20.4　地图绘制中的表示方法

20.4　地图绘制中的表示方法

地势　地势是地形中的第三维，地图绘制人员明确勾勒出地势的轮廓线，就可清晰地显示出地形的结构状态，并可确定各点的地表高度和坡度。但是，18世纪以前的地图都不能令人满意地表现这些状态。当时的地图一般在半透视图或鸟瞰图上采用象形符号，用斜线绘出阴影，模拟来自西北方向的光照。这种方法表达了相对海拔高度的总体印象，却未能揭示地势特征、绝对高度和坡度的情况。

在18世纪早期，地图绘制人员开始采用垂直阴影线绘制法，犹如自目标上方光源照射形成的垂直阴影或亮度。这种方法有利于在平面图上表现地势的起伏特征，由此法发展为晕滃法，即用沿坡度方向绘制平行的晕滃线来表示地形的起伏，其陡度则以晕滃线的粗细及其相互间隔的疏密来表示。1757年，在布歇（Philippe Buache，1700—1773）的自然地理图中，就采用了这种具有浮雕效果的常用手法，来表示河流系统和分水岭的形态学特征。实际上，是帕克（Christopher Packe，1686—1749）在其《东肯特地区自然地理图》（Philosophicochorographical Chart of East Kent，1743年）中首先使用这种方法，来显示河谷地区以及“用于宣泄地表水流”的状态［4］。

卡西尼的法国地图采用了不敏感的晕滃线绘图风格，只能用于表示两种高度——通过峭壁把侵蚀性河谷与周围台地区别开来。卡西尼认为需要对全国进行广泛的水准测量，并承认他的那些地形测量员的能力有限，只能要求他们用野外作业的粗略记录简单勾画出地势的草图，例如对“坡度的低或高”分别用D或F来表示。尽管卡西尼勾画地势轮廓的方法被广泛用于军事测量和地形测量工作中，但它还是被莱曼（J.G.Lehmann，1765—1811）1799年发表的“山脉描绘理论”（theory of mountain drawing）所取代（图333）。在莱曼引入的晕滃绘制法的科学体系中，坡度采用一组等距平行线来精确表示，粗细度则与倾斜角度成比例。莱曼系统在欧洲大陆被广泛采用，瑞士进行的第一次全国测量即“杜福地图”中，其南部和东部的坡度上着重用晕滃线布局来模拟斜向光照，并获得了显著的浮雕效果。

无论是晕渲法（hill-shading）还是晕滃法（hachuring），虽然其形式精致细腻，但在表示不同斜度方面还有局限性，而且根本无法表示绝对海拔高度。随着18世纪的测量员掌握使用了观测高度的野外作业仪器——测量水准仪、气压计、地平经纬仪和视距仪，地图绘制人员就能够在地图上记录高度测定结果，尽管在当时这样的结果为数还不多。1807年，洪堡指出当时全世界经过可靠测定的高度不超过122个，其中将近一半还是他自己用气压计观测所得，而且在法国一级国家地图发行之前，还没有人采用系统的水准测量法实施大面积的地形测量工作。但是，18世纪的地图绘制人员还是发展出了以后在19世纪用于表示绝对高度的各项主要技术。

自16世纪以来，许多海图已经采用水深测量法测得的深度图（depth-figures）来记录海底或河床的地势。但直至18世纪中期，陆地地图上才标明了高度轮廓线或“标高”。1743年的帕克地图提供了最早的英国实例，数据是用气压计观测的。大约在同时，一些法国的军事工程师在他们的防御工事平面图中，开始插入根据水准测量法测得的高度轮廓线。

哈雷（Edmond Halley，1656—1742）的地磁变化图（1701年）将等容线引入制图术，一些海洋测量人员则习惯于在海图中采用轮廓线（form lines）来表示海岸大陆架和海岸浅滩的界限。通过简单改进，连接水深相等各点的线就可以表示水下的轮廓线或等深线。这一方法被荷兰工程师克罗奎斯（N.S.Cruquius，1678—1754）首先采用，在他的梅尔韦德河测绘图（1729年）上以1英噚的垂直间隔绘制等深线，表示的深度是相对于低水位标（其本身也是一根等深线）的。布歇（P.Buache）在1737年绘制并在1752年出版的一幅英吉利海峡的海洋测深图，以10英噚的间隔绘出了等深线，并附有海床的垂直分段图（图334）。(https://www.daowen.com)

自克罗奎斯首次试用以后的一个多世纪里，等深线法（contouring）在海图测绘工作中并未被普遍采用，直到1834年和1838年才分别由俄罗斯和英国用于绘制官方海图。在此期间，法国于1771年对这种方法在地形测量中的应用进行过理论研究。1777年，赫顿（Charles Hutton，1737—1823）采用了这一方法对苏格兰的一座高山进行重力测量，“用一条暗淡的细线将具有同等相对高度的各点连接起来”。能找到等高线的第一幅大型陆地区域地图是由迪潘—特里尔（J.L.Dupain-Triel，1722—1805？）绘制的法国地图（1799年），他试图“通过一种创新的水准测量方法”来表示全国的地形，于是采用了在平均海平面上以20米的垂直间隔的等高线，配合标高点、斜的晕滃影线和横贯全国的垂直分段图来表示高度。

据推测，在19世纪早期，人们对测高术或高度的比较和研究形形色色，各不相同。地质学家和气象学家要求有各种规格的、精确的山岳地形图。在洪堡（1769—1859）和伯格豪斯（H.C.W.Berghaus，1797—1884）的地图中，显示了高度与植被和其他自然现象分布之间的相互关系。这类研究要求有各种海拔高度的数据资料，随着一系列全国性的测量工作的展开，这些资料可以通过不断增加的气压计观测数据和水准测量数据来获得。用测高术测绘的大面积地形图可以更清楚地显示出地形，例如布雷斯多夫（J.H.Bredsdorff，1790—1841）和奥尔森（0.N.Olsen，1794—1848）采用晕滃法以1000英尺等高线绘制的《欧洲山岳地形学图稿》（Esquisse orographique de l'Europe，1824），以及1856年由齐格勒（J.M.Ziegler，1801—1884）绘制出版的《测高计法绘制的世界地图册》（Hypsometrischer Atlas of the world）。从此，采用等高线绘图法并配以标高点和轮廓线，就成为精确记录高度的一种标准方法，再结合分层设色或着色［首先用于阿道夫·施蒂勒（Adolf Stieler）的《地图集手册》（1817—1834）中］以及晕滃法或晕渲法，则是表现土地形态学的有效绘图手段。

土地覆盖物　自16世纪开始，地籍规模的地产图都对垦围土地的栽培状况有所描述，但是地区性地图的比例尺一般都太小，无法显示比林区、未开垦荒地和种植园范围更小的土地状况。在德国和其他欧洲大陆国家，无论是经济开发还是狩猎，森林所具有的价值都需要在地图上将它精确测绘出来。在所绘地图上，落叶乔木与大多非落叶的针叶树之间均有所区分。18世纪的一些中比例尺的地形图，特别着眼于表达植被状况和土地的利用状况。卡西尼的法国地图及其各种分图，只是详细绘出了围场、林地和观赏植物园地。但是，英格兰的土地革命，再加上土地财产权的积极发展和新颖农耕技术的引进，要求人们对土地覆盖物的描绘更加确切。帕克的东肯特地图（1743年），对于可耕地、丘陵地和沼泽地都有明确区分。在18世纪下半叶的英格兰各郡地图上，地图绘制人员——通常也是地产丈量员——对于庄稼区域和植被区域，都是采用从大比例尺平面图中改编来的各种符号标汇。例如，在约翰·罗克（John Rocque，约1704—1762）的2英寸比1英里的地图上，按相应的惯例标明了可耕地和牧场、蛇麻草地、正式园林和自然园林、公园和林地、荒原和沼泽地。

米尔恩（Thomas Milne，盛年为1788—1800年）在1795—1799年间进行测量并在1800年出版了一幅覆盖面积为16英里×14英里的伦敦区地图，其比例尺为2英寸比1英里，采用了更系统全面的技术［5］。与罗克的地图不同，这幅地图对各处围地的边界范围进行了仔细测量，对每一片田地（无论是露地还是圈地）都标上表示耕种情况的特殊字符和颜色，从而区分了不少于17种类型的土地使用情况。令人震惊的是，米尔恩的地图预见到了20世纪的土地使用情况的勘测方法。

专用地图　对地球上的地表和水面的各种有机现象和无机现象进行的观测，以及对其自然组成的调查研究，都要求分别绘制各种特殊类型的地图，其各种表达方式将在下一节中进行探讨（边码620）。