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淺談地形圖編繪技術

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地形圖是按一定的比例尺表示地貌、地物平面位置和高程的一種正投影圖。地形圖是在一定的數學法則和綜合法則基礎上繪制的,用符號表示地物和地貌,表示的內容是經過一定的取舍后的地物和地貌,既是地理信息的載體,又是信息傳遞的通道。
所謂地形圖編繪就是按“編圖大綱”、“編輯指示”等設計文件的規定進行地圖編繪作業。
一、地形圖的基本特征
1、以大地測量成果作為平面和高程的控制基礎,并印有經緯網和直角坐標系,能準確表示地形要素的地理位置,便于目標定位和圖上量算;
2、以航空攝影測量為主要手段進行實地測繪或者根據實測地圖編繪而成,內容詳細準確;
3、地貌一般用等高線表示,能反映地面的實際高度、起伏狀態,具有一定的立體感,能滿足圖上分析研究地形的需要;
4、有規定的比例尺系列,可以基本滿足國家經濟建設和軍隊作戰指揮的不同需要;
5、有統一的圖式符號,便于識別使用。
二、地形圖比例尺
圖上任一線段d與地上相應線段水平距離D之比,稱為圖的比例尺。

1、比例尺的意義與作用
① 比例尺精度與比例尺大小的關系:比例尺精度越高,比例尺就越大,利用比例尺精度,根據比例尺可以推算出測圖時量距應準確到什么程度。例如,1:1 000地形圖的比例尺精度為0.1 m,測圖時量距的精度只需0.1m,小于0.1 m的距離在圖上表示不出來。反之,根據圖上表示實地的最短長度,可以推算測圖比例尺。例如,欲表示實地最短線段長度為0.5 m,則測圖比例尺不得小于1:5000。
② 根據地圖的用途和想要達到的使用效果,可以通過設定不同的比例尺來確定實測內容的取舍。比例尺愈小,地圖的概括程度越高。比例尺是實現地圖概括的重要手段和工具。
③ 根據使用要求確定比例尺大小和精度要求。比例尺愈大,采集的數據信息愈詳細,精度要求就愈高,測圖工作量和投資往往成倍增加,因此使用何種比例尺測圖,應從實際需要出發,不應盲目追求更大比例尺的地形圖。
2、比例尺的分類
① 數字比例尺:直接用數字表示的比例尺用分子為1的分數式來表示的比例尺,稱為數字比例尺,即式中M稱為比例尺分母,表示縮小的倍數。M愈小,比例尺愈大,圖上表示的地物地貌愈詳盡。通常把1:500,1:1 000,1:2 000,1:5 000的比例尺稱為大比例尺,1:10 000,1:25 000,1:50 000,1:100 000的稱為中比例尺,小于1:100 000的稱為小比例尺。
② 圖式比例尺:直線比例尺和復式比例尺。
③ 工具比例尺:分劃板、三棱尺。
三、地形圖編繪技術
1、地形圖編繪工作內容
1)按設計的投影公式或選定的現成投影表格與比例尺計算圖廓與經緯線交點坐標,展繪地圖的數學基礎;
2)轉繪資料內容:把各種經過處理加工的地圖 資料轉至已展繪好數學基礎的繪圖版上;
3)地圖內容編繪:用規定的編繪符號和色彩按地圖概括原則方法與指標,對新編地圖內容進行取舍,完成編繪原圖。
2、地圖概括
地圖概括是地圖編繪中重要的組成部分。地圖概括又稱制圖綜合,是地圖編制中地圖內容的取舍和簡化的原理和方法。通過有目的的取舍和簡化,表示制圖區域或者制圖對象最主要的、實質性的特征和分布規律。地圖的取舍內容包括根據地圖用途確定地圖上所需要表示的內容和指標,也包括地圖上的點狀、線狀地物與面狀細小圖斑的舍棄。
① 地圖概括的意義
地圖最重要、最基本的特征是以縮小的形式表達地面事物的空間結構,這個特征表明,地圖不可能把地面全部事物毫無遺漏的表示出來。地圖上所表示的地面狀況是經過概括后的結果。地圖概括在地圖繪制中占有很重要的地位。無論是編制普通地圖或者專題地圖,也不論是內業編圖還是外業測圖,都少不了地圖概括的過程。正確的概括能使地圖上恰當的反映出各地理要素的特征,分布規律與相互聯系,提高地圖質量。
② 地圖概括流程
地圖概括是一個創造性的過程,是科學抽象的過程,可以解決由于圖畫縮小而產生的各種矛盾,但在實際的操作過程中,地圖內容并非均能按比例尺機械縮小。地圖概括的方法主要有資格法和定額法,操作流程包括分類、化簡、夸張、符號化。
分類是指根據地理信息的異同,依照地物的屬性,對空間數據進行排序和分組,將相同屬性的地物數據信息歸并,同時將歸并的每一類信息,進行功能的進一步拆分。例如“河流”的定義,指沿地表低凹部分呈線形分布經常性或周期性水流,凡是滿足以上屬性特征的都可以歸納為“河流”,而河流又分為常流河和季節性河,其中常流河又分中心通航河段和不通航河段。所以在分類時,不僅要將“河流”歸并,還需要將“河流”拆分。分類的劃分由地圖圖解限度決定,地圖的使用目的、地圖的比例尺都會限制分類的詳細程度。同樣以河流分類為例,在小比例尺地圖的編繪中,河流的分類可以表示到常流河和季節性河的分類級別,而在大比例尺地圖的繪制中,河流的分類可以表示到中心通航河段和不通航河段的分類級別。
簡化是指根據地圖比例尺和使用目的的不同,將空間數據的特征進行取舍,顯示重要的特征,將不影響地圖使用功能的數據特征刪除。簡化主要包括地理信息的取舍和圖形簡化兩個方面。假定有一組河流,長度分別為10Km,20Km,50Km,在1:10萬的地形圖上,相應的長度為100mm,200mm,500mm。在我國的西北部地區,由于水資源比較缺乏,在地圖的繪制中,他們會被全部的選取,而在我國的東南部省區,水資源豐富,如果全部選擇有可能會使河流的分布過于稠密,影響其他重要信息的表達,所以要做出一些取舍,會將長度較短的河流舍棄。
   地圖編繪的過程中,為了強調重要特征,會使用夸張的表示方法,以顯示其重要性。例如,在小比例尺圖中,中國東部海岸線的長江口以南的海岸線形狀就是夸大的,以此強調其巖質海岸多彎曲的特征。但是,夸張要慎用,雖然這種信息表達方式可以突出地理事物的特征,但是也破壞了信息表達的精確性。
    空間數據在地圖中的表達不是以事物真實特性表示的,而是根據不同的空間數據用相對應的符號進行表示,方便,快捷,明了。地圖上的一切都體現出它是符號的模型,使空間數據的每個概念,以及地理分布實現符號化,使空間數據成為視覺可見的圖形。因此,符號化的過程也就是地圖可視化的過程。
3、地圖編繪方法
①單編稿法。在轉繪好內容的裱版藍圖上用綠、棕、紅、黑等彩色線劃符號繪制編繪原圖;
②連編帶繪法。將編繪和清繪合為一個工序,獲得的既是編繪原圖又是出版原圖。此法能減少工序,降低成本,縮短成圖周期,提高地圖精度,但對作業人員要求較高,比較適合于內容簡單,地圖概括難度不大,比例尺較大或新編地圖比例尺與資料比例尺接近的地圖的編繪;
③連編帶刻法。使編繪和刻圖同時進行,可得到印刷原圖的陰象;
④接邊與審校。在進行專題地圖編繪時,必須分別進行底圖和專業內容的編繪,再把專業內容轉繪到底圖上,照后再進行專題內容的編繪。
參考文獻:
[1]張二林、張瑞霞,地形圖編繪的研究與應用[J],科技信息,2011,(04).
 
[2]劉艷春、王延亮,數字地形圖的編繪[J],測繪工程,1998,(01).

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