地形图

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按一定的比例尺描绘地物和地貌的正射投影图。地物是指地表面的固定性物体,如房屋、道路等;地貌是指地表面高低起伏的形态,如山地、丘陵和平原等。地物和地貌总称为地形。在测区面积不大的情况下,控制点的坐标不需要考虑地球曲率的影响,可以直接将所测定的地物、地貌沿铅垂线投影在平面图纸上,按比例缩绘。这类地形图属于平面图的范畴。在测区面积较大的情况下,要把地球表面上的地物、地貌描绘到平面图纸上,必须先将控制点的坐标经过一定的投影变换,然后将测定的地物、地貌缩绘成图。这类考虑到地球曲率影响的地形图属于普通地图的范畴,其投影方法,目前多数国家采用高斯-克吕格尔投影。

方法

大面积的测图工作,一般是采用航空摄影测量的方法成图。在工程建设中所使用的部分大比例尺地形图仍是在实地用平板仪测图等方法,(见地形测量)测绘成的线划图。对施测困难的地区,则可用地面立体摄影测量的方法成图。至于小比例尺地形图,大多利用大比例尺地形图、卫星摄影像片和有关资料,按照要求加以综合取舍编绘而成。利用航空摄影像片或卫星摄影像片还可制作影像地图(最适用于地形起伏不大的地区)。这种图比普通线划图有更多的信息内容,并可缩短成图周期。此外,还有数字地图,将地面信息以数字形式存贮于软件中。

内容

主要包括数学要素,如比例尺、坐标格网和控制点等;自然地理要素,如水系、地貌、土壤和植被等;社会经济要素,如居民地、交通网和政治行政区划等;此外还有图名、图号和图例等。

地形图比例尺的大小在不同的业务部门有其不同的习惯规定。例如,中国国家基本比例尺地形图是把1∶10000~1∶100000比例尺的图视为大比例尺地形图,1∶200000、1∶500000 等比例尺的图视为中比例尺地形图,1∶1000000或更小比例尺的图视为小比例尺地形图。至于城市建设或其他工程建设的用图,则将1∶5000、1∶2000、1∶1000和 1∶500等比例尺的图视为大比例尺地形图(见附图)。

图 1∶50比例尺的地形图(局部) 图 1∶500 000比例尺的地形图(局部) 图 1∶2 000比例尺的地形图(局部)

在地形图上要表示出主要地物的位置、形状和大小。地物有的能按比例测绘,如较大的湖泊和较大的建筑物等;有的只能部分按比例测绘,如狭长的道路和河流等;有的如宝塔和高烟囱等,实体较小,但具有方位意义,则可用非比例符号表示。地貌主要分等地和洼地两大类,其表示方法有用透视或写景的,也有用光影原理表示的,如晕滃法、晕点法及晕渲法等(见地图整饰)。这些方法显示地貌具有立体感,但都不够精确。

1973年在中国长沙马王堆汉墓中出土的一幅地形图上,已采用闭合曲线表示山体的延伸方向,在闭合曲线里又附加晕线。图中对主要山体用粗线勾出,又以细线绘鱼鳞状,表示层层重峦,近似现代的等高线。但科学的等高线法直到18世纪才形成。

等高线是地面上高程相等的各有关相邻点所联成的封闭曲线,高程都是整数(整米、整分米)。用等高线在地形图上表示地貌,不仅能正确反映地面的高低起伏、山脉走向、山体形状、坡度大小和山谷宽窄深浅等,而且能清楚显示一定地区的山势总貌。山脊线(分水线)和山谷线(集水线)这类地性线也能从等高线所表示的地貌中观察出来。等高线的另一特点是具有一定数学基础。它的缺点是表示地貌立体感不强,在表示微型地貌时不够真切。但是世界各国的地形图主要还是用等高线法表示地貌,仅在等高线基础上增加一些地貌符号和注记,或配合彩色晕渲以增加立体感。影像地图、特别是彩色影像地图在这方面有其一定的优越性,它既利用了像片的丰富信息,又保证了地形图的整饰和几何精度,直观性强,使用方便。

分幅、编号和定向

每幅地形图的范围与编号,一般都有统一规定。比例尺为1∶1000000的地形图采用国际统一规定的梯形分幅(如图)

图

。其方法为:将整个地球表面由赤道起向南北两方各每隔纬度4°作为一横行,直至纬度 88°为止,分别用大写的拉丁字母A、B、C、…、V标明;以地球极为中心而以纬度88°为界的圆面积用Z标明。由经度180°起自西向东每隔经度6°为一纵列,共分成60列,分别以阿拉伯数字 1~60编号。每幅一百万分之一的梯形图幅的图号是由横行的字母和纵列的号数组成。例如,中国北京所在的1:1000000比例尺地形图的编号为 J-50(图中有星号处)。为了区分南半球与北半球的图幅,可在编号前再加注S或N字样,但世界各国除疆域跨越赤道者外,一般均不在编号前加注。其他各种比例尺的图,其分幅编号由各国自行规定。中国对于 1:10000及小于这种比例尺的地形图采用梯形分幅,即图的东西边界以一定数值的经度为界,图的南北边界以一定数值的纬度为界,其编号也有统一规定。另一种分幅方法是矩形分幅,通常用于较大比例尺的地形图。矩形分幅的大小一般为40厘米×50厘米,也有根据实际需要采用其他尺寸的(如50×50、40×40等)。矩形分幅的编号,一般用图廓西南角的坐标以公里为单位的数字表示。中国对于1:5000和1:2000比例尺的地形图,两种分幅方法都可采用,但1:2000比例尺的图多用矩形分幅。每幅地形图的图名一般用图中重要的山名或地名等命名。为了用图方便,一般在图廓外左上方绘出本图幅与邻接各图幅的关系。

地形图上除绘出图的比例尺等外,还标有图的方向,并且都以图的北方为上方。有些梯形图幅的图廓线下方还绘有真子午线、磁子午线和坐标纵线三者的关系,称为三北方向。

应用

地形图是人类生产活动和生活中的一种重要工具。使用时,首先要能阅读地形图,了解图上各种图式符号所代表的意义、地物和地貌的特征,再根据地形图判明该地区基本地理特征,并对主要居民地、道路及水系等分布情况作一整体了解,然后进行各种要素的研究。例如该地区的位置和范围、地势和水文、土壤和植被、居民地的类型和密度、电信交通和工矿的分布等。利用地形图进行地图量算,可以从图上获得两点间的水平直线距离、水平曲线长度和一定范围的面积。结合等高线还可以获得地面点的高程、两点间的坡度,以一定坡度选定最短的路线,绘制一定方向的断面图,确定汇水面积和确定填挖方数量等。在军事上部署兵力、构筑工事和规划行军路线等都需要地形图。在经济建设中,如农田水利规划、水利枢纽设计、线路勘测设计、城市规划、工矿建设和土地整理等也都需要地形图。地形图还是编制各种专题地图如地质图地貌图等的基础底图。

由于地面上的地物变化频繁,为了反映实际情况,应不断地对地形图进行修测或更新(见地图修测)。

参考文章