一、地形图知识

一、地形图知识

(一)基本知识

1.地图

地图是地球表面的缩影,是按照一定的数学法则,用特定的图式符号、颜色和文字注记,并采用制图综合原则,科学地将地球表面的自然地理要素(山川、河流等)和社会经济要素(居民地、道路等)测绘于平面上的图。

2.地图的种类

地图的种类有很多,分类方法也不尽相同。地图分类标志通常有制图区域范围、使用对象、使用方式、比例尺、表示方法、表示内容等;但最常用的是按表示内容分类。

地图按表示内容可分为普通地图和专题地图。普通地图是综合反映地表自然和社会现象一般特征的地图。是大家最常见的一种通用地图。它以相对均衡的详细程度表示自然地理要素(地貌、土壤、气象、水系、植被)和社会经济要素(居民地、道路网、行政区划)。根据其内容和用途的不同,普通地图又可分为地形图和地理图两种。其中,地形图应用最为广泛,是最重要的图种。

专题地图,又称“专门地图”或“主题地图”。它是以普通地图为底图,着重表示某一专题内容的地图,如地貌图、交通图、兵力部署图、行军路线图等。

3.地图比例尺

地球表面面积很大,要把它展绘在平面图纸上,就必须予以缩小。缩小时,地图上的长度与相应实地长度必须保持一定的比例关系,以这种比例关系为两者之间的量算尺度,这个尺度就叫比例尺,其定义就是图上某线段的长与其相应实地水平距离之比。

(1) 地图比例尺的大小。 比例尺的大小是按照比值来衡量的, 比值越大比例尺越大,比例尺大的地图比比例尺小的地图要详细。(我军地形图的基本比例尺有:1∶10000,1∶25000,1∶50000,1∶100000,1∶250000,1∶500000和1∶1000000共7个系列。1∶10000到1∶50000之间的地图都属于大比例尺地图,通常是战术用图;1∶100000到1∶250000之间的地图属于中比例尺地图,通常是战役用图;1∶500000到1∶1000000之间的地图属小比例尺地图, 通常是战略用图。一般专供三军高级指挥机关和最高统帅部使用。)

(2)地图比例尺的表示形式。地图比例尺(图10-3)有3种表示形式:数字式、文字式和图解式。

①数字式:是用比例尺或分数式表示的。如1∶50000,1/50000,五万分之一。

②文字式:它是用文字叙述的形式予以说明的。如图上1厘米相当于实地500米(1/50000)。

③图解式:将某一长度单位在图上的实际长度用线段表示出来。在1∶50000的直线比例尺上,图上1厘米代表500米。(旧版地图上尺头分为10个小格,1小格代表50米,新版地图将尺头划分为5个小单元格,1小格代表100米,这样对我们估算实地距离带来了更高的要求。尺身表示的是2千米。)

图示

图10-3 地图比例尺的概念

(3)图上距离的量算。这里重点介绍3种方法,直尺量算、直线比例尺量算和里程表量算。(前两种方法量取的是水平或直线距离,里程表量算的曲线距离)

①用直尺量算:先用直尺从图上量取所求两点的长度(厘米),然后乘以比例尺分母,即得相应的实地水平距离。例如,图上我们量两点之间的距离是3.5厘米,那么两地之间的实际距离在1∶50000的地图上就应该是3.5乘以500,是1750米。为什么是乘以500?因为在1∶50000的地图上,1厘米相当于500米,比例尺单位值是500米(1∶100000的地图,单位值就是1000米)。

②用直线比例尺量算:直线比例尺上,从“0”向右为尺身,注记是公里数,用来量取整公里数的距离。从“0”向左为尺头,注记是米数,用来量取不足整公里的距离。直线比例尺绘制在地图南廓中央下方,依直线比例尺量读时,先用两脚规(直尺、铅笔、纸条等)量出两点间的长度,并保持此张度,再到直线比例尺上比量,就可以直接读出两点间的实地水平距离。图上我们这样量出来以后,放到直线比例尺上一比量,实地距离是1.4千米。

③用里程表量算:指北针的里程表盘分划圈上分别注有1∶25000、1∶50000、1∶100000比例尺的数字注记,每个数字均表示相应实地距离的公里数。在图上量取较长的曲线距离时,可使用指北针上的里程表。里程表由表盘、指针及滚轮3部分组成。量取距离时,先使指北针归零(指针要对准红线),然后手持里甲乙程表,把滚轮放在起点上,沿着要量的线段平稳地滚到终点(滚动时要使指针顺时针转动),此时看读指针在相应比例尺的分划圈上所指的分划线,就是所求两地的实际距离(图10-4)。

图示

图10-4 用里程表量算

【归纳小结】

要领口决:指针归零,表盘对胸;垂直向下,匀速滚动;转弯要慢,比例分清。

④坡度与弯曲的修正。

第一,图上量读距离的误差。图上量读距离产生误差的原因:一是测图时距离的允许误差,每幅图规定不超过1.4毫米;二是图纸本身的伸缩和皱折;三是量读工具的误差以及操作估读的误差。量读距离时,绝对准确是不可能的,但在一般情况下,误差不允许超过1毫米所相当的实际距离(指量取水平距离而言,也就是说在1∶500000地图上最大误差不能超过50米)。

第二,坡度与弯曲的修正。地形图上的两点距离,都是水平距离,而实地总是起伏不平。因此实际距离总是大于水平距离。也就是说,实际距离与水平距离之间有一个差值,将其差值尽量缩小,使之更接近实地距离,叫作坡度改正(表10-1)。

改正的方法:实际距离=水平距离+水平距离×改正数。

表10-1 坡度与度曲改正系数表

图示

拓展知识

世界上现存最早的军用地图,是 1973年12月在我国长沙马王堆三号汉墓出土的彩色绢绘驻军图。据考证,这幅图是距今2100年前汉文帝时绘制的。当时南粤王赵佗企图割据一方,破坏国家统一。这幅地图体现了当时的战局形势和双方的兵力部署。用军用地图作为将军的殉葬品,充分反映出古代军事家对军用地图的重视。

4.地形图的分类及用途

地形图是按照国家统一制定的测绘规范和地形图图式,由国家统一组织测制的大比例尺普通地图,是军事上的主要用图,其比例尺大于或等于1∶1000000。根据需要和用途,每个国家都有自己的比例尺系列,并有很强的连续性。我国地形图比例尺系列为:1∶10000,1∶25000,1∶50000,1∶100000,1∶250000,1∶500000和1∶1000000几种。

(1)地形图分类。

①按比例尺分类。

大比例尺地形图:指比例尺大于1∶50000(含)的地形图;

中比例尺地形图:指1∶100000和1∶250000地形图;

小比例尺地形图:指1∶500000和1∶1000000地形图。

②按测制方法分类。

实测图:直接在实地施测的地形图,这类图内容详细,精度高,比例尺通常大于1 ∶ 100000。

编绘图:根据实测图和有关资料,在室内经制图综合而制成的中、小比例尺地形图,内容较概略。

③按用途分类。

战术用图:指1∶10000~1∶100000地形图。供战术兵团、部(分)队使用。

战役用图:指1∶100000~1∶500000地形图。通常供战役军团使用。

战略用图:指小比例尺地形图。供陆、海、空三军高级指挥机关和最高统帅部使用。

(2)地形图用途。

1∶10000和1∶25000地形图是实测图。对地形的显示最精确、详细,但只有重要城市、要塞、基地和重点设防地区才测制。主要供团以下分队研究地形和组织指挥战斗,以及重点设防,国防工程设计和国家经济建设勘察、设计时使用。

1∶50000地形图也是实测图。能在图上进行精确量测计算,确定炮兵射击诸元和研究地形,是师、旅、团三级组织训练和指挥作战的基本用图,是经济建设部门规划设计用图,也是编制小比例尺地形图的基础。

1∶100000地形图,多数是根据1∶50000地形图编绘的,少数地区(如草原、戈壁地区)是经过实地调查测绘的,较1∶50000地形图概括此,也具有1∶50000地形图的特点。主要供装甲、机械化部队和师、军以上指挥机关组织计划战斗行动使用,还可供炮兵射击、空降兵选定着陆场使用,也是合成军队的基本用图。

1∶25000和1∶500000地形图,是根据1∶100000地形图编绘的。主要供军以上高级指挥机关研究兵力部署、拟定战役计划、指挥陆空大兵团协同作战时使用。

1∶100000地形图,是根据1∶250000,1∶500000地形图编绘的。主要供陆海空三军统帅机关研究战役方向、进行战略(战役)规划部署、解决战略(战役)方面的作战任务使用。它和1∶500000地形图都是陆军、空军的协同用图。

(二)地物符号

地面上的地物,在地图上是用统一规定的符号结合注记表示的,这些规定的图形符号叫地物符号。它是构成地图的重要因素,是地图的语言。要识别地物符号,并了解它在军事上的意义,就必须首先了解地物符号的规律及其相互关系。

1.地物符号的特点

地物符号的图形,依其形状,主要有以下3个特点:一是与平面形状相似,二是与侧面形状相近,三是与有关意义相应。

(1)图形与地物的平面形状相似。这类符号的图形与地物正射投影后的平面形状相似,并保持一定的比例关系,所以叫正形图形。一般用来表示较大的地物,如河流、植被、居民地、森林、湖泊、公路等(图10-5)。

(2)图形与地物的侧面形状相近。这类符号的图形与地物的侧面形状相近,所以叫侧形图形。一般用来表示地较小的独立地物,如水塔、烟囱、突出树等(图10-5)。

图示

图10-5 正型图形

图示

图10-6 侧型图形

(3)图形与地物的有关意义相应。这类符号的图形是按照会形会意的方法构图的,与有关意义相应,所以叫象征图形。具有形象和富于联想的特点,如变电所、气象站、矿井等(图10-7)。

图示

图10-7 象征图形

2.地物符号的分类

按符号与实地地物的关系,可以分为4类:依比例尺符号、半依比例尺符号、不依比例尺符号、说明与配置符号。

(1)依比例尺符号(轮廓符号)。实地面积较大的地物,如居民地、森林、江河、湖泊等,其外部轮廓是按比例尺缩绘的,内部文字注记是按配制需要填绘的。这类符号的轮廓线与实地地物的轮廓一致,特别是轮廓转折点的位置精度较高,可供部队指示目标用。但轮廓内的符号、注记,并不代表实地物体真实位置,只起说明物体性质的作用。

(2)半依比例尺符号(线状符号)。实地窄长线状地物,如道路、土堤、通信线等,其转折点、交叉点位置是按实地精确测定,其长度是按比例尺缩绘的,而宽度不是按比例尺缩绘的。因此这类符号在图上只能量测位置和相应的实地长,而不能量取宽度和面积。地物的转折点、交叉点可作为方位物和明显目标。

(3)不依比例尺符号(点状符号或独立地物符号)。实地上一些对部队战斗行动有影响或有方位意义的地物,如突出树、亭、塔、油库等。

因其实地面积较小,不能按比例尺缩绘,只能用规定的符号表示。在图上可了解实地地物的性质和位置,但不能量取大小。

(4)说明与配置符号。主要是用来说明、补充上述3种符号还不能表示的内容。说明符号是用来说明某种情况的,如表示街区性质的晕线、表示江河流向的箭头等。配置符号是用来表示某些地区的植被及土质分布特征的,如草地、果园、石块地等。说明和配置符号只表示实地地物的分布情况,并不表示地物的真实位置和数量。

3.定位点的规定

地物符号中,不依比例尺表示和半依比例尺表示的符号,实际都是放大表示的符号。因此,它们在地形图上就有个定位的问题。(为什么要准确掌握地物符号的定位点呢?量读距离的时候只有找准定位点,才能确保量读的精准。)

(1)不依比例尺表示的符号(图10-8),其定位点:符号有点在点上(三角点、亭子),几何图形在中心(如油库、水车、发电厂),底部宽大的在底部中点上(水塔、纪念碑),底部为直角的在直角顶点(路标、突出阔、针叶树),组合图形在主体图形的中心(石油井、泉、小面积树林),其他图形在图形的中心(桥、矿井、水闸)。

(2)半依比例尺表示的符号,如果是成轴对称的符号,其定位点在符号的中心线上;如果不是成轴对称的符号,其定位点在符号的底线中心或缘线上。

图示

图10-8 不依比例尺表示的符号

4.方向的规定

地物符号在地形图上的描绘方向,有以下4种情况。

(1)直立方向,也叫固定方向,即符号始终保持与南北图廓线垂直。不依比例尺表示的符号,绝大多数是按此种方向描绘的。

(2)真方向,即符号的描绘方向与实地地物的真实方向一致。依比例尺和半依比例尺的符号通常是按真方向描绘的。此外,还有独立房屋、小居住区、饲养场、山洞、泉等,也是按真方向描绘的。城楼与城门符号的描绘则不同,其符号顶部一般朝向城外,但不能倒置。

(3)光照方向,地形图上有少数符号是按阳光照射方向描绘的,如陡石山、简易公路等。描绘的原则是:以光线从左上方向射来,其受光部位线画细、淡,背光部位线画粗、浓。

(4)风向方向,依风向描绘的主要是沙地地貌中的一些微型沙地符号,以及反映土质特征的个别符号。台波状沙丘地,其符号与主要风向垂直;窝状沙地,其符号是按照顺风方向描绘的,粗点绘在迎风面;多垄沙地和残丘地,其符号与主要风向一致(即顺风方向延伸)。因此,这类符号又是判断所在地区主要风向的标志。

5.注记的有关规定

地物符号,只能表示地物形状、位置、大小和种类,而不能表示其质量、数量和名称。因此,还需要文字和数字予以注记,作为符号的补充和说明。注记共有3种:名称注记、说明注记、数字注记。

(注记:图上的注记是用来说明地物的性质和特征的,如水的咸淡、公路路面质量等,用线体字简注在符号内或者是旁边。)

(1)名称注记。

①居民地名称:城镇居民地用“等线体”字,乡镇名称用“中等线体”字,农村居民地用“仿宋体”字注出。注记,一般用水平字列,必要时才用垂直、雁行字列。

②山和山脉名称:独立高地、山隘等一般用“长中等线体”字,并以水平字列注在山顶的上方;山岭、山脉走向等用“耸肩等线体”字(字的竖画垂直南图廓),注在山岭、山脉走向的中心线上。

③水系名称:包括海洋、海峡、海湾、沟渠、水库、池塘等,都用蓝色的“左斜宋体”字,按地物的面积均匀注出。

④地理单元名称:岛屿、草原、沙漠等,均用“宋体”字;群岛名称则用“扁等线体”字,按地形的面积和长度适当注出。

(2)说明注记。用来说明地物的性质和特征的,如水的咸、淡,公路路面质量,徒步场底质,塔形建筑的性质等,被称为说明注记,均用“细等线体”字简注在符号内或一旁。

(3)数字注记。用来说明地物的数量特征的,被称为数字注记。图上注记分为分数式和单个数字两种形式。分数式注记中,分子一般表示地物的长度、宽度和高度;分母表示地物的深度、粗度和载重量。单个数字式,一般表示地物的高度、深度、比高、流速、界碑编号、时令河有水月份等。里程碑、公里数及界碑、界桩编号等用“斜宋体”字,其中数字用“正等线体”字,各种数字注记的颜色,均与相应的符号颜色一致。

6.识别与记忆符号的一般规律

地物符号虽然很多,但识别和记忆这些符号是有规律可循的。

(1)符号具有象形特点。符号图形的设计,通常是以抽象概念的方法,把复杂的地物用有规律的图形典型化,作为设计符号的基础。因此,每个地物符号具有象形的特点,符号图形,主要来源于3个方面。

一是选择地物最有代表性的部位。如气象站符号,是用风向标来表示的;矿井符号,是以采矿的风镐表示的;水(风)车符号,是以水轮(或风叶)表示的等。

二是容易产生联想的图形。如变电所符号,以房屋的上方示意有电表示;庙、亭和钟、鼓楼等符号以我国古代传统的大屋顶建筑表示;竹林符号,以象征竹林的图形表示;石块地,以象征有棱角三角石块表示。

三是用象征会意的图形,如境界符号,因实地无明显形状,用虚线表示;江河流向和海洋潮流符号,用有指向的箭形符号表示等。

(2)符号的构图具有逻辑性。在设计符号时,就考虑到了符号的图形应与符号的意义具有内在的、有机的联系,即符号构图要合乎逻辑。

①虚(点)线符号:虚(点)线符号在地形图上是很多的,并有黑、棕、蓝3种颜色之分,这类符号所表示的,均为同类地物中比较低级的、不稳定的、地下的或无形体的实地地物。

②“齿线”符号:“齿线”符号的基本含义是“陡面”,实线代表折坡线,齿线所指的方向是斜坡(降落)的方向。单面齿线符号为单面陡坡,双面齿线符号为双面陡坡,颜色仅说明是天然物体(棕色和蓝色)或是人工物体(黑色)。

③“反括弧”符号:凡是线状符号遇有“反括弧”符号,则说明于此处转入地下。如铁路符号遇有“反括弧”,则说明铁路线进入隧道;河流遇有“反括弧”则说明河流流入地下河段。

④桥梁符号:桥梁通常是道路跨越河流的设施,当两种线状地物于不同平面相交“立体交叉”时,也用桥梁符号表示。如公路在铁路上(下)方通过,沟渠从河流上方通过,沟渠在道路上方通过等。当沟渠位于上方平面时,桥梁符号用蓝色表示,不留间隔,一般称作输水槽或过水桥。

此外,水闸、拦水坝等,也是以桥梁符号为基础表示的。如在桥梁符号中间开口,则为水闸;在桥梁符号上加绘齿线,则为拦水坝;如果它们上面不能通行汽车,则桥梁符号两端没有短折线。

(3)注记字体具有联想意义。地形图上的各种注记字体,都是人们经过选择之后才予以规定的。如城镇居民地用等线体,农村居民地用仿宋体,乡政府所在地用中等线体,水系名称用左斜仿宋体等。根据这些规定,并阅读习惯之后,就会使人容易联想到实地地物。

(三)量读坐标

坐标是确定平面上或空间中某点位置的一组有秩序的数值。利用坐标能迅速而准确地确定点位,指示目标。军事上常用的有地理坐标和平面直角坐标。

1.地理坐标

确定地面某点位置的角度值,叫该点的地理坐标,通常用度、分、秒表示。地理坐标在海、空军和边防部队中广泛使用,如报告舰艇、飞机的位置及指示目标等。

2.地理坐标网

(1)地理坐标网的构成。我国出版的地形图,地理坐标是采用高斯投影的方法,由转绘到平面上的经纬度网构成。坐标网的形式有两种:

①在比例尺小于1∶250000(含)的地形图上,通常绘有地理坐标网,并注有相应的经纬度数值,图廓间绘有分度带,每分划相应经度或纬度为5′。

②在比例尺大于1∶250000的地形图上,图廓间绘有分度带,每一分划相应经纬度为1′,图的四角注有相应的经纬度数值。

当需要时将相应的经纬度分划连接起来,就是纬线和经线(在大比例尺地形图上,经纬线除中央经线和赤道进直线外,其余都是曲线,但因其曲率不大,在同一幅图内通常可绘成直线),从而构成地理坐标图。地形图的图廓由内、外图廓线组成。最里面的4条线,是图幅的经、纬线,称为内图廓,图廓四角洲有经、纬度数值。内图廓框定的范围是图幅的图积。对相同比例尺的地形图而言,靠近赤道的图幅面积较靠近两极的为大。

外面的四条粗黑线,叫外图廓线。为便于拼图,1988年以后出版的地形图,规定不再绘北、东外图廓线;西、南外图廓线绘成黑细线。

(2)地理坐标的应用。用地理坐标指示目标或确定某点在图上的位置时,按先纬度后经度的顺序进行。

图上量取点的地理坐标:在1∶25000~1∶100000地形图上,设欲量取A点的地理坐标,可先在南北图廓和东西图廓间的分度带上,找出最接近但又小于该点的经度分划和纬度分划,并连以经、纬线;再量取A点至所连经、纬线的垂距,以及经、纬分度带的分划长,然后按如下公式

秒值=60″×(点到经(纬)线的垂距/经(纬)线分度带的分划长)

计算不足一分的秒值;最后将所得秒值分别加在所连经、纬线的度、分值上,即得A点的地理坐标。

如量得南图廓分度带的分划长为1.6厘米,A点至左侧经线(114°01′)的垂距为1.2厘米,则经度的秒值为

秒值=60″×(1.2/1.6)=45″。

故A点的经度为114°01′45″。

同理,由图量得西图廓分度带的分划长为1.85厘米,A点至下方纬线(30°21′)的垂距为0.74厘米,则纬度的秒值为

秒值 =60″×0.74/1.85=24″。

故A点的纬度为30°21′24″。

由于不同纬线上分度带的分划长不同,因此量取点的经度小数值时,点位靠近南图廓的,应在南图廓上比量;点位靠近北图廓的,应在北图廓上比量。

3.平面直角坐标

(1)平面直角坐标的概念。确定平面上某点相对位置的长度值,叫该点的平面直角坐标。通常用米、公里表示。平面直角坐标在军事训练和作战中广泛使用,如报告部位的位置、炮兵射击等。

(2)平面直角坐标网。我国地形图上的平面直角坐标网,是按高斯投影绘制的。它以6°为一投影带,每投影带的中央经线为纵(X)轴,赤道为横(Y)轴,其交点为坐标原点(O),这样,每一个投影带便构成了一个独立的坐标系。

为便于从每幅地形图上量测任意点的坐标,以公里为单位,按相等距离作平行于纵、横轴的若干直线,从而构成平面直角坐标网,也叫方里网(表10-2)。

表10-2  各种比例尺地形图坐标方格边长的规定

图示

(3)平面坐标网的起算和注记。

①纵坐标以赤道为零起算,向北为正,向南为负。因为我国位于北半球,所以纵坐标均为正值。横坐标如果以中央经线为零起算,则向东为正,向西为负。为了避免横坐标出现负值,采用“通用横生标值”,把中央经线按500千米计算(赤道上经度1°把对应的弧长约111千米,6°投影带在赤道上的距离为666千米,因此把中央经线按500千米计算,大于赤道上经差3°相应的实地长)。

②坐标网的注记。在东、西图廓内横线上注记的为纵坐标值;在南、北图廓内纵线旁注记的为横坐标值。

在图廓的四角,注有纵、横坐标的全部数值,其他一般只注记末2位数。横坐标值为3位数,3位数以前的为投影带号。为便于查找,通常在图幅内的纵、横坐标线上,也注有相应的坐标数值。

4.坐标的量读

在地图上量读地理坐标的要领,可以概括为4个字:找、量、比、加。我们现在以台北市为例,要在地图上量读出台北市的地理坐标。

找:根据台北市的纬度和经度找出纬线和经线,这里面说了两个概念就是经度和纬度。纬度是地球表面某点铅垂线方向与赤道面间的夹角;经度,是地面某点的子午面与首子午面间的夹角。地图摆在我们面前,纵向的线是经度线,横向的线是纬度线。

量:根据纬度的分数值在纬度分度带上比量出相应的长度,并做出两个记号;同时,根据经度的分数值在经度分度带上比量出相应的长度,并做出两个记号。也就是用两角规在台北市纬度分度带上量出分数值,做出记号,而后在台北市经度分度带上量出分数值做出记号。

按比例关系计算出相应的分数和秒数,并将计算出来的分数和秒数分别加在相应的纬度和经度数值后面。

比:用两角规把经纬度分数值比量以后,保持两角规的那个张度,放到地图边一比照,就可以读出经纬度的分数值。

上面是地理坐标的量读,下面看一下平面直角坐标的量读。

确定平面上某点位置的长度值,叫该点的平面直角坐标,平面直角坐标在军事上应用很广泛,我们平时图上作业标图的时候都是用的平面直角坐标。

平面直角坐标的有关知识:在平面上作两条正交的纵、横直线。纵线叫纵轴,用X表示;横线叫横轴,用Y表示;交点叫坐标原点,用O表示。

某点的平面直角坐标,就是指该点分别到横轴和纵轴的垂直距离的一组数值。

5.地形图的投影

运用数学原理,按一定的要求,将地球椭球面的点和线相应转绘到平面上的理论和方法,叫地图投影。地形图,是保障部队机动,射击和使用高技术作战的基本用图。目前适合军用地形图投影要求的方法有:高斯-克吕格投影和通用墨卡托投影。我国多采用前一种投影。

高斯投影:是一种等角横切圆柱投影,是19世纪德国数学家高斯提出,后经大地测量学家克吕格补充完善,故称高斯-克吕格投影,简称为高斯投影。

高斯投影的概念可以这样理解:设想用一个椭圆柱面横套在地球椭球的外面,与某一经线相切(中央经线),并使圆柱轴通过地心,然后根据等角不变的条件,用数学的方法将地球的经纬线投影到椭圆柱面上。

为了控制变形,先按一定的经差将地球表面划分为若干带;再使椭圆柱面依次和每一带的中央经线相切,并把各带中央经线东西两侧一定经差范围内的经纬线网投影到椭圆柱面上;然后从两极将该椭圆柱面切开展平,即是地球各带经纬线网在平面上的图形。

高斯平面直角坐标网的构成。我国地图上的平面直角坐标网,是按高斯投影绘制的。每投影带的中央经线为纵轴,赤道为横轴,其交点为坐标圆点,这样每一投影带便构成了一个独立的直角坐标系。

为便于从每幅地图上量测任意点的坐标,以公里为单位,按相等的距离作平行于纵、横轴的若干直线,而构成了平面直角坐标网,也叫方里网。

6.指示目标

利用直角坐标网指示目标的方法,随目标性质、精度要求和距离不同而有所区别。

(1)方格指示法。以目标所在方里网格左下角纵、横坐标值指示目标位置的方法,称为方格指示法。一般情况下只取纵、横坐标值的末两位公里数,并规定先读(写)纵坐标,后读(写)横坐标,其书写格式为:指示物、(坐标)、目标性质。如32.1高地(71、14)敌机枪发射点。

口头格式:坐标、指示物、目标性质。如坐标(71、14),32.1高地,发现敌机枪发射点(图10-9)。

这种指示法适用于面状或图上易于查找指示物的目标。

(2)井字格指示法。当图上同一个方里网格内有两个以上相同的指示物,按方格法难以区分时,则将方里网格按“井”字形加密成9个小格,并由左上格起,依顺时针方向将其编为1~8号,中间格为9号。指示目标时,在坐标值后加注指示物所在的小格编号。在概略坐标后加注小格编号,小格编号要低于简坐标。如独立树,(69、113)(图10-10)。

这种指示法也只适用于图上有指示物的目标。

在书写和报读平面直角坐标时,一定要注意顺序。

书写的时候是:先地点,后坐标,再目标。例如,桥(69、11),敌机枪火力点。

报告的时候是:先坐标,后地点,再目标。例如,坐标(69、11),桥发现敌机枪火力点。书写和报告的时候都是把目标放到最后,写时地点在前,坐标在后;报告时坐标在前,地点在后。

图示

图10-9 方格指示法

图示

图10-10 井字格指示法

(3)精确坐标。按图上0.1毫米相应的实地长为坐标精度,用以指示目标的方法,叫精确坐标指示法。

精确坐标是由目标概略坐标(公里数),加上该点至所在方格下边和左边坐标线的垂直距离(米数)组成,用于精确指示和确定某点的图上位置。这种指示方法适用于图上没有表示出的点状目标,或精度要求较高的目标。其读写格式与方格法相同。

(四)地貌的判读

地貌是指地球表面高低起伏的自然状态,表示方法有等高线法、写景法、分层设色法等。地貌的高低起伏对部队的战斗行动有很大的影响。在军用地图上主要是用等高线来显示地貌,要从图上了解和研究地貌的起伏状况,判读地面点的高程、高差、量取坡度及判定通视等,就必须懂得等高线显示地貌的原理、特点和有关规定,才能掌握地貌判读的方法要领。

1.等高线显示地貌的原理

等高线是由地面上高程相等的各点连接而成的曲线。把一个山体模型,从底部顶部按相等的高度,一层一层的水平切开,这样在模型的表面就出现许多大小不同的截口线,再把这些截口线垂直投影到同一平面上,便形成一圈套一圈的曲线图形,由于同一条曲线上各点的高程相等,所以叫等高线。地图就是根据这个原理来显示地貌的(概括起来说,由底向顶切,层层水平切,厚度相等切,垂直投影)(图10-11)。

图示

图10-11 等高线显示地貌

2.等高线显示地貌的特点

等高线,是由地面上高程相等的各点连接而成的曲线。显示地貌有以下4个特点。

(1)图上每一条等高线都表示实地的一定高度,在同一条等高线上各点的高程相等,每条等高线都是闭合的曲线。

(2)在同一幅地图上,等高线多山就高,等高线少山就低。(凹地则与此相反)

(3)在同一幅地图上,等高线间隔稀(大)的坡度缓,等高线间隔密(小)的坡度陡。

(4)图上等高线弯曲形状与相应实地地貌相似。

【归纳小结】

为了便于好记,编成口诀就是:同线等高自闭合,线多山高线少低;线密坡陡线稀缓,弯曲形状似现地。

3.等高距的规定

等高距是相邻两条等高线间的实地垂直距离,即指两相邻等高线间的高差。等高距的大小,在很大程度上决定着地貌表示的详略,等高距越小,等高线越多,地貌表示得就越详细;等高距越大,等高线越少,地貌表示得就越简略。所以,等高距应根据地区的地貌特征,地图比例尺和地图的用途等情况来规定。我国基本比例尺地形图等高距的规定如表10-3所示。但特殊地区,等高距可扩大一倍。

表10-3  等高距的规定表

图示

4.等高线的种类和作用

等高线按其作用不同,可分为4种。

一是基本等高线,又称首曲线,是按规定的等高距,由平均海水面起算而测绘的细实线,线粗0.1毫米,用以显示地貌的基本形态。

二是加粗等高线,又称计曲线,规定从高程起算面起,每隔4条首曲线(即五倍等高距的首曲线)加粗的一条粗实线,线粗0.2毫米,用以数计图上等高线和判读高程。

三是半距等高线,又称间曲线,是按1/2等高距描绘的细长虚线,线粗0.1毫米,用以显示首曲线不能显示的局部地貌,如小山顶、鞍部。

四是辅助等高线,又称助曲线,是按1/4等高距描绘的细短虚线,线粗0.1毫米,用以显示间曲线仍不能显示的局部地貌。

(间曲线和助曲线只用于局部地区,所以它不像首曲线那样一定要各自闭合,在图上除表示山顶、凹地外,一般不闭合。)

5.高程的起算和注记

自地面上任意点到平均海水面的垂直距离称为高程也叫海拔。1987年以前,我国把“1956年黄海平均海水面”作为全国统一的高程起算面,高于该面的为正,低于该面为负,称为“1956年黄海高程系”。从1988年起,以新的黄海平均海水面作为全国起算面,并称此面为“1985国家高程基准”,与原平均海水面相差29毫米。

从黄海平均海水面起算的高程,叫真高,也叫海拔或绝对高程。从假定水平面起算的高程,叫假定高程或相对高程。地貌、地物由所在地面起算的高度,叫比高,它是相对高程的一种,起算面相同的两点高程之差,叫高差。

地图上的高程注记有3种,即控制点高程和等高线高程和比高。控制点(包括三角点、埋石点、水准点等)的高程注记,用黑色、字头朝向北图廓;等高线的高程注记,用棕色,字头朝自上坡方向;比高注记与其所属要素的颜色一致,字头朝向北图廓。

(五)地貌识别

1.山的各部形态

地貌的外表形态尽管千差万别,多种多样,但概括插起来有6种形态。用等高线显示到地图上都各有其特点。

(1)山顶:山的最高部位叫山顶。山顶依其形状可分为尖顶、圆顶和平顶3种。如图10-12上表示山顶的等高线是一个小环圈,环圈外有时绘有与等高线垂直的短线,叫示坡线。

(2)凹地:比周围地面低下,且经常无水的低地,叫凹地。大面积的低地称盆地,小面积的低地称凹地(或洼地)。如图10-13表示凹地的等高线是用一个或数个小环圈,并在环圈内绘有示坡线。

图示

图10-12 山 顶

图示

图10-13 凹 地

(3)山背:是从山顶到山脚的凸起部分。如图10-14表示山背的等高线以山顶为准向外凸出,山背各等高线凸起部分顶点的连线,就是分水线。

(4)山谷:是相邻山背、山脊之间的低凹部分。如图10-15表示山谷的等高线,以山顶或鞍部为准,等高线向里凹入(或向高处凸出),各等高线凹入部分顶点的连线叫合水线。

图示

图10-14 山 背

图示

图10-15 山 谷

(5)鞍部:是相连两山顶间的凹下部分,其形如马鞍状,故称鞍部。如图10-16是用一对表示山背的等高线和一对表示山谷的等高线显示的。

图示

图10-16 鞍 部

(6)山脊:是由数个山顶、山背、鞍部相连所形成的凸棱部分。山的最高棱线叫山脊线,如图10-17所示。

图示

图10-17 山 脊

2.斜面和防界线

(1)斜面。斜面是指山顶到山脚的倾斜部分,又叫斜坡。军事上以敌对双方占领地区为准,把朝向对方的斜面称为正斜面;背向对方的斜面叫反斜面。斜面依其形状分为4种。

①等齐斜面:实地斜面的坡度基本一致,全部斜面均能通视,便于发扬火力。在图上,等高线的间隔大致相等。

②凸形斜面:实地斜面的坡度上缓下陡,斜面部分地段不能通视,形成射击、观察的死角,在图上,等高线间隔上稀下密。

③凹形斜面:实地斜面的坡度上陡下缓,全部斜面均可通视,便于发扬火力。在图上,等高线间隔上密下稀。

④波形斜面:实地斜面的坡度交叉变换,陡缓不一。斜面的若干地段不能通视,形成观察员射击的死角较多,但便于组织多层火力配置。在图上,等高线间隔疏密不一。

(2)防界线。防界线通常是斜面上凸起的倾斜变换线。在防界线上能展望其下方的部分或全部斜面,利于构筑射击阵地和观察所。在图上,防界线一般位于山顶下方,等高线由稀变密的地方。

3.变形地

地表面由于受自然和其他影响,局部地貌改变了原来的形态,叫变形地。因其面积较小和坡度较陡,在图上一般不易用等高线表示,而采用地貌符号表示。

(1)冲沟。冲沟是在土质疏松、植被稀少的斜坡上,由暂时性水流冲蚀而成的大小沟壑。它是黄土地形的典型地貌。其沟壁较陡,攀登困难。在图上根据其宽度分为单线冲沟、双线冲沟(依比例)和陡壁冲沟(依比例尺,用陡壁符号或加等高线表示)3种,在沟旁有宽度和深度的注记。

(2)陡崖。陡崖是指坡度在70°以上难于攀登的陡峭崖壁。有土质和石质之分,实线表示陡崖的上缘,短线表示斜坡降落方向,一般都注记比高。

(3)陡石山。岩石裸露坡度大于70°的山地,以断续的山脊线表示岩顶,以纵横交错的短线表示陡岩。

(4)崩崖。崩崖是山坡受风化作用后,岩石碎屑从山坡上崩落下来的地段。图上用密集的小圆点表示沙土质崩崖;用三角块加小圆点表示沙石质崩崖,大面积的崩崖用等高线配合表示。

(5)滑坡。滑坡是斜坡表层因地下水(或地表水)的影响,在重力作用下沿着斜坡下滑的地段。滑坡上缘用陡崖符号绘出,其范围用点线描绘,内部用断续的等高线表示。

(六)高程、高差、起伏、坡度的判定

1.高程的判定

判定时,先从南图廓下方查明本地图等高距,再根据图上高程注记和等高距采用找、引、判的方法。

找:找出判定点附近等高线或点的高程注记。

引:根据找出的高程注记,引到判定点上(下)等高线或附近的高程。

判:判明上、下坡方向,用估读方法判定点的高程。

(1)当点在等高线上时,判明该等高线的高程,就是该点的高程。

(2)当点不在等高线上时,山背的突出树,先找到该点附近357.4高程注记点,再根据高程注记点,引出突出树的上一条等高线的高程为320米,然后估读出突出树在310米与320米两条等高线间隔的4/10,则突出树的高程为314米。

(3)当点在山顶或鞍部时,先判定该点下方一条等高线的高程,再加半个等高距的米数(如下方一条等高线为间曲线,则应加1/4等高距的米数)。山顶的独立石,其山顶等高线为320米,则独立石的高程为325米。独立石左侧鞍部的高程约为285米。

2.高差的判定

判定两点间的高差时,首先要判明两点的高程,然后大数减小数,即得高差。

3.起伏的判定

在图上判定地貌起伏时,应首先根据等高线的疏密情况,高程注记、河流的位置和流向,判明各山脊的分布状况和地形总的下降方向,再具体分析山顶、鞍部、山脊、山谷的分布,详细判明起伏状况。其判定方法有以下3个方面。

(1)根据示坡线。示坡线与等高线相接的一端是上坡方向,另一端指向下坡方向。

(2)根据高程注记。高程点高程递增的为上坡方向,递减的为下坡方向;等高线上棕色高程注记,其字头所指的是上坡方向。

(3)根据河流符号。地形图上河流符号多数由细渐粗,大的河流还绘有流向符号,从而能判明地形上下坡方向;当一组等高线在河流的一侧时,靠近河流的等高线低,远离河流的等高线高;当一组等高线横穿河流时,上游的等高线是上坡方向,下游的等高线是下坡方向。

在具体判定地形的起伏时,根据上述方法,逐片逐段地进行。

4.坡度判定

坡度是斜面对水平面的倾斜程度,通常以度数表示。在图上判定坡度,常用方法有以下两种。

(1)利用坡度尺比量。坡度尺绘在南图廓的下方。坡度尺的底线上,注有从1°~30°的坡度数值和3.5%~58%的百分数,从下至上注明6条线(1条直线,5条曲线),可以分别量取2~6条等高线间的坡度。当量取两条等高线间的坡度时,先用两脚规(纸条或草棍等)量取图上两条等高线间的宽度;然后到坡度尺的第一条曲线与底线间的纵方向上比量,找到与其等长的垂直线,即可读出相应的坡度。如几条首曲线间隔大致相同时,可一次量取2~6条等高线的间隔。量取几条等高线,就到坡度尺上相应的曲线上比几条,然后读出相应的坡度。

(2)根据等高线间隔计算。大比例尺地形图,如是采用统一规定的等高距,那么两条相邻首曲线的间隔为1毫米,约相当于实地坡度12°,间隔大于或小于1毫米,只要用间隔的毫米数去除12°,就可以得出实地坡度。例如,相邻两条首曲线的间隔为2毫米,则坡度为12°/2=6°。这种方法,只适用小于30°的坡度,角度愈大,误差就愈大。

如果等高线的间隔太小不便于量取时,可一次量取几个大致相等的间隔,然后求出每个间隔的平均数,再按上面的方法计算。

(七)通视的判定

两点间能否通视,主要根据观察点、遮蔽点和目标点三者的高程和相互关系而定,与地物的高低及植被生长等情况也有一定的关系。具体方法如下。

1.直接判定法

先从观察点至目标点连一直线,判明观察点、遮蔽点、目标点的高程。当遮蔽点的高程低于观察点和目标的高程,或与其中较低的一点同高时,就能通视。当遮蔽点的高程高于观察点和目标点的高程,或与其中较高的一点同高时,就不能通视。

2.高差图解法

当遮蔽点的高程介于观察点和目标点高程之间时,则不易直接判定通视,可采用高差图解法。

(1)从观察点至目标点画一直线,找出遮蔽点,分别判定出观察点、蔽点和目标点的高程为70米、60米和50米。

(2)以最低的目标点为零,求出与遮蔽点的高差为10米,与观察点的高差为20米(也可用高程直接进行图解)。

(3)从遮蔽点和观察点向上作连线的垂线,其长度可以1毫米代表高程若干米,如2毫米代表2米,则遮蔽和观察点的垂线长分别为5毫米和10毫米。

(4)通过观察点和遮蔽点的垂线顶端连一直线(展望线),若目标点低于展望线,则不能通视;高于展望线,则能通视。

高程的起算和注记。高程是地面上任意点到平均海水面之间的垂直距离。1988年以前,我国高程起算采用的是1956年黄海高程系;从1988年起,改用1985年国家高程基准。