地形表示法

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地形表示法(topographic representation method),将地球表面起伏不平的地形表示在平面图上的方法。包括等高线法、分层设色法、晕渲法、晕滃法和写景法等。

发展简史

马王堆出土西汉地形图
图1 晕滃法地形图

距今2400~2200年,表示美索不达米亚北部的古老地图上,山脉用侧视写景符号表示。中国《马王堆出土西汉地图》中的地形图上,用闭合的山形线表示山脉的位置及延伸方向。直到18世纪前,在地图上主要用透视或写景法以尖锥形或笔架形符号表示山地所在的位置。18世纪,随着地图测量技术的进步,地形表示法有了新的突破。1716年,德国人高曼首先采用晕渲法。1791年杜朋-特里尔最早用等高线显示了法国的地形。1799年德国人H.莱曼首创科学的地貌晕滃法。将晕滃线的宽度与晕滃线之间空白的宽度之比同地形的坡度建立对应关系。使允溼既有立体感又能表示地形的坡度(图1)。19世纪中叶,多色平版印刷应用于地图复制后,晕渲法和分层设色法得以推广采用。19世纪后半叶,等高线成为地形的主要表示方法。晕渲法终因效果好、制作便利,在20世纪中叶取代了晕滃法。中国在19世纪末第一次采用晕滃法,20世纪30年代第一次使用等高线加分层设色法。

主要方法

等高线法地形图

当前采用的是等高线法、分层设色法和晕渲法。在实际应用时,可根据不同用途、不同目的选择不同的方法。或者结合使用,如等高线加分层设色、等高线加晕渲、分层设色加晕渲等。有些特殊地形及地形目标还须用符号法加以补充。   

① 等高线(及等深线)法。地面上相同高度(或水面下相同深度)的各点连线,按一定比例缩小投影在平面上呈现为平滑曲线的方法,又称水平曲线法。它能把高低起伏的地形表示在地图上(图2)。等高线的高度是以海平面的平均高度为基准起算。并且以严密的大地测量和地形测量为基础绘制而成。它是科学性最强、实用价值最高的一种地形表示方法,主要缺陷是不够直观。等深线的深度以海平面的平均深度为基准起算。   

地形分层设色表示法

② 分层设色法。根据等高线划分出地形的高程来逐层设置不同的颜色,以色调和色度的逐渐变化,直观地反映高程带数量和特征变化的方法。分层设色各层的颜色既要有差别又要渐变过渡,各层色彩的对比应尽量表示地形的立体感,色彩的选择适当考虑地理景观及人们的习惯。一般用蓝色表示海洋,绿色表示低平原,用黄、棕、橘红、褐等色表示山地和高原,白色表示雪山冰川;地势越高色越暗或地势越高色越亮,也可由低到高先从明亮变暗,然后向最高层变亮。优点是醒目,并有立体感;缺点是不能量测,地貌表示欠精细。   

图3 晕渲法地形图

③ 晕渲法。应用光照原理,以色调的明暗、冷暖对比来表现地形的方法,又称阴影法(图3)。它的最大特点是立体感强,在方法上有一定的艺术性;主要缺陷是没有数量概念,在渲染暗影时没有严密的数学规则。晕渲通常以毛笔及美术喷笔为工具,用水墨绘制,也可用水彩(或水粉)绘制成彩色晕渲。晕渲法对各种地貌进行立体造型,能得到地形立体显示的直观效果,成为当今应用较多的一种地形表示法。

发展方向

①随着遥感技术的兴起,利用卫星像片进行一定的信息处理,制成的影像地图,逼真地反映了实际地形。②数字地面模型自动绘制等高线、分层设色和晕渲的方法研究和推广将对地形表示法产生深远影响。③根据地貌学的成果,在地表形态特征分析的基础上进行等高线合理概括和晕渲立体造型,以及提高地图色彩整饰和制印技术水平,仍是改进和提高地形表示法的主要途径。