地貌的制图综合
等高线是普通地图，特别是地形图上表示地貌最常用的方法，它不仅能表达地貌景观的基本形态和典型特点，而且还科学地解决了二维平面空间表示三维立体空间的难题，提高了地图的可量测性，为用图者提供丰富的三维地理信息。地貌的制图综合主要就是研究等高线图形综合原则和方法。
1.地形图上等高距的确定
等高距的大小在很大程度上决定了地貌表示的详细程度。一般地说，等高距小，地貌可以表示得较详细；等高距大，地貌只能表示得较概略。因此，制图综合时正确地选择等高距是十分重要的。
等高距的确定，主要取决于地图的用途、比例尺、地貌类型以及地图上等高线之间的最小间隔等。
假定地面坡度为α，则等高距h(m)可以用式(6-7)确定。式中:d(mm)是图上等高线间隔，M是地图比例尺分母。
为了详细地表示地貌，力图使图上等高线间隔d值尽量小；根据视力读图、打印和印刷等因素，再考虑到等高线的宽度，其间隔应为0.3mm。式(6-7)中的d是一个定值，在地图比例尺一定的条件下，等高距的大小应由地面坡度α来确定。
我国幅员辽阔，地形复杂，地面坡度的变化也非常大。如果以高山地区的地面坡度为准计算等高距，平原、丘陵地区在地图上就可能显得等高线过稀，不能充分发挥等高线表示地貌的功能；相反，如果以平缓地区的地面倾斜角为准，计算的等高距就可能过小，会造成山区等高线密度太大，地图数据输出产生困难，也无法读图。
为保证地形图的统一，不可能对每个地区或图幅采用不同的等高距，但又需对不同的地面条件加以区别。在确定等高距时是以两个有代表性的坡度(约33°30′和53°)为依据，定出两个不同的等高距，它们之间保持倍数关系，见表6-8。
表6-8 1∶1万～1∶50万地形图等高距
通常在平原、丘陵、低山地区采用较小的等高距，高山和极高山地区采用扩大的等高距，中山和高原地区则根据具体情况来选定。
对于地形图来说，不允许一幅图采用两种等高距，而且为了用图方便，同一地区的同种比例尺地图上要求尽可能采用相同的等高距。
由于1∶100万地图包括的区域范围大，包含的地貌类型多，使用单一的等高距不利于反映地面的特征，所以它采用变距的高度表，见表6-9。
表6-9 1∶100万地形图变距高度表
在不同的比例尺地图上，选用等高线的原则和表示方法是有区别的。上面讲的在变距高度表的1∶100万地图上，补充等高线的符号同基本等高线一致，且在一幅地图上一旦采用，必须整幅图都要将此等高线绘出来。在大中比例尺地形图上情况就不同了，补充等高线和辅助等高线同基本等高线不但符号不同，而且只需在基本等高线不能反映其基本特征的局部地段选用，通常用在不对称的山脊、斜坡、鞍部、阶地、微起伏的地区或微型地貌形态地区特征的区域。
2.地貌等高线图形的化简
等高线图形的概括在于科学地处理等高线图形。这是由以下两个方面的原因所决定的:一是随着地图比例尺的缩小，等高线图形亦缩小，使许多等高线的碎部弯曲打印、印刷和阅读产生困难，因此要处理等高线图形；二是制图综合时，随着地图比例尺的缩小，等高距增大，部分等高线被删去，致使相邻等高线产生不协调。为此，必须对地貌等高线图形进行处理。进行等高线图形概括，必须遵守以下基本原则。
(1)以正向为主的地貌，扩大正向形态，减少负向形态。
正向为主的地貌，是指谷间突起部分较之沟谷部分宽大的地区。地貌中大多数可以归入正向地貌为主的地貌形态。正向为主的地貌在等高线的形状化简时，要删除谷地、合并山脊，使山脊形态逐渐完整起来。删除谷地时，等高线沿着山脊的外缘越过谷地，使谷地“合并”到山脊之中，如图6-28所示。
图6-28 以正向形态为主的地貌等高线的化简
(2)以负向形态为主的地貌，扩大负向形态，减少正向形态。
负向地貌为主的地貌形态，指那些以宽谷、凹地占主导地位的地区，如喀斯特地区、砂岩被严重侵蚀的地区、冰川作用形成的冰川谷和冰斗、岩熔台地、黄土塬梁、沙山等，它们都具有宽阔的谷地和狭窄的山脊。概括等高线图形时，采取删除小山脊、合并相邻谷地，达到扩大谷地、凹地，突出负向形态的目的。删除小山脊时，等高线沿着谷地的源头把山脊切掉，如图6-29所示。
(3)等高线的协调。
地表是连续的整体，在概括地貌等高线图形时必须同时对一组等高线进行概括。删除一条谷地或合并两个小山脊，应从整个斜坡面来考虑，不宜上面删除了弯曲，下面又保留了弯曲，应将表示谷地的一组等高线图形全部删除，使同一斜坡上等高线保持相互协调的特征，如图6-30所示。概括成组的等高线，就要注意到同一斜坡范围内等高线的协调一致和反向斜坡等高线不协调的特点。
因此，在进行等高线图形概括时，如果是删除细小沟谷，则应将表达沟谷的一组等高线弯曲全部除去，使同一斜坡范围内等高线保持相互协调的特征。
当然，实地上也存在一些比较复杂或激变的地貌形态，如断崖、崖崩、阶地、岩溶地区的斜坡等，其等高线图形不十分协调是显而易见的。在宽谷浅丘的丘陵地区，常常因为切割破碎、等高线间隔较远，等高线之间也出现不协调的现象。干燥剥蚀地区，谷地和山脊都很破碎，棱角突露，形态多变，图形多棱角，等高线之间协调性差。因此，在概括这些地区的等高线图形时，不能刻意地去追求等高线的协调，不应人为地去追求曲线间的套合，使原来较破碎多棱角的地貌特点遭到歪曲。
图6-29 以负向形态为主的地貌等高线的化简
图6-30 同一斜坡的等高线相互协调
应该说明，地面的细微起伏不一定是连续渐变的。随着全数字测图技术的发展，使地貌等高线更逼真地反映地面细微起伏已成为可能。因此，在大比例尺地形图上用等高线精确表现的细部很多情况下，可能是不十分紧密套合的。
(4)应强调显示地貌基本形态特征。
制图综合时，常常因为等高距的扩大，舍去了部分等高线，地貌形态变得不够明显或等高线之间的有机联系遭到破坏，致使等高线产生不协调的现象。这时，除删除等高线弯曲外，还需用移位和夸大的方法加以处理，使地貌的基本形态特征更加明显突出。
①移位:等高线的移位是为了强调地貌形态特征所采取的局部移动等高线位置的措施，它使地貌形态特征更加明显协调。强调谷地等高线协调，过谷底等高线向上延伸；强调主谷和支谷的关系，主谷的等高线向上源移位；强调局部的陡坡、阶地，如强调谷地纵剖面成阶梯状的等高线(相对)移位；强调山脊走向明显、主支脊分明的等高线移位；强调鞍部明显，谷地等高线向上移位；强调坡形特征的等高线移位；协调等高线同其他要素的关系，如等高线与河流的间隔必须大于0.2mm，特别是等高线同国界线的关系所采用的移位。
比例尺越小，等高线允许移位值相对地说可以稍大。这是因为，随地图比例尺缩小，等高距扩大，位置的准确性和地貌形态特征的真实性越来越难以同时满足，这时，等高线逐渐向显示地貌形态规律的方向转化。必须强调，除非不得已，综合时是不能移动等高线位置的，即便是要移动，也要把移动的量控制在最小的范围之内。
②夸大:常常遇到某些等高线的图形很小，但从其所处的环境来看又不容许舍掉它，综合图形时往往是将它们作适当夸大。为保持地貌图形达到规定的最小尺寸，如(标志山体最高的)山顶的最小直径为0.5mm，山脊的最小宽度、最窄的鞍部都不应小于0.3mm，谷地最窄不应小于0.3mm。这样既保持了固有的地形特征，又使图形清晰易读。这种夸大，实际上是等高线移位在特殊情况下的运用，夸大以后的图形要基本上保持与原来图形的相似性。小山头夸大显示时，还要使其形状与山体的形状(圆形、长形等)一致，并与山脊的走向一致，使山脊的走向更加明显。
在小比例尺普通地图上，移位和夸大应用较为广泛，使等高线图形概括具有一种地貌塑型的意义。
(5)反映地貌类型特征。
不同的地貌类型具有不同的形态特征，反映在等高线图形上也有较明显的区别。这种区别，是在地貌综合时利用“笔调”，即综合地貌时为强调图形的特点而运用的运笔风格来反映的。这种风格表现为等高线生硬有力、呈折线或角状弯曲的“硬笔调”，表现为等高线圆滑柔和的“软笔调”以及介于二者之间的“中间笔调”。各种不同的笔调用于反映不同类型的地貌形态特征。
①在冰川地貌中，由于冰冻风化作用使没有冰雪覆盖的地段上崎岖不平、险峻陡峭，对这种地段的地貌综合用“硬笔调”，等高线图形平直、转折明显。在冰雪覆盖部分，地形起伏被冰雪填铺，地貌综合用“软笔调”，等高线图形就显得很圆滑。
②高山地貌特征为山顶尖锐、山脊狭窄和斜坡凹形，最典型的形态是刃脊与角峰。化简这种冰川侵蚀作用的地貌时用“硬笔调”，应以角状转折、边线呈凹弧状的多角形表示角峰，以尖锐转折的狭长等高线表示刃脊，以狭长鞍部连接各山头，等高线图形较平直，转折明显呈角状。中山、低山的谷地深切、斜坡陡峻，丘陵地貌浑圆、宽谷浅丘、斜坡平缓。化简中山地貌用“中间笔调”，丘陵地貌用“软笔调”。
③黄土地貌中沟谷地形特别发育。整个地区，黄土沟谷纵横，地形支离破碎，谷地深切，谷壁陡峭。化简黄土地貌用“中间笔调”，在图上，等高线弯曲多呈角状转折，过谷底呈明显的“V”字形。
④岩溶地貌其特点是正向地形、负向地形都有发育，到了中期、后期岩溶地貌特征更为典型，并且形成浑圆形的山包和宽广的谷、盆。化简岩溶地貌用“软笔调”，反映山坡的等高线平缓圆滑，谷、盆呈“U”形，等高线也很圆滑，没有折角，底部等高线稀疏，谷坡等高线密集协调。
⑤干燥剥蚀山地，岩沟密布，尖棱突露，形成石质残山，呈现锯齿状特征。概括干燥区地貌用“硬笔调”，等高线图形破碎、尖硬、呈折线状，过谷地和山脊处多呈棱角状弯曲。
⑥风积地貌是指沙漠地貌。化简风积地貌用“软笔调”，因堆积作用强烈，不论其沙地类别，等高线图形的共同特征是呈平滑的圆弧形弯曲。
3.谷地的选取
谷地的选取由数量和质量两个方面确立:数量指标是指选取谷地的数量，用于反映地貌的切割密度；质量指标是指谷地在表达地貌中的作用和重要性，用于控制谷地选取的对象。
1)谷地选取的数量指标
(1)谷间距:谷间距指相邻两条谷地的谷底线之间的距离。谷间距为2～5mm，它适用于不同切割密度的区域，2mm是保证地貌清晰性最小谷间距，5mm是保证地貌详细性最大谷间距。
不同切割密度是根据在资料图上1cm长的斜坡上包含的谷地条数来衡量的。表6-10是在比例尺缩小一半的条件下新编图上应选取的谷地条数和谷间距指标。
表6-10 谷地选取条数与谷间距
(2)谷地选取比例:谷地选取比例是建立在不同比例尺地图之间谷地数量对比基础上的一种方法。考虑不同比例尺地图的不同要求和不同切割程度的影响，按选入的谷地总数分别进行统计，整理，可以得到地貌不同切割地区的谷地选取比例(表6-11)。(https://www.daowen.com)
表6-11 资料图与新编图比例尺分母是1∶2比例关系的谷地选取比例
地貌综合时，采用规定谷地选取比例的方法比较方便，易于掌握。具体实施时，要按地貌切割程度分区，而后按表6-11的比例选取谷地。
考虑到读图的需要，不管资料图上谷地有多少条，新编图上1cm范围内选取的数量一般都不应超过5条。
(3)用方根模型确定谷地选取数量:根据基本选取规律，为了保持地图的详细性和不同地区的密度对比，对各种不同的切割密度区采用不同的比例。可用式(6-8)方根模型确定谷地选取数量。
式中:nF为新编图上选取谷地的条数；nA为资料图上的谷地条数；MA为资料图的比例尺分母；MF为新编图的比例尺分母；x为选取级，它由不同的切割密度条件确定，x分别取0，1，2，3，相应于地貌切割地区的极稀区、稀疏区、中密度区和稠密区。
2)谷地选取的基本原则
根据谷地在表达地貌中的作用和重要性，确定哪些谷地应该选取。
(1)根据谷地的大小选取:谷地大小可以由等高线弯曲的宽度和长(深)度来进行判断，表示谷地等高线的数量也是判断谷地大小的一个重要标志。由多条等高线所形成的谷地一般较一两条等高线所形成的谷地要长(深)，因而也就重要。
(2)根据谷地的位置选取:首先选取组成明显鞍部的等高线弯曲，优先选取分隔两相邻斜坡的谷地。作为主要河流河源的谷地，有河流的谷地，构成汇水地形的谷地，反映山脊形状和走向的谷地等重要谷地都应该优先选取，如图6-31所示。
图6-31 谷地的选取
(3)保持谷地密度对比关系选取:选取谷地时，须按切割程度进行地貌分区，以便对不同切割程度的区域采取不同的选取指标，保证切割强烈的地区在单位长度内选取谷地的绝对数量多，切割微弱的地区选取谷地的数量少一些，以保持谷地密度对比关系。
4.山顶的选取和合并
山顶指在局部区域内高程最高的一条等高线，它多是封闭的。在中、小比例尺地形图上，由于表达山头的独立等高线可能变得很小，就需要进行选取或合并处理。
1)选取
(1)标志山体最高的山顶必须选取，当它的面积很小时，要夸大到必要的程度，例如达到0.5mm2。
(2)优先选取山体结构方向上的山顶。
(3)反映山顶的分布密度。
2)合并
对于小山头群，当其图形很小时(小于最小尺寸)，一般不允许合并。对连续分布于山脊上的小山头，有时为了强调地形的构造方向性，可采用合并的处理手法:沿山脊线分布的间隔小于0.5mm的山顶；连续分布的方向一致的条形山顶、沙垄、风蚀残丘等。
5.地貌符号和高程注记的选取
1)地貌符号的选取
地形图上不能用等高线表示的微地形和激变地形用地貌符号表示。
(1)点状地貌符号的选取:
点状地貌符号又称独立微地形符号，属于定位的地貌符号，但是并不能反映它们的真实大小，如溶斗、土堆、岩峰、坑穴、隘口、火山口、山洞等。根据其目标性、障碍作用，指示作用进行选取，并反映其分布密度。
(2)线状地貌符号的选取:
用线作为基准的符号，用来表示条形的激变地形，如冲沟、干河床、崩崖、陡石山、岸垄、岩墙、冰裂隙等，它们也是定位符号。这些激变地形符号虽然不能用等高线表示，但可表示其分布范围、长度、宽度、高度等。制图综合时根据其大小和间隔进行选取。
(3)面状地貌符号的选取:
它们常没有确定的位置，属于说明符号，只能反映区域的性质和分布范围，也可以有示意性的密度差别，如砂砾地、戈壁滩、石块地、盐碱地、小草丘地、龟裂地、多小丘沙地、冰碛等。制图综合时根据其大小进行选取。
2)高程注记的选取
高程注记分为高程点的高程注记、等高线的高程注记和地貌符号的比高注记。
对高程点的高程注记进行选取时，首先应选取区域的最高点和最低点，如著名的山峰，主要山顶、鞍部、隘口、盆地、洼地的高程；测量控制点、水位点、图幅内最高点的高程；各种重要地物点的高程，道路、桥梁、机场的高程；水库、港口、湖泊、河流交汇处的高程；迅速阅读等高线图形所必需的高程等。地形简单而完整的地区少选些，地形复杂而破碎的地区多选些。地物和方位物较少的地区，等高线不能充分表示地貌形态的平原、丘陵地区应多选一些。高程注记需要取整时，通常不采用四舍五入的算法，而是只舍不进，即任何时候都不得提高地面的高度。
等高线上的高程注记是为迅速判明等高线的高程而设置的。优先选取在山麓地带斜坡的底部、较大谷地的谷坡上、高原边缘、阶地和台地的等高线高程注记。高程注记字头朝上坡方向，所以一般应尽量避免选取北坡上等高线高程注记。删去谷地、山脊等高线急拐弯处的等高线高程注记。尽量选取较平缓的斜坡地段的等高线高程注记。
地貌符号的比高注记是符号的组成部分，根据比高值的大小和重要性进行选取。
6.地貌等高线图形概括的实施方法
图形化简前，先要做好分析地貌形态特征和勾绘地貌结构线两项准备工作。
1)分析地貌形态特征
分析地貌特征时，以研究地貌形态特征为主。分析地形地貌的高度、比高、山脊走向、山顶特征、斜坡类型、切割状况等，谷地和山顶基本形态特征，必要时还要分析地貌成因，为的是正确反映其地貌类型形态特征。
2)勾绘地貌结构线
地貌形态是由山顶、鞍部、斜坡、谷地等基本要素构成。这些基本要素可以分解成点、线、面几种最基本的要素。其中面与面的交线在很大程度上成为地貌的骨架线，称之为地貌结构线又称地性线，主要包括山脊线、谷底线、倾斜变换线和山棱线等。
在进行等高线图形概括前，首先要勾绘出各种需要的地貌结构线，其中谷底线最重要。凡欲选取的谷地都要勾绘出谷底线的正确位置。其目的在于保证新编图上谷地位置正确，使等高线易于套合，谷地明显；同时，勾绘的谷底线可控制谷地的取舍程度。
地貌综合时，山脊线一般不需要勾绘。只有在山脊线不明显时或者山脊线处等高线呈明显转折时(如刃脊)，为保证山脊线的位置准确，才需要事先勾绘出山脊线。
关于其他的地貌结构线，如山棱线、倾斜变换线等，则根据实际需要勾绘。
3)等高线图形化简
一般先选取计曲线，再选取控制山脊与谷底位置的等高线，然后选取一般首曲线，最后根据实际需要选取补充等高线。
根据等高线的位置，先选取特殊位置的等高线，再选取其他的等高线。例如，一般先选取谷地里最低的一条等高线、倾斜变换线处的等高线、山顶的等高线以及分散丘陵的基底等高线等。
从等高线稀疏向等高线密集方向进行选取。如果是狭窄的谷底，等高线与河流发生争位性矛盾时，则要先从矛盾最突出的部位选取。
图6-32是等高线综合的一个实例:(a)图是根据1∶5万地形图缩小为1∶10万地图上的资料等高线图形，并在此图上勾绘地性线；(b)图是1∶10万的编绘图；(c)图是由1∶10万编绘成1∶25万的编绘图；(d)图则是1∶25万比例尺地图的放大图，目的是让读者看清图形概括的情况。
7.地理名称注记的选取
地图上需选注一定数量的地理名称注记。地理名称注记分为山峰、山脉、山岭、山隘名称，根据山系规模可分为若干个等级。依据等级大小选取较大的地理名称注记注出。
选取的山脉、山岭名称均应沿山脊线用曲屈字列注出，字的间隔不应超过字大的5倍。山体很长时可以分段重复注记。
图6-32 等高线图形化简
山峰名称视具体情况选取，优先选取主峰、著名山峰、具有制高点意义的山峰等。通常山峰名称被选取，该山峰的高程注记也应同时选取。选取的山峰名称通常采用水平字列，排列在高程点或山峰符号的右侧或左侧，与山峰高程注记配合表示。重要山隘、独立山头等名称应选取注出。
