地图符号的认知语义分析与动态生成

发布时间：2020-01-18 15:05

【摘要】：面向位置服务背景下地图符号按需和动态表达的需求,提出了一种基于认知语义分析的地图符号结构化描述模型,以及建立在此基础上的地图符号动态生成方法。结构化描述模型立足"现实—认知—符号"的认知语义原理,以地图符号语素为基本单元、以语义结构为描述框架,侧重描写符号图形和语义之间的关联映射机制。动态生成方法的核心是一种规则控制语素组合构造符号的上下文无关文法模型,通过对图形语素、形态结构语素以及符号生成规则系统进行建模,重构了地图符号动态生成的文法编译器。以个性化导航路径符号为例,通过面向不同情境和语义结构的符号动态生成试验,验证了本文方法的可行性。本文研究将有助于进一步理解地图符号的认知和结构原理,并促进相关行业和应用领域地图符号化的按需和动态表达的水平。
【图文】：

地图,认知语义,地图符号,水塔

者之间的内在关联关系进行剖析，建立地图符号的结构化描述模型，进而指导地图符号动态生成的实现。１．１地图符号的认知语义原理认知语言学基于自然语言对人的认知机理进行研究，秉承“现实———认知———语言”的基本原则［１２］，认为在现实和语言之间存在“认知”这样一个中介。地图被作为人类信息交流的语言［１２］，将地图符号与自然语言进行类比，可以划分３个空间：即物理空间、认知空间和符号空间，其中符号空间近似于“几何学表达的空间”［１４］的认识。基于这一划分，结合图１有如下认识。图１地图符号的认知语义分析：以“水塔”为例Ｆｉｇ．１Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｓｅｍａｎｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃｓｙｍｂｏｌｓ：ｔａｋｅｗａｔｅｒｔｏｗｅｒａｓｅｘａｍｐｌｅ（１）对地理对象（属物理空间）的体验［１２］形成了地理概念（属认知空间）。人通过对现实世界的体验，形成地理对象的感知和认知的结果，构成认知空间中的地理概念。例如，“水塔”的概念可由“避雷针”、“水柜”、“支架”和“基座”等子概念组成，且各子概念之间存在“在…上”、“由…组成”等概念间关系，它们共同构成了一个概念的关系网络。地理概念是物理空间在人脑中的投影，与客观的物理世界并非完全一致。（２）地图符号（属符号空间）是由能指和所指两项要素构成的统一整体［１５］。根据语言的“两极性”原理，任何一个语言都是语音和语义的内部结９２９

模型图,地图符号,结构化描述,图形

第７期田江鹏，，等：地图符号的认知语义分析与动态生成能够与具体地理语义相关联，从而弥补单纯的图形构图规则在地图信息构造上的不足。图２统一图形和语义的地图符号结构化描述模型Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃｓｙｍｂｏｌｓｗｉｔｈｕｎｉｆｉｅｄｇｒａｐｈｉｃａｎｄｓｅｍａｎｔｉｃａｓｐｅｃｔｓ语法层次：体现了地图符号的构造具有语言的“层次性”特征［１６］。借鉴自然语言词的结构［１６，２０］，将地图符号的语法层次归纳为图形变量层、语素层、符号层和地图层。语义域和图形域在自下而上的各语法层次中均形成映射，而语素则是形成这一映射的直接纽带。语法规则是指不同层次的语法单位在组织为上一层语法单位的过程中的组合或运算规则，是地图符号构建的共性结构。语法规则不仅控制着符号的几何运算，也约束了符号的语义解释。语法层次中使用图形和语义相互映射的方式，使得地图符号的图形构造可以以语义结构作为依据，同时也使得以语义关系为内在逻辑的符号系统具备更好的体系性和规律性。２地图符号动态生成的上下文无关文法本节以地图符号的认知语义分析和统一结构化描述模型为指导，通过引入上下文无关文法（ＣｏｎｔｅｘｔＦｒｅｅＧｒａｍｍａｒ，ＣＦＧ）建立地图符号动态生成的数学模型，进而实现“规则控制语素自动组构符号”的目标。２．１文法数学模型根据图２所示的地图符号结构化描述模型，可将地图符号视为多级语法层次单位通过各种组合关系构造而成的层次结构。以“土堆三角点”符号为例，图３给出了该符号的层次描述结构。图形语素（〈土〉，）在形态结构语素（〈围绕〉，）的控

【参考文献】