1．現(xiàn)代地學(xué)圖解/圖譜的概念

在地學(xué)領(lǐng)域，空間分布的圖形／地圖既可以作為存儲(chǔ)媒介表達(dá)事物、現(xiàn)象或規(guī)律，用于交流，又可以作為思維工具，思考和解決地學(xué)問(wèn)題。這樣，“圖解”或“圖譜”既可以理解為用靜態(tài)方式的存儲(chǔ)交流圖解“圖”來(lái)解釋地學(xué)事物形態(tài)與機(jī)理，又可以理解為用動(dòng)態(tài)不定方式的思維工具“圖”（即人腦的圖形意象）來(lái)解答地學(xué)問(wèn)題并發(fā)現(xiàn)地學(xué)事物的特殊形態(tài)和發(fā)展運(yùn)行機(jī)制（龔建華等，2000）。

傳統(tǒng)地學(xué)研究文獻(xiàn)（圖集）中的關(guān)于某地學(xué)現(xiàn)象規(guī)律的圖解／圖譜，都是代表了某一層次的空間抽象，屬于地學(xué)專(zhuān)家經(jīng)過(guò)“個(gè)人”的研究與分析后形成的某種認(rèn)識(shí)。

但是，地學(xué)專(zhuān)家是如何獲取這種認(rèn)知，如何繪出圖解圖或圖譜的呢？這個(gè)地學(xué)專(zhuān)家認(rèn)知和新知識(shí)建立的過(guò)程，傳統(tǒng)的圖解／圖譜并不研究，即并不涉及人的認(rèn)知活動(dòng)，僅強(qiáng)調(diào)圖的交流和解釋特征。實(shí)際上，在長(zhǎng)期的地學(xué)研究和實(shí)踐中，應(yīng)用思維工具“圖”解答地學(xué)問(wèn)題的“圖解”或“圖譜”方法，經(jīng)常被使用（陳述彭，1998、2001；周成虎等，1998；魯學(xué)軍等，1999）。所以，我們認(rèn)為基于傳統(tǒng)地學(xué)圖解／圖譜概念發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代地學(xué)圖解／地學(xué)信息圖譜應(yīng)包含新的內(nèi)涵，它應(yīng)把圖既作為思維工具，又作為交流工具；既要研究圖解圖的認(rèn)知獲取過(guò)程，又要把圖解／圖譜的不同階段與不同層次的空間抽象結(jié)果連接起來(lái)，作為一個(gè)過(guò)程，從而研究從無(wú)到有的不同層次的空間抽象圖解／圖譜的生成演進(jìn)規(guī)律。

現(xiàn)代地學(xué)圖解／圖譜中不同階段（或?qū)哟危┑目臻g抽象圖解圖／圖譜，都是對(duì)地學(xué)問(wèn)題的一種認(rèn)知，一種知識(shí)，我們把它命名為知識(shí)圖或信息圖譜。這樣，現(xiàn)代地學(xué)圖解／圖譜就可理解為研究知識(shí)圖／信息圖譜從無(wú)到有，從原始、粗糙、片斷、矛盾、模糊到系統(tǒng)、完整、清晰、完備的知識(shí)發(fā)現(xiàn)完善過(guò)程。這個(gè)過(guò)程同時(shí)也體現(xiàn)了人的視覺(jué)認(rèn)知和認(rèn)知活動(dòng)過(guò)程。而傳統(tǒng)圖解／圖譜可理解為僅是一種靜態(tài)的知識(shí)圖／圖譜，而不涉及知識(shí)圖／圖譜的動(dòng)態(tài)生成演進(jìn)過(guò)程（龔建華等，2000）。

2．地學(xué)知識(shí)圖解圖/圖譜的類(lèi)型

表達(dá)地學(xué)知識(shí)的圖解圖即知識(shí)圖／圖譜，常見(jiàn)的有三種類(lèi)型：邏輯概念命題圖／圖譜，模擬／數(shù)字“圖形圖像”圖／圖譜和發(fā)展變化過(guò)程圖／信息圖譜（龔建華等，2000）。

（1）邏輯概念命題圖／圖譜：也可稱(chēng)為語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)圖／圖譜，是表示關(guān)于某一地學(xué)現(xiàn)象、過(guò)程中的地學(xué)對(duì)象（概念、類(lèi)別、屬性、行為等）及其相互關(guān)系的知識(shí)，它由一組相互關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)（Node）及鏈接（Link）組成。節(jié)點(diǎn)表示涉及某一地學(xué)現(xiàn)象、過(guò)程中的地學(xué)因素；鏈接用于連接表達(dá)相互關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)（地學(xué)因素）。比如圖2-17是用于野火模擬構(gòu)模的概念命題圖。該圖描述了與火災(zāi)發(fā)生和擴(kuò)散有關(guān)的主要因素：火、燃料、地形、天氣和降雨，以及它們之間的相互關(guān)系。降雨是與天氣有關(guān)的對(duì)火行為有很大影響的因素，所以需要重點(diǎn)考慮。每個(gè)主要因素又由許多因子組成，如地形包括坡向、坡度和高程因子；天氣包括風(fēng)、雨量、濕度、溫度和陽(yáng)光等。因素和因子可以擁有屬性說(shuō)明，如坡度是以百分比表示，風(fēng)有速度和方向等。圖2-17的網(wǎng)絡(luò)圖同時(shí)也表達(dá)了火災(zāi)發(fā)生和擴(kuò)散中的動(dòng)力機(jī)制和因果關(guān)系。如降雨、天氣和坡向影響燃料因素，天氣、坡度和燃料影響火的行為等。

圖2-17 用于火災(zāi)模擬的概念命題知識(shí)圖

（2）模擬／數(shù)字“圖形圖像”圖／圖譜：是用圖形圖像表達(dá)關(guān)于某一地學(xué)現(xiàn)象的空間關(guān)系知識(shí)圖解／圖譜。比如圖2-18表示武漢市喻家山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和沿AB線段數(shù)字地質(zhì)圖切剖面圖。該知識(shí)圖是基于遙感雷達(dá)圖像的分析，結(jié)合其他相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造巖性圖，通過(guò)圖解后獲取的。該知識(shí)圖可作為進(jìn)一步研究該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和滑坡穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。

圖2-18 武漢市喻家山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和圖切地質(zhì)剖面圖

（3）發(fā)展變化過(guò)程圖／信息圖譜：是用一系列圖表達(dá)關(guān)于某一地學(xué)現(xiàn)象隨時(shí)間動(dòng)態(tài)演化的知識(shí)圖／信息圖譜?！皥D解”或“圖譜”中的“圖”，是一種特殊的知識(shí)圖，與一般所說(shuō)的圖形、圖像或地圖，如航空相片、衛(wèi)星圖像、地形圖、地貌圖、原始地學(xué)數(shù)據(jù)的復(fù)制性空間圖形圖像（即只是數(shù)據(jù)表達(dá)方式發(fā)生變化，不具有任何的空間抽象機(jī)理）等并不相同。前者是表示地學(xué)專(zhuān)家經(jīng)實(shí)踐與思考后獲取的地學(xué)知識(shí)，后者僅是地理環(huán)境系統(tǒng)的一個(gè)模擬、近似信息表達(dá)模型，或者是未經(jīng)概念抽象、邏輯推理、構(gòu)模分析的原始信息表達(dá)模型。為了方便，我們把后一種圖形、圖像或地圖稱(chēng)為信息圖而把前一種圖稱(chēng)為知識(shí)圖或者圖譜（一系列知識(shí)圖就構(gòu)成信息圖譜）。隨著遙感、遙測(cè)、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，知識(shí)圖、圖譜或信息圖譜將成為地學(xué)研究中越來(lái)越重要的研究熱點(diǎn)，于是，如何從信息圖獲取知識(shí)圖／信息圖譜，就成為現(xiàn)代地學(xué)圖解／地學(xué)信息圖譜研究所面臨的重要課題。

傳統(tǒng)地學(xué)圖解或地學(xué)圖譜研究過(guò)程中，由于信息高技術(shù)的缺乏，信息圖的作用地位很低。大量的地學(xué)專(zhuān)家都是通過(guò)長(zhǎng)期的野外調(diào)查，數(shù)據(jù)測(cè)量與采集，室內(nèi)和野外試驗(yàn)，再經(jīng)個(gè)人大腦的分析與整理（即圖解）獲取知識(shí)圖／圖譜。所以，傳統(tǒng)地學(xué)圖解要有“解讀”實(shí)地地理環(huán)境（大自然）的經(jīng)驗(yàn)和能力，而現(xiàn)代地學(xué)圖解要具有“解讀”信息圖或信息圖譜的經(jīng)驗(yàn)和方法。

概括地說(shuō)，現(xiàn)代地學(xué)圖解／地學(xué)信息圖譜是表示以信息圖或信息圖譜為基礎(chǔ)，以“圖”為思維工具，求解新知識(shí)圖或新信息圖譜的過(guò)程。表2-2從目標(biāo)、表現(xiàn)形式、知識(shí)圖獲取基礎(chǔ)與手段、知識(shí)獲取的認(rèn)知思維模式，以及人與信息圖、知識(shí)圖的相互作用程度五方面概括了傳統(tǒng)地學(xué)圖解／圖譜與現(xiàn)代地學(xué)圖解／信息圖譜的相互關(guān)系特征。

表2-2 傳統(tǒng)地學(xué)圖解/圖譜與現(xiàn)代地學(xué)圖解/信息圖譜相互關(guān)系比較