陆地水系的制图综合
1.河流的制图综合
1)河流的选取
在编绘地图时，河流的选取通常是按事先确定的河流选取标准(通常是一个长度指标，有时也用平均间隔作辅助指标)进行。
河流的选取标准是在用数理统计方法研究全国各地区的河网密度之后确定的。实地上河网密度系数的分布是连续的，新编图上河流的选取范围是有限的，例如通常的选取标准在0.5～1.5cm之间。为此，制图实践中常常是将实地河网按密度进行分级，然后在不同密度区中确定选取标准。
表6-4是我国地图上河流选取标准的参考数值。有规范的地图应以规范为准。
表6-4 河流选取标准和临界标准
在地图的设计文件中，规定的河流选取标准通常不是一个固定值，而是一个临界值，即一个范围值。这是为了适应不同的河系类型或不同密度区域间的平稳过渡而采取的措施。
在不同类型的河系中，小河流出现的频率不一致，例如，对于同样密度级的区域，羽毛状河系、格网状河系可采用低标准，平行状河系、辐射状河系可取高标准。
为了不使各不同密度区之间形成明显的阶梯，通常在交错地段高密度区采用高标准，低密度区采用低标准。
在选取河流时，应先选取主流及各小河系的主要河源，然后以每个小河系为单位从较大的支流逐渐向较短的支流，根据确定的选取标准对其逐渐加密、平衡，最终实现合理的选取。
河流选取的规律，主要表现为以下几个方面:
(1)河网密度大的地区小河流多，即使是规定用较低的选取标准(表6-4)，其舍去的条数仍然较多；河网密度小的地区，舍去的条数比较少。
(2)保持各不同密度区间的密度对比关系。
(3)随着地图比例尺的缩小，河流舍弃越来越多，实地密度不断减小，图上密度却不断增大。为此，选取标准的上限应逐渐增大。例如，1∶10万地图上选取的上限可定为1.0cm或1.2cm，1∶100万或更小比例尺地图上，其上限可定为1.5cm或更高。这是由于随着地图比例尺的缩小，河流长度按倍数缩小，地图面积却以长度的平方比缩小，所以，尽管舍去较长的河流，视觉上看到图面上的河网密度还在不断增大。
有一些河流虽然小于所规定的选取标准，也应把它选取到地图上，如表示河源的小河，表明湖泊进、排水的唯一的小河，连通湖泊的小河，直接入海的小河，干旱地区的常年河，区分冰斗湖与冰蚀湖的小河，联系井、泉、喀斯特伏流河段的小河，国界、省界的小河，大河上较长河段上唯一的小河等。
另外一些河流，在河网密集地区，尽管其长度大于选取标准，但由于河流之间的间隔较小，例如平均间隔小于3mm，通常也会把它们舍掉。
2)河流的图形概括
概括河流的图形，目的在于舍弃小的弯曲，突出弯曲的类型特征，保持各河段的曲折对比关系。
(1)河流弯曲的形状:河流的形状受到地貌结构、坡度大小、岩石性质、水源供给等自然条件的影响，在不同的河段上具有特定的弯曲形状。河流的弯曲可分为简单弯曲和复杂弯曲。
简单弯曲包括微弯曲、钝角形弯曲、近于半圆形弯曲、套形弯曲和菌形弯曲等(图6-17)。
微弯曲是一种浅弧状的弯曲。山地河流多具此种弯曲(图6-17(a))。钝角形弯曲是指河流弯曲成钝角形，转折较明显，河流弯曲与谷地弯曲一致的河流常有此种特征的弯曲(图6-17(b))。近于半圆形的弯曲是指河流弯曲成半圆形的弧状。过渡型河段和平原河流多具有此种弯曲特征(图6-17(c))。套形弯曲是一种河曲开始明显起来的弯曲。从过渡型河段到平原河流，在没有大量发育汊流、辫流的情况下，常常出现这样的河流弯曲(图6-17(d))。菌形弯曲是河流侧蚀作用加剧，曲流继续发育，形成菌形的曲流(图6-17(e))。
图6-17 河流的简单弯曲
河流的复杂弯曲是在一级的套形或菌形弯曲上发育成的复合弯曲。河流的一级曲流，进一步发育成二级、三级……弯曲，就形成了河流的复杂弯曲。根据复杂弯曲的形状可以分为复合套形、复合菌形、组合弯曲等，如图6-18所示。这些河流弯曲基本上都发育在平原河流上。
在制图综合中，要通过保持河流弯曲的基本形状来显示河流发育各阶段的不同特征。
图6-18 河流的复杂弯曲
各种不同的弯曲形状具有不同的弯曲系数。微弯曲的河流曲折系数接近于1(＜1.2)，具有钝角形弯曲的河段称为弯曲不大的河段，其曲折系数为1.2～1.4；具有半圆形弯曲的河段，其曲折系数为1.5左右；大多数具有套形、菌形和复杂弯曲的河段曲折系数大大超过1.5。在概括河流图形时，首先要研究河流的弯曲形状和曲折系数。
(2)概括河流弯曲的方法:保持河流弯曲的特征转折点:概括河流图形时，先要找出河流的主要转折点，这些点起着图形的骨架作用，图形概括时应保留这些点。主要特征点的弯曲可以合并、夸大，但不能删除，如图6-19所示。
图6-19 保持河流弯曲的特征转折点
依据最小弯曲尺寸进行概括:河流是十分重要的基础地理信息，要尽量详细而精确地表示。地形图上的单线河一般应保留内径大于0.5mm左右的弯曲，不同形状弯曲的最小尺寸(指空白部分)不得小于图6-20规定的标准。小于此标准的弯曲一般都可以删除，即将相邻的弯曲作适当合并(图6-21)。
图6-20 弯曲的最小尺寸
图6-21 河流小弯曲的化简
制图综合时，河流一般不允许移动，弯曲的删除和夸大都有一定的条件和限定，否则就起不到地形“骨架”制约的作用。
高原沼泽地区，一些流量不大的河流，由于河床两侧土壤湿度过大，限制了其旁向摆动的幅度，形成大量犹如锯齿状的小弯曲。缩小比例尺时，大多数小弯曲可能小于弯曲选取指标的最小尺寸，这时就不能机械地按标准删除，要采取合并弯曲和夸大弯曲相结合的方法来化简，以保持河流小弯曲多的典型特征。
(3)概括河流弯曲的基本原则:
①保持弯曲的基本形状:弯曲形状同河流发育阶段密切相关，概括河流图形时保持各河段弯曲形状的基本特征是非常重要的。
②保持不同河段弯曲程度的对比:曲折系数是同弯曲形状相联系的，概括河流图形时并不需要逐段量测其曲折系数，只要正确地反映了各河段的弯曲类型特征，就能正确保持各河段弯曲程度的对比。
③保持河流长度不过分缩短:经过图形概括，河流长度的缩短是肯定的。例如，在1∶100万地图上，大约只能保留一般地区河流长度的40%，其中因图形概括损失掉的长度占河流总长的13.4%。使用地图时总希望河流能尽可能地接近实地的长度，为此，只允许概括掉那些临界尺度以下的小弯曲，概括后的图形应尽量按照弯曲的外缘部位进行，使图形概括损失的河流长度尽可能的少(图6-22)。
图6-22 沿夸大弯曲部位概括河流
3)真形河流的图形概括
真形河流指能依比例尺表示其真实宽度的大河，它的形状概括要注意以下几点:
(1)表示主流和汊流的相对宽度以及河床拓宽和收缩的情况。当主流的明显性不够时，可以适当地夸大，使其从众多汊流中突显出来(图6-23)。
(2)河心岛单独存在时，只能取舍，不能合并；当它们外部总轮廓一致时，可以适当合并(图6-24)。
图6-23 主流和汊流的概括
图6-24 河心岛的综合
(3)保持河流中岛屿的固有特征:河心岛多数是沉积物堆积的结果，它们朝上游的一端宽而浑圆，朝下游的一端则较尖而拖长。这些特征可以间接地指示水流方向。
(4)保持辫状河流中主流和汊流构成的网状结构及汊流的密度对比关系，如图6-25所示。(https://www.daowen.com)
图6-25 反映主流和汊流的网状结构及汊流的密度对比
4)确定河流选取标准的数学模型
河网密度大的地区，小河多，因此舍去也多；河网密度小的地区，小河少，因此舍去也少。为保持各区域河网密度系数的对比，应在不同的密度区规定不同的选取标准。因此，河网密度是确定河流选取标准的基本依据。河网密度系数为，
式中，L是河流的总长度，p是河流的流域面积。
根据自然界的规律，河网越密该区域小河流就越多，即河网密度系数K和单位面积内的河流条数n0有相关关系，且
式中，n是河流条数。
依据河网密度系数K和单位面积内的河流条数n0的相关关系，可建立河网密度系数K的数学模型。再经过统计分析，可以得到具体数学模型为
式中，a，b是待定参数。
根据实验数据，通过一元非线性回归数学方法分析计算可得
因此，得确定河网密度系数模型为
根据模型(6-6)，只要知道该河系的流域面积p和河流条数n，即可得到河网密度K。
我国多年来的编图实践，使得各不同密度的地区河流选取形成一套惯用的标准，见表6-5。
表6-5 不同密度区的河流选取标准
例如，四个不同河网密度的地区，其河流条数n和流域面积p的量测结果见表6-5。表中的河网密度系数K是根据式(6-4)计算得来的。
表6-6 四个河网密度区的河网密度系数
根据表6-6，可以得到各区的河流选取标准，见表6-7。
表6-7 四个河网密度区的河网选取标准
四个河网密度的地区只有分别采用表6-7的选取标准对各区的河流进行选取，才能保持各密度区河网密度系数的对比。
2.湖泊、水库的制图综合
湖泊是陆地上的积水洼地，具有调节水量、航运、养殖、调节气候的功能。水库又称人工湖，它是在河流上筑坝蓄水而成的，具有和湖泊一样的功能和利用价值。湖泊和水库的综合有许多共同点，也有其各自的固有特征。
1)湖泊的综合
(1)湖泊的岸线概括:化简湖泊岸线同化简海岸线有许多相同之处，都需要确定主要转折点，采用化简与夸张相结合的方法。然而，化简湖岸线还有其自身的特点。
保持湖泊与陆地的面积对比:概括掉湖汊会缩小湖泊面积，概括掉弯入湖泊的陆地又会增大湖泊面积，实施湖泊图形概括时要注意其面积的动态平衡。在山区，由于湖泊图形同等高线密切相关，等高线综合一般是舍去谷地，这时湖泊也只能舍去小湖汊，其面积损失要从扩大主要弯曲中得到补偿。
保持湖泊的固有形状及其同周围环境的联系:湖泊的形状往往反映湖泊的成因及其同周围地理环境的联系，因此，湖泊的形状特征是非常重要的。
为了制图上的方便，我们把湖泊形状分为浑圆形、三角形、长条形、弧形、桨叶形、多支汊形等(图6-26)。概括时，应强调其形状特征。
图6-26 湖泊的形状
(2)湖泊的选取:湖泊一般只能取舍，不能合并。
地图上湖泊的选取标准一般定为0.5～1mm2，小比例尺地图上选取尺度定得较低。在小湖成群分布的地区，甚至还可以规定更低的标准，当其不能依比例尺表示时，改用蓝点表示。
湖泊的选取同海洋中的岛屿选取有许多相似之处。独立的湖泊按选取标准进行选取；成群分布的湖泊选取时，要注意其分布范围、形状及各局部地段的密度对比关系。有特殊意义的小湖，如位于国界附近的小湖，有经济价值的小湖(矿泉湖)，缺水区的淡水湖，作为河源的小湖，风景区的喀斯特湖，孤立分布的小湖等降低选取标准选取，并夸大表示。湖泊相邻水涯线图上间隔小于0.2mm时可以共线表示。
2)水库的综合
地图上的水库有真形和记号性两种。真形水库的综合有形状概括的问题，也有取舍的问题；记号性水库的综合则只有取舍的问题。
概括水库图形时要注意和等高线概括相协调。由于水系概括先于等高线综合，所以在概括水库图形时要同时顾及后续的等高线的概括。
水库的取舍主要取决于它的大小。水库的大小是按统一标准划分的:库容超过1亿立方米的为大型水库；1千万～1亿立方米的为中型水库，小于1千万立方米的为小型水库。因此，制图综合时获取有关水库等级的详细信息数据是十分有用的。
3.井、泉的制图综合
井、泉在实地上占地面积很小，所以都是用独立符号进行表示。它们的综合只有取舍的问题，没有形状概括的问题。井、泉的选取:
(1)居民地内部的井、泉，水网地区的井、泉，除在大于1∶2.5万的地图上部分表示外，其他地图上一般都不表示。但在人烟稀少的荒漠地区，井、泉要尽可能详细表示。
(2)选取能饮用和作为水源的、水量大的，有特殊性质的(如温泉、矿泉)，处于重要位置上(如路口或路边)的井、泉。
(3)反映井、泉的分布特征。
(4)反映各地区间井、泉的密度对比关系。
4.渠网的制图综合
渠道是排灌的水道，常由干渠、支渠、毛渠构成渠网。干渠从水源把水引到所灌溉的大片农田，或从低洼处把水排到江河湖海中去，支渠和毛渠都是配水系统，直接插入排灌范围和田块。
由于渠道形状平直，很少有图形概括的问题，其制图综合主要表现为渠道的取舍。
选取渠道要从主要到次要。由主要渠道构成渠网的骨架，再选取连续性较好的支渠。选取渠道时，要注意渠间距(一般规定不小于3mm)和保持不同区域渠网形状特征和密度对比关系，如图6-27所示。
图6-27 渠网的选取
