。几乎所有地理教材的章节中都涉及到地理方位概念。如何运用地图来引导学生提取出地图中的方位要素呢？一下提出了几点看法。
2.1结合实际，打好基础，辨别地图上的方向
学习地理的基本的技能在于会使用地图，使用地图的第一步就要知道地图的三要素，排在第一位的就是方向要素。在一般的地图上判别方向，首先要让学生明确地理的八个方向，其次再让学生在地图上判别方向，从实际操作中习得在地图上判断方向的方法，并将地图与实际的地理事物联系起来，例如用校园的平面图来判别方向再与实际的校园相结合帮助学生构建出地理空间方位概念；在有指向标的地图上，首先应当让学生明白指向标的作用和指示的方向，再按照一般的方法判别地图上的方向，为了让学而生更清楚地理解指向标的作用，在教学中可以让学生适当旋转地图或者直接使用电子地图进行教学，用多媒体演示指向标变化时判别方向的方法。
2.2找出规律，掌握方法，判断绝对位置
绝对位置主要指地理事物的经纬度位置，它能准确地把地理事物界定在某一区域内。地理事物的经纬度位置要在经纬网上判别，在掌握经线纬线、經度纬度的分布规律和划分标准的基础上才能进一步判断位置。经纬网的特点和规律是学生学习的一大难点，在掌握经纬线和经纬度分布规律和划分标准时要让学生对照经纬网来看图，教师配合提出相应的问题引导学生自己从经纬网中找出规律。判别经纬度时，有意识地让学生按照步骤来判别，例如判别某地理事物的经纬度，首先在经纬网上找到地理事物所在的纬线，读出纬度，根据纬度的分布规律判断是南纬还是北纬，再找到地理事物所在的经线，读出经度根据经度的分布规律判断是东经还是西经，最后用对应的文字表达出来。
2.3心中有图，填图练习，描述相对位置
相对位置是通过描述地理事物和与其相邻的周边的事物的位置关系来确定地理事物的方位，这是学习区域地理常用的确定方位的方法，也是构建地理空间概念方位要素概念的重要手段。在地理学中，描述相对位置的范围都比较广，学生不能直接看到具体的地理事物的分布，所以，通过地图这种直观化的工具描述地理事物的相对位置这种方法本身就是使用地图建立地理空间概念的过程，学生通过对地图的视觉大致了解的地理事物的方位和相对关系，再通过想象将视觉捕获的真实存在的地理信息转换为学生自己头脑中的虚拟的地理信息，也就是学生“脑地图”的建立过程。在这个过程中使用到的地图主要是政区图和地形图，使用政区图和地形图最好能结合空白轮廓图进行填图练习，边学边练，循序渐进。
3 形状要素教学策略
地理空间概念的形状要素主要涉及地理事物的轮廓、等高线和等温线的疏密程度及闭合状况、地理事物和地理现象的表示符号等。掌握地理事物的形状要素可以帮助学生加强对地理事物方位概念和数量概念的理解，通过实际的教学可以了解到，地图对增强中学生掌握和提取形状要素有比较显著的作用。结合实际教学，针对形状要素的地图教学可以从以下几个方面进行。
3.1观察地图，找特点
初中阶段对地理事物的形状掌握程度要求要不高，能够根据地理事物的大致轮廓形状和特点辨别出地理事物的名称即可。从地图中获得地理事物的形状信息，首先要观察地图，找出个地理事物的相同点和不同点，并加以区分，不同类型的地图有从不同的方面去观察地理事物的形状特点。例如，在辨别各大洲的轮廓时，使用的是世界地形图，学生要根据大洲的轮廓辨别大洲的名称，那就只用看大洲的轮廓不用深究大洲内部有什么特点，学生分不清非洲和南美洲的轮廓，非洲和南美洲的轮廓相似，但只要仔细观察就可以发现，非洲的东南部有马达加斯加岛，而南美洲东南部没有岛屿。
在等高线地形图上判断地形状况时，主要观察等高线的诸如疏密程度、弯曲方向、对应的海拔高度等形状特征。可以让学生将实际的立体图形与等高线地形图对比起来看，可以观察到不同的地形对应的等高线地形图形状也不一样。另外，一些表示具体的地理事物和地理现象的符号，可以联系地理事物实际的形象来记忆，这对于中学生来说比较容易。
3.2描绘简图，模式化
通过绘制简图将看似复杂的内容化繁为简、化难为易从而达到有效学习的目的。例如，像大洲、国家这样范围比较大，又要求识记其大致轮廓的地理事物，可以采取绘制简图的方法，将曲折的轮廓简化，繁杂的知识易化最终汇总到一张简略的世界海陆分布简图上，既便于记忆，又在记忆的过程中强化了学生的联想能力。学生一方面熟悉了大洲的轮廓，另一方面，加深了学生脑海里各大洲位置的印象，在形成脑地图时，不仅能抽象出大洲的位置信息，还可以概括出各大洲的轮廓形象。根据学生的学习能力，教师可以带领学生一起绘制简图，也可以让学生根据地图自己绘制简图。
3.3拼图活动，趣中学
政区图和湖泊图都是块状特征突出的地图，对于这样的地图我们可以把地图划分成块，采取以技能带知识，以活动带技能的方法，以促进知识与能力的转换为目的，将知识和技能结合起来。课堂教学中很少将拼图运用在地理课堂中，在設备比较先进的学校，学生可以通过多媒体进行一些交互式操作，但依赖于电子设备的教学对教学设备的要求高并且学生的参与度有限。地理拼图主要突出地理事物的形状特征，制作容易，学生可以自己制作拼图，在课堂上的参与度高。拼图游戏帮助学生同时构建地理空间概念的三个要素，多练习拼图有助于学生形成“脑地图”。将拼图引进地理课堂定能收到良好的效果。
4 数量要素教学策略
地理空间概念数量要素包括地理事物面积的大小、海拔高低、降水量的多少以及气温的高低等。能够提取出大量数量信息的地图多是专题地图，专题地图突出表现某一地理要素，因此包含有关这一地理要素的丰富内容。获得地理事物的数量信息的渠道有很多种，最简单的就是直接从文字中获得，但最直观地还是从地图中获取的数量信息。如何从地图中获得地理事物的数量信息，笔者提出了以下几种方法。
4.1图-文结合比较数量信息
地图的使用并不排斥其他的地理资料，地图和图片、文字、图表等资料结合起来，既有直观地感受，又能够结合其他信息联想和判断，让学生获得更准确地地理信息从而达到理想的效果。例如在使用世界地形图比较陆地面积大小时，可以引导学生在地图上通过肉眼的观察直接判断面积大小排列顺序，但是如果改变地图的投影，用不同的方法制作地图，呈现出来的视觉效果也不一样，格陵兰岛的实际面积是200多万千米?，而澳大利亚大陆的面积超过700万千米?，图4-1中呈现出来的视觉效果却是格陵兰岛看起来比澳大利亚大陆面积大。因此，在从地图上获取数量信息时，不能只依靠肉眼，应当结合相应的资料来进行判断。
图4-1
4.2图-图结合分析数量特征
在涉及气候和地形的学习内容时，由于专题地图表示的内容有一定局限性，只使用一幅专题地图来解决地理问题比较困难，因此，适当地把多幅地图组合可以把复杂的地理问题简单化，让学生一目了然。例如，在查看热带雨林气候的分布地区时，教材上的插图只显示了热带雨林气候的分布地区，但并没有显示地形区的名称，这个时候就应该提醒学生对照着世界地形图来找出热带雨林气候分布的地形区，学生在体验过一次使用图-图结合的方法解决问题后，就会在以后的学习中慢慢形成这种用图意识和思维方式。
4.3掌握正确的读图方法，找到数量规律
掌握正确的读图方法对于地理学习非常重要，气温的高低、降水量的多少、海拔高度这样的数量信息可以直接从地图上读出来，气温和降水的分布情况、地势的特点、人口分布的疏密情况都可以通过地图上的形状或者颜色体现出来。教师在课堂中应该注重引导学生掌握正确的读图步骤和读图方法。首先要选择正确的地图，例如要知道某处的海拔应该看等高线地形图，要了解一个地区的降水量应该看降水量分布图，而要了解某地的气温情况应该看气温分布图；其次要引起学生对图例的重视，只有读懂了图例才能读懂地图，地图的图例代表了地图所展示的内容，图例的变化规律代表了地图内容的变化规律；接着让学生观察地图，观察地图不能盲目，教师应该培养学生观察地图的方法，按照从整体到局部的规则指导学生观察地图，最后，让学从观察地图找到的规律或者情况描述出来，总结成语言或者文字。
5 结语
在实际的教学过程中，地理空间概念的各组成要素并不是独立存在的，从地图上获得方位信息时也可以同时获得形状和数量信息，所有的教学策略也不一定要单独使用。由于笔者的理论和实践研究有限，并且教学对象也存在很大的差异，文中提出的地图教学策略并不一定适用于所有的学生和教师，除了文中提到的学习策略，实际教学中还有很多行之有效的策略，从学生的生活实际入手，根据学习内容的特点有意识地选择教学策略进行教学设计才能达到满意的教学效果。
参考文献：
[1]于水晴.地图运用策略对高中生地理空间定位能力的影响研究[D].长春：东北师大，2013.
[2]徐志梅.中学生地理空间能力及其培养研究[D].东北师范大学，2011.
[3]杨山，陆静.中学人文地理教学中地理空间分析能力的培养[J].中学地理教学参考，2000（10）：8-9.
[4]张帆.高中地理空间概念学习困难的成因与对策[D].东北师范大学，2011.
[5]邹代花.强化空间概念 学好区域地理[J].课程教材教学研究（教育研究），2011，2：013.
[6]陆红光.构建空间概念发展空间思维[J].地理教育，2002（6）：50-51.
[7]徐君.空间概念、空间推理与空间分析——培养学生地理空间思维的策略[J].地理教育，2009（1）：39.
[8]杨新主编.地理教学论[M].湖南师范大学出版社，2000.
[9]徐志梅，袁孝亭.地理课程标准中地理空间能力的培养要求解析[J].中学地理，2011（11）：9-11.
[10]韩金荣，袁孝亭.美国基础教育地理课程标准对空间素养的关注及其启示[J].外国教育研究，2009（5）：12-16.
[11]于永德.高中生地理空间能力现状分析及教学策略研究[D].东北师范大学，2007.
解析电子地图空间数据制作 篇3
随着我国经济和社会的快速发展进步, 城市信息化已经逐渐被人们所重视, 同时, 人们对所处地理环境的信息数据有了更高的要求, 不单单要求信息的质量, 更要求信息数据的覆盖面。
2 概述
电子地图主要是结合地图的数据库, 通过数字的方式在计算机的储蓄设备上进行相关的处理后, 并且经过计算机的大量验算, 将图像显示在计算机的电子屏幕上, 通常可以称之为瞬时地图或屏幕地图。电子地图是地理信息系统 (GIS) 在城市管理和服务中最常见的一种表现形式。在应用的过程中, 它能够有效地在地理信息系统中显示所有的功能。通过利用电子地图, 在对空间数据处理的过程中, 能够实现详细的验算与浏览, 以及简单的查询和搜索功能, 以获得大量的数据信息支持;也可通过精确的计算, 以数字的形式展示出科技背景下的经济建设成果[1]。
3 数据制作流程
图形数据与属性数据是地理信息数据的主要数据载体。在应用阶段, 当计算机得到了图形数据, 并经过严格的验算和检验后, 转换格式, 生成Map-Info的TAB格式;然后, 在经过各种数据的结构形成后, 就会产生图表的形式。数据制作流程如图1所示。
4 数据制作方法
数据制作是较为复杂的过程, 必须经过计算机的严密计算, 才能最终得出结论。在数据制作的过程中, 其主要由2个重要的部分结合而成:第一是图形数据采集过程;第二是属性数据的建立。
4.1 数据空间采集
在对地理信息数据空间位置采集的过程中, 必然会对空间进行验算, 必须将各种因素之间的内在关系处理妥当, 保证所有的元素在进行叠加之后, 所形成的关系协调一致, 不会出现严重的互相干扰现象[2]。以影像作为底图, 采集点、线、面各种要素, 如道路、铁路、水路、建筑物、街道等标记点状, 其数据见表1。
4.2 属性采集
1) 属性建库范围划分
属性采集建库划分范围, 主要是在整个信息处理的过程中, 以单元网格的形式对各种区域进行规划划分, 在各县组成面积部分中, 统一性地将100km2作为基础面开展工作。在进行网格的处理阶段中, 需要控制道路、街区、工厂的划分处理, 不能使其作为划分对象, 并且相邻的网格间不能出现空隙[3]。
2) 确定属性库结构
在编制属性结构的过程中, 需要按照市场的要求, 以可持续发展的基本理念作为基础, 并且在属性库结构的数据建立过程中, 要包括以下几项内容:道路、桥梁、水系、地名与门牌号等基本数据。
3) 属性采集方法
属性的采集方式, 主要是通过利用数据系统对相关的信息进行整合, 并且将接受到的数据传输到电脑系统中;同时, 还需要结合处理携带的对应数据, 并且将其分割成许多不同的小组, 然后在制定网格中进行信息处理;如果已经经过处理的信息有更新, 要及时对数据进行更新, 同时, 还需要结合实际的情况对相关的数据做好记录登记。
5 数据扩充
5.1 扩充内容
在对公共平台数据的处理过程中, 值得注意的是需要在数据提取的基础上, 对扩充的地名、地址以及地理编码进行处理。
5.2 行政区域地名地理编码
1) 在对城、区和城乡结合部进行范围划定时, 必须保证所划边界的完整性, 同时要以政府认定的边线为依据进行划定。
2) 在对城区、乡镇、村镇进行划分时, 必须以政府机构处理的界限为基础, 保证村庄的完整性[4]。
5.3 街巷或小区名地理编码
在对城区、乡镇等地区进行界限划分时, 首先要找出对应的地标性建筑或者组织, 然后选择地图的图形中心点作为基本代表, 再结合实际的具体情况, 将系统之间相对应的坐标读出, 并且在执行的过程中, 按照《数字城市地理空间信息公共平台地名/地址分类、描述及编码规则》 (CH/Z9002-2007) 编码 (下文简称《规则》) 。
5.4 对物名、兴趣点进行编码
标志性建筑的形状必须以实际情况为依托, 且需对所有的几何形状进行扫描, 保证地理位置与实际情况完全符合;同时, 还需要把门牌号作为识别的样式, 按照要求对其进行标号处理, 在编码过程中需要结合《规则》的实际要求开展工作。
6 数据重组
6.1 数据分层
结合系统的要求, 公共平台数据通常分成7大类, 并且在实践过程中, 各大类的要素需要按照《基础地理信息要素分类与代码》 (GB/T13923) 实施。
6.2 拓扑化处理
1) 点、线、拼接处理是拓扑化处理对象的重点, 在实践过程中, 需要引起重视。
2) 点对象在众多的处理对象中, 是单一的组成单位, 其仅仅包含重复点、冗余点、伪节点判定和删除。
3) 线处理对象则主要以悬线、重复线为主要对象, 同时进行判定和处理。
4) 拼接处理过程中, 要根据同一数据图幅, 进行比例设置和验算, 同时还要保证所有的数据笔记能够可供使用。在同一比例下的数据, 可以使用平均法、优化法或其他方式进行计算。在实践过程中, 经过拼接完毕后, 需要保证拼接的对象能够与原来几何信息完全一致。不同的比例尺在进行外形拼接时, 必须使用精度非常高的现代化拼接设备, 这些设备要求的数据非常多[5]。
7 实体化处理
在实体化处理的过程中, 在进行水系、交通、居住地等重组以及处理时, 一般采用如下处理方式。
1) 水系要素:以单线形式存在的河流和湖泊, 即使是年久失修造成的, 也可以使用双线进行参考性设置;
2) 居民地要素:在实施地图街道、单位房屋处理的过程中, 要构建实体图形;
3) 交通要素:一般情况下, 在实施电气化铁路与窄铁路构建的过程中, 要保证单线式的构建能够满足实体的要求;
4) 地名要素:将所有具有独立性质的实体进行标记后, 还要对地名数据与地理环境中的组成部分建立管理系统, 包括每个城市规划系统中的水流、交通、山脉等, 将所有的信息分类汇总到最大的数据库中。
8 结语
本文首先论述了电子地图数据的制作方法, 然后再对制作方法与具体的应用方法进行分析, 其中包含了数据的空间位置图形采集意义及所有标志物的属性信息的输入工作。这是个长期积累的过程, 因此, 在实践的过程中必须按照相关的要求进行工作, 唯有如此才能保证工作能够正常进行。
摘要：电子地图在进行空间数据传输和制作过程中, 必然会进行空间数据的位置测算以及数据信息的采集工作, 其中主要包括对道路、建筑物、铁路、水流走向、绿化环境等进行实际标记。这些都能够为电子地图的高精密表达提供非常可靠的数据基础。
关键词：电子地图,空间,属性
参考文献
[1]官文洁.浅谈政务电子地图制作[J].福建建筑, 2016 (6) :129-130.
[2]路艳君.电子地图研制的实践及其发展方向略述[J].信息化建设, 2015 (10) :217.
[3]黄瑞萍.基于Google Maps API的校园电子地图[J].快乐阅读, 201 (16) :74-75.
[4]朱一姝, 杨梓, 李菀璁“.南京·印象”多媒体电子地图的设计与实现[J].现代测绘, 2013 (01) :57-60.
空间地图 篇4
七年级《历史与社会》的主要内容是地理知识。如何利用新教材培养学生读图、用图的能力, 提高学习效率?本人经过几年的教学实践与探索, 取得了一定的成效。
一、构建学生“空间地图”的教学实践
在地理教学中, “空间地图”往往是在对“纸上地图”的记忆、理解、运用中形成的。学生“空间地图”的形成与积累是一个空间相当复杂的渐进的过程, 它不仅包括语言概念的逻辑操作, 也包括大量的感知活动。要在学生的头脑中形成一幅完整的“空间地图”, 需要经历三个阶段 (轮廓期———细化期——清晰期) 的训练。
1. 轮廓期。
轮廓期是学生初学地理时处于一种对地理空间的混沌印象阶段。在这一阶段中, 教师要主要培养学生建立地理空间的能力, 在学生头脑中形成一个粗略的地图轮廓。为此, 我对学生进行了两方面的训练:一是对地理事物空间位置的认识, 这是认识地图的基础。在教学中国优越的地理位置时, 可以这样设计问题: (1) 从半球位置看, 我国在北半球还是南半球? (2) 从纬度位置看, 我国处于哪一个纬度带? (3) 从海陆位置看, 我国又是怎样? (4) 我国的周围有哪些重要的邻国?二是对地理事物轮廓的认识。教师对某些地理图形, 要给以一定的夸张或简化, 勾画成各种实物或几何图形。例如, 中国的轮廓, 可以看成一只雄鸡, 山西省可看成平行四边形, 云南省可以看成一只鹅等, 这样既可增强学生的学习兴趣, 又可激发学生的形象思维。
通过初步认读地图, 学生可把地图上所反映的地理事物和现象“是什么”、“有什么”、“在哪里”等进行简单的判读。教师在地图教学过程中, 通过质疑、创设情境, 向学生提供大量的信息, 让学生进行必要的检索, 从图中获取有用的地理信息。
2. 细化期。
细化期是训练过程中学生逐步建立空间知觉的过程, 是对地理事物空间分布的细化阶段。通常在这一阶段进行两种读图训练。
(1) 区域式读图。就是将地图分成较小的区域单位, 先学习其中某一个区域, 待学生掌握了该区域的各种要素特征, 建立基本的空间表象和记忆表象后, 再学习另一个区域。如在学习中国行政区划分时, 学生若要一下子掌握那么多省级行政区是非常困难的, 因此可以让他们逐块分散进行学习, “集中精力, 各个击破”。这种以区域为单位分析一项或几项地理要素的读图方法, 能很好地突出某区域的各种要素特征, 降低整体学习的难度, 是阅读地图的一种简单有效的方法。
(2) 要素式读图。就是以某一地理要素为线索, 系统地分析阅读地图。如阅读《中国地形分布图》时, 可以地理要素为线索进行阅读, 这里的地理要素可以是“山脉”, 也可以是“高原”。学生根据教师的指导“先看山脉分布, 再看高原分布”, “先看东西走向的山脉, 再看东北——西南走向的山脉”等规则逐一阅读。这种以要素为单位系统地阅读地图的方式, 有助于使学生了解某一地理要素的总的分布特点, 进而比较出几种地理要素分布的异同点。
3. 清晰期。
清晰期则是学生经过长期训练以后, 在头脑中建立起完整清晰的空间表象 (即“空间地图”) , 能根据特定的需要迅速提取有效的信息进行判断和分析来解决地理现象和地理问题的阶段。凡是能从地图上获得的, 要尽可能地启发学生从地图上去发现、获取, 逐步养成学生用地图去分析地理事物和现象的习惯。这一阶段应根据具体地理问题培养学生的忆图思维, 通常采用两种方法。
(1) 纵向联系法。如在学习“中国气候特征”时, 教师可在引导学生回忆的基础上出示三幅地图:图一《我国年降水量图》、图二《我国地形图》、图三《我国的季风区和非季风区》, 然后提问: (1) 从这些地图中可看出有哪些因素影响我国气候的形成? (2) 我国气候有哪些显著特征?
经过读图思考, 学生能迅速提取有效的信息进行判断和分析, 从中得出答案: (1) 我国疆域辽阔, 南北跨纬度广, 温差大;海陆位置差, 导致降水量分布不均;地形多样;季风影响显著等因素影响了我国气候的形成。 (2) 我国气候的特征是种类多样, 季风气候显著。在这样训练的基础上建立起来的新“空间地图”《中国气候类型图》就比较清晰完整, 且不易遗忘。
(2) 横向对比法。解决某些地理问题, 有时必须进行横向比较, 这时就需要借助地图进行分析, 这样更容易掌握地理事物的特点及成因等。如在学习《家住平原———用机械种庄稼》一课时必须了解美国的地形, 这时可与中国的地形进行比较。学生通过对比读图便知道, 美国和中国的地势不同之处在于美国是由南北纵列的三大地形组成的, 两边高, 中间低, 而中国的地势是自西向东逐级降低。所以, 中国的大江大河大都“一江春水向东流”, 而美国的大河“密西西比河”是由北往南流, 所冲积成的平原就位于美国中部。
二、构建学生“空间地图”, 促进有效教学
经过这几年的教学实践与探索, 我发现, 帮助学生构建“空间地图”是一条完全符合学生身心发展规律的教育教学之路。
1.“空间地图”的构建有利于提高学生地理记忆的效率。
根据现代认知心理学, 不同类型知识的表征方式不同, 其中陈述性知识主要以命题或图式表征, 而地理学科的知识主要以陈述性知识为主, 所以地理知识的学习也就是学生形成地理知识结构和图式的过程。实践证明, 如果学生头脑中有一幅《中国政区地图》, 就可将中国的地形、省级行政区、气候、河流、人口的分布等呈现在自己的头脑中。这样记忆就有了依托, 不仅提高了记忆的效率和持久性, 还降低了学习的难度。
2.“空间地图”的构建有利于学生思维能力的提高。
阅读使用地图时的思维活动是一种特殊的思维形式, 即“抽象化”的形象思维, 它对发展学生的智力有很高的价值。七年级学生的形象思维十分活跃, 因此教师一定要特别注意利用新教材的地图优势积极培养学生的形象思维。但是, 阅读使用地图发展学生的形象思维, 不同于一般的景观图片、幻灯片、电影等直观教具, 它在学生头脑中形成的是概括的表象, 这种表象往往会促使学生产生直觉思维, 从而进入创造性的思维活动中。
面向空间数据生产的地图表达研究 篇5
从地图到空间数据表达造成了地图信息的损失,空间数据到地图表达(不考虑综合)过程中需要进行地图信息的补充,才能实现地图的完整表达。
要完整地描述空间实体或现象的状态,一般需要同时只有空间定位数据和属性数据,如果要描述空间实体或现象的变化,则还需记录空间实体或现象在某一时刻的状态.所以一般认为空间数据具有三个基本特征:空间特征、属性特征和时间特征,空间数据的三个特征反映了所表现空间实体的本质.但是对空间数据来讲,它并不是不受限的反映空间实体,在描述空间目标时有一定的限制,不能无限膨胀,这个限制就是空间数据的第四个特征一一地图约束性特征。
我们知道空间数据是地理环境的数据抽象,这种抽象的过程也是地图制图的过程,空间数据生产时,人们自然不会抛弃人类千百年来认知、抽象地理环境的成果一一地图,因此几乎所有的空间矢量数据的生产都是基于地图数字化来完成(至少最初是这样),这样空间数据就继承了人类的知识成果,同时也继承了地图自身的特性,如地图用途,比例尺,地图要素,要素关系等等,这也就意味着空间数据必然会受到来自原始地图的约束。在使用其他途径对空间数据进行更新时,这种约束性也是实时存在的,例如使用航片或者遥感影像,则空间数据也会受到航片、遥感影像分辨率的限制,同时在使用者的脑海中一直会存在“一幅地图”,对信息进行综合加工。因此不管使用哪种数据源,空间数据都会受到来自数据源的约束,而地图的约束最具有代表性,因而统称为“地图约束性”。由此看来,不存在所谓“无级”的空间数据。
空间数据的地图约束性是对由Kate Beard提出的地图概括约束概念的继承。Kate Beard将地图概括约束分为图形约束、结构约束、应用约束和过程约束四种类型。图形约束是反映距离、长度、面积等度量关系,与地图符号相关。结构约束则要求保持对象间的空间和语义联系以反映对象的本质特点。应用约束则与地图目的相联系,过程约束控制地图概括操作的执行顺序及其相互作用。从这里可以看出。空间数据的地图约束性主要反映在前三个约束上,而空间数据及其地图表达具有一致的目的,因此空间数据主要体现了地图的图形约束和结构约束。
空间数据的地图约束性特征是实现根据空间数据直接进行地图等尺度表达的基础,且反映了地图符号、地理属性和拓扑关系的相互依赖关系。
2 空间数据与地图表达的矛盾
在地图到空间数据表达的过程中,空间数据的要求决定了在数据采集中不会把地图全部信息采集下来,这就构成了地图信息传递中的第一次转换矛盾,损失了部分地图信息。而空间数据到地图表达是地图信息的第二次转换,它是第一次转换的逆运算。因为第一次转换矛盾的存在,导致了空间数据不可能完全恢复到地图原来的面貌,这造成了第二次转换矛盾,这两个转换矛盾互为因果关系。
数字制图目前要重点解决的关键问题是消除第二次转换矛盾,也就是补充第一次转换时损失的地图信息。由于这个问题复杂、难度较大(“创造”要比“丢弃”困难的多),因此有人为了回避它而提出了“地图应该适应空间数据的表现,不必严格遵循纸质地图的编绘要求”。这样的认识是错误的,地图作为人类智慧的结晶应该随着社会的发展越来越美观、完善,而不是倒退。
造成空间数据与地图之间不能完全匹配的根本原因是它们之间存在以下的主要矛盾:(1)概括范围上的矛盾,最为详细的数据标准不能完全匹配图形规范。(2)数据标准中要素的描述不对应田形标准中的符号规范。(3)在地图上的要素不对应数据标准中的编码。
3 空间数据的地图表达过程
空间数据的地图表达实际上就是恢复地图直接信息的过程,分为两个步骤,第一步按照空间数据的地理编码与地图符号之间的对应关系,实现地图符号化;第二步,由于空间数据与地图表达之间的矛盾,造成地图的空间数据表达的过程是一个地图信息损失的过程,因此在实现空间数据的地图表达时,必须进行地图信息的补充,才能得到符合地图规范要求的地图。
3.1 空间数据按对应关系转换
在空间数据地图表达过程中,空间数据与地图符号具有一定的对应关系,具体表现就是依据要素编码实现地图符号化及其附加处理。所谓附加处理是指除去地图符号以外的其它信息符号化,这些信息与该目标无关,例如,高程点的符号化,其高程注记显示的位置、形式与该目标有关。
空间数据到地图表达按照规则转换的步骤如下:(1)地图表达主要是实现点线面要素的符号化,而一般的空间数据具有拓扑结构,面状要素通过拓扑关系推算出来,因此在实现地图表达的第一步就是要实现拓扑模型向基本模型的转换,实现面状目标的生成;(2)根据空间数据中地图要素编码与地图符号的对应关系,这个过程可以使用程序自动完成。
3.2 地图信息的补充
下面的一些具体问题:(1)属性注记的配置,例如桥梁的分式注记,等高线注记。(2)地名注记的配置,没有地图注记的位置信息(国家测绘局数据)。(3)河流渐变问题,空间数据不能反映河流的图形宽度变化。(4)地图整饰,地图整饰内容不作为空间数据的一部分。(5)同色要素的S盖处理问属。(6)不同要素的压盖优先问题。
这些问题都是实现空间数据的地图表达时,地图编辑和地图出版处理才能解决。
4 地图制图与空间数据生产结合
空间数据生产是为地理信息系统提供基础地理数据,并建立基础地理信息数据库。因此,空间数据的数据组织反映了地理信息系统的要求,使用“属性编码十定位数据”的形式。数据采集虽然不是地理信息系统软件的主要功能,但其处理地理信息的方便性,决定了在空间数据生产中使用的非常频繁,如ARC/INFO等,这是由空间数据的按地理属性编码进行数据组织的特性决定的,由于地图制图不是空间数据生产的主要目的,因此在空间数据生产中不会提出与地图制图结合的要求。但从制图者的角度来看,地图制图与空间数据生产能结合起来,统一到一个软件系统中实现融合生产,则会起到事半功倍的效果,可以节省大量的资源。因为涉及全国或整个地区的地图生产以及空间数据生产都是巨大的工程,需要很大的投入。而我国目前两者都要生产(各自有不同的用途),但整体的经济投入还很有限,在这种情况下,能保证两者内容的一致性,使用更加方便的融合的生产技术方法更具现实意义和应用价值,地图制图过程与空间数据生产既有相似性又有差异性,相似性是融合生产的基础,差异性是造成两者不同的主要矛盾,找出矛盾并解决矛盾就能把两者结合起来,从图1的生产流程可以看出,地图制图过程中,从地图中采集的是图形数据,实现地图出版,而空间数据生产过程中则是从地图中采集空间数据。如果通过地图符号化方法,可以把空间数据转换成图形数据,同时进行相应的地图信息补充(地图出版处理),就可以把两个流程结合起来,得到空间数据和纸质地图两种产品。
5 系统的更新效应
如果融合系统中可以接受系统所产生的空间数据(这是地图生产的重要数据源),则系统就具有了空间数据的再生能力。如图2所示,空间数据作为系统i的接收、处理和输出的对象,又成为系统i+1的接收对象。这样空间数据不断更新,使系统一直具有生命力,产生良性循环。系统的这种特性为空间数据的更新提供了一个舞台,同时有助于建立相应的地图和空间数据的更新机制。
6 融合生产系统的应用
以融合生产技术为支持的数字制图系统,可以有四个应用方向:
(1)没有地图数据库支持的情况下,通过采集编辑属性完整的空间数据,完成地图数据库建库任务。(2)通过其他方式获取的空间数据有时存在一些非常隐蔽的数据质量问题,如属性错误,指针错位等等,这些问题只有空间数据可视化手段(如地图符号化等)才能发现,在此平台下可直接修改错误,得到正确的空间数据。(3)在此环境下,可以实现基于地理属性的地圈编辑。相对基于图形符号的编辑来说,可以大大提高编图效率,并最终能实现了纸质地图的出版。(4)为空间数据的更新提供了手段和方法,它把在地图编辑中新增的地图内容和更新信息保留下来,实现空间数据的更新,完成地图数据库更新任务。
参考文献
[1]肖计划,刘海砚,栾晓岩.地理信息生成与地图制图一体化概念模型研究[J].测绘工程,2007(6):23—25.
[2]肖计划,刘海砚,张吉才.设计模式在地图制图软件开发中的应用[J].科技创新导报,2008(5):60—63.
[3]安晓亚,孙群,肖强,等.基于地图信息传输理论的数据采集与处理模型研究[J].测绘科学,2008(3):112—116.
[4]马旭东,陈艳艳,史玉龙,等.利用MapGIS数据建立ArcInfo地图数据库的方法研究[J].测绘科学,2009(1):89—92.
[5]胡国超,熊远远,杨武年.基于GIS的物流管理信息系统的设计与实现——以广州市MG物流管理信息系统为例[J].测绘科学,2009(2):10-13.
[6]孟祥飞,王卫.ArcGIS数据与Corel Draw数据的转换方法研究[J].测绘科学,2009(3):32—35.
[7]刘慧慧,杨齐青,孙晓明,等.1:50000数字地理底图在地质环境调查中的应用[J].地理空间信息,2008(6):1 8—23.
[8]简灿良,袁存忠,黄梦龙.基于ArcGIS的数据库地图制图研究[J].福建电脑,2008(11):4—6.
[9]夏春燕.基于产生式规则的交通违法处罚专家系统的研究与实现[J].硅谷,2009(10):130-133.
空间地图 篇6
令人眼花缭乱的银河系盘面结构, 科学家认为银河系中大约存在4000亿炙热的恒星, 它们呈现出蓝色的光芒
图中显示了许多恒星系统的相对位置, 我们只要点击某个对象的名字就能获得更多关于该系统的信息, 比如最左边的HR 753恒星系统位于鲸鱼座方向上, 最右边的为Gliese 570系统, 科学家认为该系统中存在Gliese 570d行星。
据国外媒体报道, 谷歌推出了空间互动式地图新应用, 可以满足用户浏览宇宙的好奇心, 这个名为“10万恒星”的宇宙地图向我们揭示了临近太阳附近空间的恒星系统, 其中大约有10万颗恒星, 但这却是银河系的一处小角落。科学家目前认为银河系中大约存在4000亿颗恒星, 我们所能浏览的部分只是极小的一部分, 用户在体验时可以感觉到我们是多么渺小, 往往越炙热的恒星在宇宙地图上呈现出蓝色, 红色则代表处于衰老期的恒星。
谷歌公司制作的“10万恒星”宇宙地图基于美国宇航局和欧洲航天局的数据, 它们处于太阳系周围的空间中, 除了浏览这些恒星外, 用户还可以从某一个角度欣赏银河系壮观的景色, 这同时也是谷歌公司展示的先进网络技术。目前人类制造飞行最远的航天器为旅行者1号, 其发射于1977年, 目前已经飞出了太阳系的日光层, 进入星际空间后开始探索未知的太阳系外层空间。
谷歌创意实验室研究人员Aaron Koblin认为当我们置身于这个场景中时, 就会体会到如此大的宇宙空间能相互分享确实是个奇迹, 我们所触及的10万颗恒星只是更广阔宇宙恒星系统中的微小部分。
空间地图 篇7
建筑并不是简单地由几个、十几个“空间”任意组合而成, 事实上, 它是以某种有序的方式, 将“空间”安排在一起, 形成一个整体。建筑形体是被看到的, 而空间是被感知到的, 不同的空间组织形式必定会导致不同的空间体验, 也就是说, 秩序之所以成为建筑的关键, 是因为特定的空间组织形式, 路径体验是空间组织形式的终极目标。
认知空间组织的形式, 需要抽丝剥茧, 把组织关系简化成抽象的规则。在本文的研究过程中, 参照荷里尔和汉森在《空间社会逻辑》中提出的伽马地图, 对乌素图召各个寺庙大雄宝殿的空间秩序进行系统地分析, 尝试探析藏传佛教寺庙的大雄宝殿是以何种组织方式将各个空间有序地安排在一起, 最终形成一个有宗教意义的整体建筑。
伽马地图“是把每一个房间简化成一个圆圈, 再用线段的连接来表示每一个房间的进口和出口, 以及可以到达多少房间, 或者如何到达特定的房间。” (图1) 这种简化以一种特殊的方式, 揭示了所有的内部空间和它们与其他空间的毗邻关系, 还包括和外部的关系。通过伽马地图呈现出的这种空间毗邻关系是建筑设计本身没有直接显露出来的, 从这种关系 (图2) 中可以看出不同空间之间的协同作用, 以及各个空间的“价值”。
内蒙古地区的藏传佛教是由发展成熟的汉式、藏式两种建筑语汇中的范式融合而成, 单元空间的形式有“矩形”“正方形”“回字形”, 它们是按照某种即成规定的方式, 组合成一个完整的建筑, 依据伽马地图的分析方法, 可以直观地分析出各个空间与其他空间的毗邻关系, 以及具有“组织交通”能力的空间。
2. 乌素图召寺庙
乌素图召俗称西乌素图召, 位于内蒙古呼和浩特市城区的西北角, 大青山阳坡 (图3) 。明万历三十四年 (1606 年) , 蒙古匠人建造了第一座寺庙庆缘寺, 此后康熙年间建造了长寿寺, 雍正年间建造了法禧寺, 这是目前保存修缮较为完好的三座寺庙 (表1) 。西乌素图召鼎盛时期由毗邻相连的7 座寺庙组成, 即, 以庆缘寺为中心, 东有长寿寺, 西有东茶坊, 东北有法禧寺, 西北有药王寺, 正北为罗汉寺, 罗汉寺北面为法成广寿寺, 目前其他四座寺庙都已经遭到了不同程度的损毁。
长寿寺的大雄宝殿是现存三座寺庙中唯一一座汉式风格的建筑, 大殿室内面阔五开间, 进深四间, 殿外设副阶周匝, 屋顶为重檐歇山顶。在入口的右侧, 有一个木梯通向二层前廊, 面阔三开间, 进深两间, 廊外设平坐, 顶上架歇山顶, 与大殿的重檐歇山顶交相呼应, 形成大小对比、前后序列。
庆缘寺大殿规模较大, 由藏式建筑风格的经堂和汉式风格的佛殿搭接组成 (图4 左) 。经堂入口的上方设前廊, 面宽三开间, 进深两开间, 廊外设平座。经堂面宽七开间, 进深七间, 平面为都纲法式, 内部空间的中心 (面阔五开间, 进深三间) 两层通高, 顶上架歇山顶, 其余空间只有一层, 屋顶为可上人的平屋顶。佛殿面阔五开间, 进深五间, 殿外设副阶周匝。
法禧寺的建筑风格属于藏式 (图4 右) , 经堂面阔五开间, 进深五间, 屋顶为藏式平屋顶;经堂上方的前廊, 面阔三开间, 进深三间, 其屋顶外观看似是藏式平屋顶, 里面实为歇山顶, 只是把外墙加高, 砌成藏式边玛墙。佛殿面阔三开间, 进深两间, 佛殿二层平面向前突出一柱踞, 面宽三开间, 进深三间, 屋顶是重檐攒尖顶。
内蒙古藏传佛教寺庙中, 大雄宝殿大多属于汉藏结合式, 兼具汉、藏的建筑元素, 呈现由两种建筑语言组合而成的形态, 组合形式亦不尽相同。庆缘寺与法禧寺的建筑形态兼具有汉式建筑与藏式建筑元素, 然形态却有差别 (图4) 。
直观地从建筑外观形式及平面上分析对比, 三座大殿各不相同。从建筑单体体块的角度观察, 乌素图三座召庙的大雄宝殿虽然都有前廊, 但是形式不一;庆缘寺、法禧寺的大雄宝殿都是“前经堂, 后佛殿”的形式, 区别在于庆缘寺的经堂平面呈“都刚法式”, 而法禧寺的佛殿平面呈“都刚法式”;长寿寺的大雄宝殿呈现经堂、佛殿合二为一的形式。那么, 建筑形式的多样化是否伴随空间秩序的多样化呢?
3. 大殿的空间组织形式分析
从建筑平面的角度观察, 每一个单元不再只是完整的形体, 而是由空间要素限定的小“形状”。在此, 本文将由建筑构成要素围合的空间定义为“单元空间”, 反映在平面图上, 就是由点、线、面所围合的封闭的形状或隐含形状 (Implied shape) 。在本文的研究中, 参照“伽马地图”, 把大雄宝殿中每个“形状”简化成一个圆圈, 用实线段的连接表示两个空间的可达关系, 用虚线段的连接来表示两个空间的可视而不可达的关系。
3.1 一层组织形式分析
庆缘寺、法禧寺的空间秩序从具有开放性的入口空间开始, (1) 是由柱子、墙面以及前廊的底面围合而成, 此空间是隐含的形状, 而并非封闭空间, 蕴含着佛法对于众生的包容与接纳的宗教意义。 (2) 是经堂, 由墙面围合成封闭空间, 其中由柱子起到空间调节的作用, 突出了研习佛法的学习空间, 体现了佛教徒最关注智慧的佛学教义。 (3) 是佛殿, 其空间要素组成及限定方式与经堂一致, 柱子的调节作用强调了僧众的转经、礼佛空间。
长寿寺三座寺庙中唯一的汉式建筑, (1) 是檐廊外的副阶周匝与前廊的底面围合的作用下, 隐含了入口空间的形状;大殿内的单一空间, 同时包含了研习佛法 ( (2) 单元空间) 与礼佛 ( (3) 单元空间) 两个透明空间, 两个空间虽有交叠, 总体呈现前 (经) 后 (佛) 的关系 (表2) 。
3.2 二层组织形式分析
藏式建筑与汉式建筑的屋顶各相迥异, 汉式建筑的三段式“屋顶、柱子、台基”象征着“天、人、地”, 其价值观重伦理, 不可违逆。而释家思想则处处体现平等与民主, “佛陀曾说, ‘你是自己的主宰’” (1) , 藏传佛教基本上是无神论, 不提倡主宰世间一切的“全能神”的理论, 佛法认为僧众与佛法、佛陀一样重要, 并称为“佛家三宝”, 所以藏式建筑的屋顶不仅是可上人的平屋顶, 在佛殿或经堂的上方还可设置僧众生活的房间。
庆缘寺按照藏式建筑的做法为上人屋面, 从经堂经由坡度较陡的木楼梯直达二层前廊a, 前廊是联系上下两层空间的节点;前廊左侧开门通往“回”字型上人屋面c, 上人屋面环绕经堂的通高空间, 是二层的交通组织核心, 连接二层平面的其他空间d。
法禧寺略有不同, 前廊a纵跨入口与经堂上方, 进深三开间, 右侧开门进入上人屋面c, “回”字形的交通空间环绕佛殿二层空间 (2) 。
汉式建筑风格的长寿寺, 二层平面最为简单, 只有a单元空间——面宽三开间、进深两开间的前廊, 并且与大殿空间联通 (见表3) 。
4. 结论
从空间组织形式分析图可知, 三座寺庙的大雄宝殿都属于“前经堂、后佛殿”的组织方式, 满足了“释家”重视弘扬佛学兼顾礼佛的教义。从分析图上对比, 两座汉藏结合式寺庙的组织形式大体相似, 重要交通节点是经堂与“回”字型上人屋面, “回”字型的交通空间与大殿空间可视而不可达, 营造了特殊的空间体验, 然而在细节方面却又各不相同, 体现了不同建造时期的风格特点。长寿寺的空间组织形式与其他两座建筑有着明显的区别, 与典型的寺庙建筑也不完全相同;大殿内“回”字型的交通流线, 以及前廊屋顶与大殿屋顶在形成的纵向序列, 都是汉式建筑风格与藏传佛教空间意识相融合的产物。
参考文献
[1].宗萨蒋扬钦哲仁波切, 姚仁喜.正见.北京:中国友谊出版公司, 2013
[2].张鹏举.内蒙古藏传佛教建筑.北京.中国建筑工业出版社, 2012