电子信息论文发表范文浅析地形图地貌描绘的真实性

　　[摘要]本文以地形测量学和地貌学的相关知识为依据,从成因上,对几种典型地貌的等高线图形进行分析比较,总结和归纳出一般规律, 对提高地貌描绘的真实性,保证数字化地形图的质量,具有一定的实际意义.

　　[关键词]等高线,图形特点,地貌描绘

　　目前,在地形图上表示地貌的方法有多种,如晕渲法、晕滃法、写景法、等高线法和分层设色法等.虽然它们各有其特点,但都是以等高线作为基础来表示地形的,由于等高线具有明确的数量概念, 已成为地形表示法中最科学、最有实用价值的一种方法.以等高线法显示地貌,启迪于等深线,它的产生、发展和应用到测绘领域,以至于得到人们的普遍认可,已经有约400多年的历史.

　　在1584年彼得.布鲁因斯(P.Bruinss)的手稿地图里所显示的海特斯卫纳湾7英尺深度线,是至今最早发现的等高线图; 在1728年荷兰工程师克鲁基又用等深线法来表示河流和河床状况.并且把它应用到表示海洋的深度. 1791年法国都明.特里尔(D.Triel)绘制了第一张等高线地形图,裘品—特里列姆用等高线表示了法兰西领域的地貌.18世纪末至19世纪初, 等高线逐渐开始用于测绘地形图中, 19世纪后半叶, 等高线法冲破不易识别的阻碍,取得公认.此后, 等高线法才成为大比例尺地形图显示地貌的基本方法.

　　相邻两根等高线的高程差距即为等高距,对于各种比例尺地形图,其等高距数值的确定,一般是以两根等高线之间的图上距离0.5mm为适度, 即等高距=0.0005*M, M为比例尺分母.并且以在详尽正确表示出地貌形态的前提下保证图面清晰易读为原则.

　　相邻两根等高线的水平距离称为平距, 等高线间平距的大小与地面坡度的大小成反比.

　　等高线是一组高度不同的空间曲线,地形图上表示的仅是它们在大地水准面上的投影.在实际上它们并不存在,是人为的一种描述大地起伏特征的工具,正确理解和掌握各种典型地貌的等高线的特点,可以减少在地貌描绘中对原地形的误解,使等高线所显示的地貌既正确又逼真.

　　2 几种典型地貌

　　地貌是地面高低起伏形态的总称,由高山、丘陵、平原和洼地等地貌类型组成,地貌不仅是地理景观的重要要素之一,而且在很大程度上决定着其它要素的分布与特点.

　　下面我们以山地的地貌形态中的山脊、山坡和山谷为主要研究对象,对等高线的图形特征进行分析.

　　⑴ 山脊

　　山岭、山脉的高耸部分,一般呈线状延伸,是由两个背向坡面组成的一种隆起的自然地形,其坡面相会处既为山脊,又称分水线,山脊的形状一般可分为尖顶、圆顶和方顶三种.

　　① 尖顶山脊

　　脊部大都有棱角形态,系青壮年期或坚硬石质、侵蚀缓慢的山系,是由流水侵蚀作用或冰川刨蚀作用形成的.等高线图形的特点是: 呈小锐角闭合,且曲率较大,在描绘等高线时,应用曲率大甚至尖锐的曲线来表示,以便显示出有棱角形态的特征, 但不宜绘成直线形或呈折线转弯.如图1a.

　　② 圆顶山脊

　　脊部常常起伏不大,倾斜平缓, 顶部呈馒头形,一般在丘陵地和中等山地均属此形态,主要是受到长期风化剥蚀而形成的.等高线图形的特点是: 圆滑、协调、并呈圆弧形,最高处封闭等高线的面积较尖顶大.如图1b.

　　③ 平顶山脊

　　脊部宽阔平坦,山坡倾斜不一,有的谷壁非常陡峭,多出现在河谷中期且谷网稀疏的地区,主要是由水平面岩层构成的. 等高线图形的特点是: 顶部线条稀疏,与斜坡有一明显折转, 斜坡处的等高线比较密集,描绘时,应当着重显示坡缘线和坡麓线上下等高线急剧转化的特征.如图1c.

　　⑵ 山坡

　　山坡是山地与丘陵地貌的主要地貌形态之一,是山区构造运动的产物. 是山顶与山脚之间的斜面部分, 按坡度可分为平缓斜坡(15°)、陡斜坡(15°~45°)、陡峭斜坡(45°~70°)和峭壁斜坡(70°以上);各种类型的山坡依其两侧坡度又有对称斜坡、不对称斜坡两种.

　　首先以纵断面的图形,将山坡划分为: 等倾斜、凸形、凹形、阶梯状和平面五种类型,并分析等高线的图形特点.

　　① 等倾斜山坡

　　又叫直线形山坡,常出现在地面比较稳定的山地中,若山地作匀速上升,河流的下蚀也匀速进行,或者是山的坡面与倾斜的岩层的层面一致时,也能形成等斜山坡.在地形图上等倾斜山坡上的等高线间的水平距离是相等的.如图2a.

　　② 凸形山坡

　　若山地加速上升,河流的下蚀速度也随之增强,在谷坡下部新形成的地段常比上部陡,形成凸形山坡,或在有植被覆盖的的斜坡地面上,地表不易遭受侵蚀,这类山坡也呈凸起的形态. 凸形山坡处的等高线间的水平距离是上疏下密,逐渐变化.如图2b.

　　③ 凹形山坡

　　是在山地上升运动减速的情况下,经过长期侵蚀作用而形成的,总貌呈凹形曲线, 凹形山坡的等高线图形与凸形山坡相反,顶部曲线稠密下部稀疏,等高线间的间距呈规律变化.如图2c.

　　④ 阶梯状山坡

　　是由以上几种山坡组合而成的,它形成的原因,或者是由于岩石不同所致, 或者是由于地质构造运动所造成.如果山坡系由几种不同类型的岩石所组成,坚硬的岩石构成垂直于地面的陡坡,质地松软的岩石构成平滑地段. 阶梯状山坡的等高线图形与上述三种山坡不同, 稠密稀疏的等高线组相互交替,呈不规则变化,其地形特征主要反映在倾斜变换处.如图2d.

　　⑤ 平面坡

　　当山地的坡度在0°~6°之间,地面宽阔平坦且无显著变化,等高线间的水平距离是近似相等的,这是一种比较理想的情形,即使实地上有平面坡,其范围也是很小的.

　　其次,以横断面图形,又可将山坡划分为: V字形、U字形、箱形、不对称和多弧形五种类型. 并以水平截面来研究山坡形态和等高线图形特点.

　　①V字形山坡

　　V字形山坡在高山地貌中比较常见,山坡凸出处的两个侧面呈很小的锐角,具有V字形河谷等高线的图形特点,区别是一个是正向地貌形态,一个是负向地貌形态如图3a.

　　②U字形山坡如图3b;

　　③箱形山坡如图3c.

　　④不对称山坡如图3d.

　　⑤多弧形山坡.如图3e.

　　⑶ 山谷

　　山谷是谷地的一种,在山地与丘陵地貌中,也是一个十分重要的地貌形态.它是由两个相向坡面组成的一种凹状自然地形,两坡面相会处即为山谷,是流水会合的地方,因此也称合水线. 山谷一般也可分为: 尖底山谷、圆底山谷和平底山谷三大类型.

　　① 尖底山谷

　　谷底狭窄,谷坡陡直,没有阶地与河漫滩,系因谷源及谷壁坡度较陡,土石质松软,缺乏灌木杂草覆盖,下侵蚀作用很大而形成的. 等高线在谷底处呈尖角转折形状而上部两侧坡的等高线表现为较密且对称. 如图4a.

　　② 圆底山谷

　　谷底上部宽平, 谷底部坡度较缓而近似圆弧形,谷壁及谷底均具有各种植被覆盖,系下侵蚀作用微弱或停滞所至. 等高线在通过谷底时间距较大且具有圆滑的特征. 如图4b.

　　③ 平底山谷

　　由于受人为因素的影响,平底山谷一般又可分为: U形山谷和箱形山谷两种类型.有些平底山谷没有经过人工开垦, 山谷的两侧与邻近斜坡凸出处没有明显的转折,在这种地区等高线应描绘成U形; 经过人工开垦过的平底山谷, 山谷的两侧与邻近斜坡凸出处出现明显的转折,等高线应描绘成箱形. 如图4c.

　　3 利用曲率研究等高线转化规律

　　⑴ 相邻等高线间的曲率由大到小或由圆滑转尖锐都是逐渐转化的.

　　对第四纪地貌来说,由于岩石的风化作用, ,除石质山外,两坡面相交处的棱角,大都是以钝角的形式存在, 等高线一般都是比较圆滑和缓,没有特别明显的尖锐转折. 如图5a中是不正确的, b则是比较正确的.

　　⑵ 同一等高线上各个弯度之间的衔接都是缓和转化的.

　　由高等数学中有关曲率的定义可知,空间的曲面与曲线的曲率变化,不论从大到小或者由小到大,都是逐渐变化的. 如图5c中,两曲线之间是用直线联接的既不符合理论上的要求, 等高线看起来又比较生硬和呆板,同时也是不合乎一般实际情况的.d是采用缓和曲线连结的,既符合理论上的要求, 等高线看起来比较圆滑,并富有生气, 也是合乎实际情况的.

　　⑶ 等高线由凸出转到凹入或由凹入转到凸出,一般都是呈‘s’形转化的.

　　自然界中的一切事物的变化都是由渐变到突变,由量变到质变的过程.地球表面经过大自然几十亿年的地震、搬运和流水侵蚀等地质作用, 以及地表植物的覆盖, 使得砾石和泥土从山顶至山麓呈锥形堆积,山脊和山谷大都是比较圆滑的.如图5e中凸出与凹入用直线连结是不切合实际的,f则是以曲线代替直线并呈‘s’转化,这是比较合理的

　　4 结束语

　　随着数字化地形图人工智能化程度的提高,对测绘技术人员驾驭知识的能力和业务水平又有了更高的要求,进一步提高从业人员的业务素质和道德修养是当务之急,加强地质学、地貌学、计算机技术和绘画艺术等与测绘相关专业知识的学习,拓宽思路,培养分析、观察事物的能力,尽快提高地貌描绘的表现技巧, 使等高线图形能正确地反映真实的地表形态,是保证数字化地形图质量的主要因素之一.

　　本文是笔者从事地形图测绘生产实践经验和体会的总结，但由于我们的专业理论知识有限,测绘实践经验不足,文中不当之处在所难免,恳请各位专家和同仁批评斧正.

　　参考文献:

　　1. 四川省测绘局航测队.航空摄影测量----几种典型地貌的立体描绘.北京: 科学出版社,1979.02

　　2. 马友良.地貌学及第四纪地质学. 1995.06

　　3. 武汉测绘科技大学.测量学. 北京: 测绘出版社,1996.05