第八节 地图上显示地形要素的方法

地形要素的特点是三维的。在平面的地图上显示地形的高低起伏和形态特点是比较困难的。长期以来人们一直在探求既要在图上能显示出地形的形态，又要能测量高度、坡度，而且还要有立体感。到目前为止，在地图上显示地形要素的方法虽然很多，但它们都还不够完善，只能根据地图的不同用途加以选用。下面介绍常用的等高线法、分层设色法、晕渲法和写景法。

一、等高线法

等高线是表示地面起伏形态的等值线。它是把地面上高程相等的各相邻点所联成的闭合曲线，垂直投影在平面上的图形（图 3-45）。一组等高线可以显示地面的高低起伏形态和实际高度，根据等高线的疏密和图形，可以判断地形特征和斜坡坡度。所以在现代地形图上，都用等高线表示地形要素。相邻两条等高线的高程差称为等高距。对于同一山体来说，等高距大，

等高线就少，地形显示得粗略；等高距小，等高线就多，地形显示得详细。所以用等高线显示地形的详细程度取决于等高距的大小，而等高距的大小与地图比例尺和地面起伏情况有关。一般说来，比例尺大而地面起伏平缓，则等高距小；反之，则等高距大。表 3-4 是我国几种不同比例尺地形图所采用的等高距。在大、中比例尺地形图上等高距是固定的，根据等高线的疏密可以判断地形的变化情况。

一般规定在一种比例尺地图中只采用一种等高距，称基本等高距，按这种等高距绘出的等高线，叫基本等高线，也叫首曲线。例如 1∶5 万比例尺地形图规定等高距为 10 米，图上 10、20、30⋯⋯米的等高线就是基本等高线。它可以显示地形的基本形态。但由于地形变化是复杂的，按基本等高距有时难以将地形全部特征都仔细表示出来，因此，为了显示局部地形起伏，需要在两条基本等高线之间加绘 1/2 基本等高距的等高线，这种等高线称为间曲线，也叫半距等高线。当用间曲线仍不能充分显示地形微小起伏时，还可加绘 1/4 基本等高距的等高线，这种等高线称为助曲线，也叫辅助等高线。在图上，基本等高线用细实线表示，半距等高线和辅助等高线分别用与基本等高线同粗的长虚线和短虚线表示。此外，为了便于查看等高线的高程，规定从零米起算，每隔 4 条（或 3 条）基本等高线绘一条加粗实线，即把等于 5

倍（或 4 倍）等高距的等高线加粗，并注上高程，这些等高线称为计曲线。也叫加粗等高线。如 1∶5 万比例尺地形图上的 50、100、150、⋯米等高线均为计曲线。

表 3-4 各种不同比例尺地形图的等高距

实测地形图的等高线是根据一些地形特征点的高程测量数据，在同一坡面上相邻两点间，用内插法求出高度相同的各点，然后连接而成（图 3-46）。

在用等高线表示地形的图上，对于一些范围小、变化突然的地形形态， 常需要使用专门的符号表示。如土堆、溶斗、隘口、山洞等，由于它们形态小又分散，一般用定位的点状符号表示。对于有些成片分布、但高差不大的地形形态，如石块地、残丘、龟裂地等，通常是在分布范围内示意性的配置不定位的说明符号表示。还有因地形形态急剧变化而辅以符号的，如冲沟、雨裂、陡崖、滑坡等，这些符号大多能按比例表示其分布范围、长度和上下边缘线位置；不能完全按比例表示的，图上也能正确表示其上边缘的正确位置（图 3-47）。此外，对于冰川地貌，如冰隙、冰陡崖、冰塔等，也都用特殊符号表示其大致的分布位置。

在小比例尺地图上用等高线表示地形，由于等高距的扩大和等高线图形的概括，使等高线的作用和性质发生了变化，即不能再依据它量测高度和坡度了。小比例尺地图，常因制图区域范围广，可能包括各种地形类型，如有平原、丘陵，也有山地，若用固定等高距，难以反映出各种地形情况，故通常采用的等高距是随高程增加而逐渐增大。这是因为陆地有 68％的地区高度在 1000 米以下，其中 0—500 米和 500—1000 米各占 34％（图 3-48）；高度在 1000 米以上的地区，面积突然减少，1000—1500 米占 13％，1500—2000 米占 5％；而高度在 2000 米以上的地区，则不到陆地面积的 15％。以上数据表明，对 1000 米以下地区有条件用较小的等高距，使等高线能较详细地表示平原、丘陵、低山地区的地形形态，而在高山地区不放大等高距，等高线势必过密而无法表示地形形态，于是就形成了等高距随高程增加而增大。此外， 还由于地面坡度的变化规律是愈高愈陡，高山地区坡度陡，等高距必须增大。例如，在 1969 年地图出版社出版的《中华人民共和国分省地图》中，各省区

图所采用的等高距由 50 米逐步增加到 1000 米（图 3-49），相差达 20 倍。在这种地势图上，等高线的主要作用是显示大的地类形型及其分布，成为高程带的界线，不能再用于量测，也不能根据等高线的疏密判断地形特征了。

用等高线法表示地形，缺点是立体感较差。因此对等高线图形的立体显示方法研究，一直在不断地进行，明暗等高线法是其中的一种。明暗等高线法是使每一条等高线因受光位置不同而绘以黑色或白色，以加强其立体感。还有粗细等高线法，它是将背光面的等高线加粗，向光面绘成细线，以增强

立体效果。

二、分层设色法

分层设色法是在等高线的基础上根根地图的用途、比例尺和区域特征， 将等高线划分一些层级，并在每一层级的面积内普染不同颜色，以色相、色调的差异表示地势高低的方法。这种方法加强了高程分布的直观印象，更容易判读地势状况，特别是有了色彩的正确配合，使地图具有了一定的立体感。

划分等高线层级的方法有两种：固定等高距法和变化等高距法。在小比例尺地图上多采用变化等高距法，一般随高度的增加而加大等高距。

设色有单色和多色两种。单色是利用色调变化表示地形的高低，现在已经很少采用。多色是利用不同色相和色调深浅表示地形的高低。设色时要考虑地形表示的直观性、连续性以及自然感等原则。要求每一色层准确地代表一个高程带；各色层之间要有差别，但变化不能过于突然和跳跃，以便反映地表形态的整体感和连续感。选色尽量和地面自然色彩相接近，各色层的颜色组合应能产生一定程度的立体感。色相变化视觉显著，用以表示不同的地形类别，每类地形中再以色调的变化来显示内部差异。如平原用绿色，丘陵用黄色，山地用褐色；在平原中又以深绿、绿、和浅绿等三种浓淡不同的绿色调显示平原上的高度变化。色相变化也采用相邻色，以避免造成高度突然变化的感觉。

目前普遍采用的色层是绿褐色系。陆地部分由平原到山地为：深绿—绿

—浅绿—浅黄—黄—深黄—浅褐—褐—深褐；高山（5000 米以上）为白色或紫色；海洋部分采用浅蓝到深蓝，海水愈深，色调愈浓。这种设色使色相色调相结合，层次丰富，具有一定象征性意义和符合自然界的色彩，效果较好。

分层设色法在地图上构成了普染的底色，因此底色上面的某些要素的色彩就要发生变化或不够清晰。如在深色层面上的名称注记就不易阅读。特别是具有大面积分布的要素，其彩色符号常与分层的颜色相矛盾，如大面积的绿色森林在分层设色地图上总不够清晰，干扰较大，所以大多数分层设色地图上都不表示森林。

三、晕渲法

晕渲法也叫阴影法，是用深浅不同的色调表示地形起伏形态，如图 3- 50。按光源的位置分直照晕渲、斜照晕渲和综合光照晕渲；按色调分墨渲和彩色晕渲。由于用晕渲法表示地形立体效果好，应用范围很广。

晕渲法的基本思想是：一切物体只有在光的作用下才能产生阴影，才显现得更清楚，才有立体感。由于光源位置不同，照射到物体上所产生的阴影也不同，其立体效果也就不同。晕渲法通常假定把光源固定在两个方向上， 一为西北方向俯角 45°，一为正上方与地面垂直。前者称为斜照晕渲，后者称为直照晕渲。当山脉走向恰与光源照射方向一致时，或其他不利显示山形立体效果时，则适当的调整光源位置，这种称为综合光照晕渲。它们的光影特点如图 3-51 所示。

斜照晕渲的立体感很强，明暗对比明显，与日常生活中自然光和灯光照射到物体上所形成的阴影相似。光的斜照使地形各部位分为迎光面、背光面和地平面三部分，以及本身阴影、投射阴影和反射光线（图 3-52）。本身阴影是附着于背光面上的阴影。投射阴影是光线被阻挡而沿光线方向投影到另一山坡上的阴影。反射光线是物体反射的部分光线。

斜照光下，每一地点的明暗又因其坡度与坡向而有所不同，且山体的阴影又互相影响，改变其原有的明暗程度，使阴影有浓淡强弱之分。斜照晕渲的光影变化十分复杂，但也有一定的规律，即：迎光面愈陡愈明，背光面愈陡愈暗，明暗随坡向而改变，平地也有淡影三分。斜照光下，物体的阴影随其主体与细部不同而不同。主体阴影十分重要，它可以突出山体总的形态和基本走向，使之脉络分明，有利于增强立体效果。

斜照晕渲立体感强，山形结构明显，所以多为各种地图采用。缺点是无法对比坡度，背光面阴影较重，影响图上其他要素的表示。

直照晕渲又叫坡度晕渲。光线垂直照射地面后，地表的明暗随坡度不同而改变。平地因受光量最大，最明亮。直照晕渲能明显地反映出地面坡度的变化。缺点是立体感较差，只适合于表示起伏不大的丘陵地区。

综合光照晕渲是斜照与直照晕渲的综合运用。或以斜照晕渲为主，或以直照晕渲为主，另一为辅来补充。具备了两种晕渲的优点，弥补了两者的不足。

墨渲是用黑墨色的浓淡变化来反映光影的明暗。由于墨色层次丰富，复制效果好，应用广泛。印刷时用单一的黑色作晕渲色的很少，印成青灰、棕灰、绿灰者居多。

彩色晕渲又分为双色晕渲、自然色晕渲等。双色晕渲，常见的有阳坡面用明色或暖色系，阴坡面用暗色或寒色系，高地用暖色，低地用寒色，或制图主区用近感色，邻区用远感色等。主要是利用寒暖色对比加强立体感或突出主题。这种方法效果好，常被用于一些精致的地图上。自然色晕渲是模仿大自然表面的色调变化，结合阴影的明暗绘成晕渲图。这种方法主要是把地面色谱的规律与晕渲法的光照规律结合起来，用各种颜色及它们的不同亮度来显示地面起伏。如用绿色调为主晕染开发的平原，以棕黄色调为主晕染高原和荒漠，山区则有黄、棕、青、灰等色的变化，再加以明暗的区别，可构成色彩十分丰富的图面，在宣传、旅游地图上常采用。但常常受印刷条件的限制，复制的成品，往往达不到绘画原稿的水平。

晕渲法由于具有较好的立体效果，因此近年来有些国家用于中比例尺地形图上（如联邦德国、瑞士等），或供科研用的地理基础底图上（如 1∶150 万自然地理基础底图）。用在为加强显示地形要素的中小比例尺地图上者为最多，如政区图、交通图、航空图等多采用晕渲法表示地形。

晕渲法常与等高线法、分层设色法联合使用。

四、写景法

写景法也叫透视法，是利用透视绘画的方式表现地形要素的一种方法。

从古代到 19 世纪地图上多采用写景法表示地形，这种方法通俗易懂，但因其没有一定的数学法则作依据，不能量测地形元素，不能判别山岳的实际特征和高度，在基本地形图上已不使用，只用于一些通俗宣传地图上。近代写景法又开始采用直观的透视符号，表示基本地貌类型，图 3-53 是它的图例。将地貌的透视符号配置于相应类型地貌分布的范围内，能清楚地表示出地貌的各种形态，因此在地貌图上经常采用。