7.1普通地图的特征
7.1.1普通地图的定义及其内容
普通地图是以相对平衡的详细程度表示地面各种自然要素和社会经济要素的地图。如水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线等。
普通地图的内容包括数学要素、地理要素和图廓外要素三大类。
7.1.2普通地图的基本特征
普通地图除具有地图的基本特征(具有严密的数学基础、运用地图语言表示事物、实施科学的地图综合)外，还具有以下几个基本特征。
(1)普通地图主要表示制图区域中客观存在的自然和社会经济要素的一般特征，如，水系、地貌、土质植被、居民地、交通线、境界线等，不突出表示其中的某一种要素。
(2)普通地图具有严密的数学基础和高精度的可量测性。普通地图表示地图要素时，一方面，强调的是事物的定位特征，即什么东西在什么地方；另一方面，可以从地图上获取地面物体的大小、长短、方向、坡度、面积和距离等其他数据信息。
(3)普通地图是以描绘人类活动的可见环境为主，其表示内容时，大多采用图案化的符号，与实地物体图形具有相似性或者象征性。普通地图符号的图形特征具有象形和会意的特点。普通地图中符号的尺寸大多与地图比例尺成比率。普通地图符号在地图上的位置通常代表着实地物体的真实位置，从而使地图具有准确的可量测性。
(4)印色的习惯特性。普通地图的印色具有习惯性，特别是我国大比例尺地形图一直采用四色印刷。黑色表示人工物体，如居民地、道路、境界、管线等；蓝色表示水系要素，如江、河、湖、海、井、泉等；棕色表示地貌与土质，如等高线、各种地貌符号等；绿色表示大面积植被，如森林、竹林、果园等。
7.2独立地物表示方法
1.定义
实地形体较小、无法按比例表示的一些地物，统称为独立地物。
2.表示内容
地图上表示的独立地物主要包括工业、农业、历史文化、地形等方面的标志。在1.2.5万~1.10万地形图上独立地物表示较为详细，如表7-1所示。随着地图比例尺的缩小，表示的内容逐渐减少，在小比例尺地图上，主要以表示历史文化方面的独立地物为主。
3.表示方法
由于独立地物实地形体较小，无法以真形表示，所以大都是用侧视的象形符号来表示。
在地形图上，独立地物符号必须精确地表示地物位置，所以符号都规定了其主点，便于定位。当独立地物符号与其绘制位置有冲突时，一般保持独立地物符号位置的准确，其他物体移位绘出。街区中的独立地物符号，一般可以中断街道线，街区留空绘出。
7.3地貌表示方法
地貌是普通地图上最主要的要素之一，它与水系一起，构成地图上其他要素的自然基础，影响着其他要素的地理分布。从地貌本身的固有特点来看，地貌是地球表面的起伏形态，是地表的外貌。作为地表形态这一客观实体，它是一种立体的形态。即相对于二维平面来说，它是一种三维空间的物体形态。这正是我们要重新塑造、再现地貌这一客观实体时所首先要解决的问题。
7.3.1地图上表示地貌的目的
把实地三维空间的地貌通过制图手段模拟再现在二维地图平面上。为了满足用图的要求，地图上表示地貌必须达到的目标如下。
(1)反映地貌形态特征。要便于清楚地识别各种地貌类型、形态特征、分布规律和相互关系。如黄土地貌、河流地貌、冰川地貌等。
(2)具有可量测性。要便于判断地面的坡向、坡度和量测其坡度，可以确定地面上任意一地面点的高程，能计算和量测其面积和体积等。
(3)显示出立体感。
7.3.2基本地貌表示方法
1.写景法
写景法也叫“透视法冶，是以绘画写景的形式表示地貌起伏和分布位置的地貌表示法。
虽然写景法表示地貌有一定的立体效果，且一目了然，易会易懂，便于复制，但因其缺乏一定的数学基础，且画法具有随意性，目前地形图上已不再采用这种方法了。图7-2是西欧地图上的地貌写景图。
然而，随着科学技术的进步，一种建立在等高线图形基础上的现代地貌写景法又有了很大的改进和发展。绘图者根据等高线用素描的手法塑造地貌形态，是一种简便的方法(见图7-3)，但需要一定的技巧。根据等高线图作密集而平行的地形剖面，然后按一定的方法叠加，获得由剖面线构成的写景图骨架，经过艺术加工也可制成地貌写景图。图7-4分别为剖面按正位叠加、斜位叠加及经过透视处理后叠加而成的地貌写景图示例。电子计算机应用于制图为绘制立体写景图创造了有利的条件。根据DEM自动绘制连续而密集的平行剖面变得十分方便。图7-5为由一组平行剖面和两组平行剖面所构成的立体写景图。
2.地貌晕法
地貌晕滃法，是沿地面斜坡方向布置晕线(粗细、长短不同的短线的排列)以反映地貌起伏和分布范围的一种方法，出现在17世纪中叶。
晕滃法优于写景法，在于能较好地反映山地范围，但依据晕线不能准确确定地面的高程，测定坡度；图面遮盖太大，干扰其他要素；绘制困难，工作量大，需要很高的技艺和很多时间，所以未得到进一步推广，见图7-6。已被晕渲法所代替。
3.地貌晕渲法
地貌晕渲法是把光影在地面上的分布规律进行归纳总结，在地图平面上用不同色调(墨色和彩色)的浓淡表示全部光影变化，可获得图上地貌的起伏立体感的方法。其实质就是光影立体效果在地图上的应用。由于晕渲法的阴影浓淡变化的黑度值是可以计算的，所以计算机自动地貌晕渲技术得到了迅速发展。
晕渲的表现形式如下。
(1)根据三种光照原则划分。直照晕渲、斜照晕渲和综合照晕渲，它们分别适用于不同高差对比的山体(见图7-7)。
淤直照晕渲。假设光源位于天顶，光线垂直射到地面，由于地面各部分的坡度不同，其受光量也各异。在直照光源下，坡度越陡，阴影越暗。
于斜照晕渲。斜照晕渲的光影黑度值是可以依地面坡度和坡向计算出来的，其基本原理可总结为：迎光面越陡越亮，背光面越陡越暗，阴暗随坡向而改变，平地也有淡影三分，这也是计算机自动斜照晕渲的基础(见图7-8)。
其特点是技法易掌握，图面立体效果好，与等高线法配合使用，地貌不仅富有立体感，而且可进行精确显示，见图7-9。但当其是由视错觉和心理联想产生的立体感渲绘和印刷的质量稍差时，立体感就会降低。晕渲法是目前在地图上产生地貌立体效果的主要方法，应用较广。
(2)按晕渲表现地貌的详细程度划分。有全晕渲和半晕渲。
4.等高线法
1)定义
用等高线来表现地面起伏形态的方法，称为等高线法。
2)特点
等高线法的基本特点就在于它具有明确的数量概念，可以从地图上获取地貌的各项数据；可以用反映地面的起伏形态和切割程度，使得每种地貌类型都具有独特的等高线图形。
等高线的基本特点如下。
(1)位于同一条等高线上的各点高程相等。
(2)等高线是封闭连续的曲线。
(3)等高线图形与实地保持几何相似关系。
(4)在等高距相同的情况下，等高线越密，坡度越陡；等高线越稀，坡度越缓。
3)基本概念
(1)等高线。高程相等各点连接而成的闭合曲线。见图7-10。
(2)等高距。地形图上相邻两等高线间的高程之差。
地形图上的等高线有三项基本规定：一是同一幅地形图上采用同一的等高距，称为基本等高距，以有利于地势高低的对比；二是每根等高线的高程要为基本等高距的整数倍，等高线的高程顺序必须从0m起算；三是在地势陡峻、高差很大地段，等高线十分密集时可以只绘计曲线或合并两条计曲线间的首曲线。在大、中比例尺地形图上等高距是固定的(见表7-2)，根据等高线的疏密可以判断地形的变化情况。
(3)等高线平距。相邻等高线在水平面上的垂直距离。
(4)示坡线。垂直于等高线而指向下坡的短线。
4)等高线的种类
地形图上的等高线分为首曲线、计曲线、间曲线和助曲线四种(见图7-11)。
(1)首曲线。基本等高线，按基本等高距由零点起算而测绘的。用细棕色实线表示。
(2)计曲线。加粗等高线，为计算高程方便而加粗描绘的等高线。用粗棕色实线表示。
(3)间曲线。半距等高线，相邻两条基本等高线之间测绘的等高线，用以反映重要局部形态。用棕色长虚线表示。
(4)助曲线。辅助等高线，任意高度上测绘的等高线，表示重要微小形态。用棕色短虚线表示。
等高线符号一般多用棕色表示。
等高线法的不足之处有：其一，缺乏视觉上的立体效果；其二，两等高线间的微地形无法表示，需用地貌符号和地貌注记予以配合和补充。为了增强等高线表示法的立体效果，人们作了大量的探讨和研究，归纳起来有两种做法：淤采用其他辅助方法与之配合，以弥补等高线表示法立体效果较差的缺陷；于是在等高线本身上下工夫，如采用粗细等高线(见图7-12)和明暗等高线(见图7-13)的手段来增强其立体效果。
5.地貌分层设色法
地貌分层设色法是以等高线为基础，在等高线所限定的高程梯级内，设以有规律的颜色，表示陆地的高低和海洋深浅的方法，如图7-14所示。它能明显地区分地貌高程带；利用色彩的立体特性，产生一定的立体感；减少变距高度表视错觉的影响。从某种意义上讲，此法是对由等高线所圈定的高程带的一种增强视觉立体感方法。在小比例尺地图上应用更为有效一些。
这种方法加强了高程分布的直观印象，更容易判读地势状况，特别是有了色彩的正确配合，使地图增强了立体感。不难看出，构成分层设色的基本因素有两个：一是合理地选择等高线，二是正确利用色彩的立体特性，即设计出一个好的色层表。
分层设色法在设色时要考虑地貌表示的直观性、连续性和自然感等原则，如以目前普遍采用的绿褐色系列为例，平原用绿色，丘陵用黄色，山地用褐色；在平原中又以深绿、绿、浅绿等三种浓淡不同的绿色调显示平原上的高度变化；高山(5000m以上)为白色或紫色；海洋部分采用浅蓝到深蓝，海水愈深，色调愈浓。这种设色系列把色相与色调结合起来，层次丰富，能引起对自然界色彩的联想，效果较好。常用的色层表有：适应自然环境色表、相似光谱色表和不同色值递变色表。
由于分层设色法使地图图面上普染了底色，因此底色上某些要素的色彩会发生变化或不够清晰，深色层面上的名称注记不易阅读。
6.地貌的综合表示法
由于表示地貌的每一种方法都有其优缺点，因此把上述方法组合起来表示地貌将会更有效。目前人们正在从事此方面的研究。
7.地貌符号与地貌注记
地貌符号与地貌注记作为等高线显示地貌的辅助方法而被广泛地应用于地图上。
1)地貌符号
地表是一个连续而完整的表面。等高线法是一种不连续的分级法，用等高线表示地貌时，仍有许多小地貌无法表示，或受地图比例尺的限制，需用地貌符号予以补充表示。这些微小地貌形态可归纳为独立微地貌、激变地貌和区域微地貌等。
独立微地貌是指微小且独立分布的地貌形态。如坑穴、土堆、溶斗、独立峰、隘口、火山口、山洞等。
激变地貌是指较小范围内产生急剧变化的地貌形态。如冲沟、陡崖、冰陡崖、陡石山、崩崖、滑坡等。
区域微地貌是指实地上高差较小但成片分布的地貌形态。如小草丘、残丘等，或仅表明地面性质和状况的地貌形态，例如沙地、石块地、龟裂地等。
2)地貌注记
地貌注记分为高程注记、说明注记和地貌名称注记。
高程注记包括高程点注记和等高线高程注记。高程点注记用来表示等高线不能显示的山头、凹地等，以加强等高线的量读性能。等高线高程注记则是为了迅速判明等高线高程而加注的，应选择在平直斜坡，以便于阅读的方位注出。
说明注记说明物体的比高、宽度、性质等，按图式规定与符号配合使用。
地貌名称注记包括山峰、山脉注记等。山峰名称多与高程注记配合注出。山脉名称沿山脊中心线注出，过长的山脉应重复注出其名称。
7.3.3地貌表示方法的发展
随着人们对地貌表示的需求增加和科学技术及测绘技术的发展，地貌表示经历了由传统纸质二维平面表示到基于数字地面模型的计算机辅助地貌的表示。随着战场数字化建设对地貌信息保障提出的新要求和计算机图形图像技术、可视化技术的引入，地貌表示又进入到数字地貌虚拟表示这个崭新的阶段。
二维数字立体地貌的立体感是利用能产生心理立体视觉的透视方法或晕渲方法产生的，不具有真三维立体感。而在虚拟现实技术和三维图形技术的支撑下，所表示的地貌具有生理立体视觉感。其地貌表示更加生动、逼真、形象。地貌虚拟表示是一种利用计算机技术和可视化技术，将数字化的地貌信息用计算机图形方式再现，加以双眼立体观察设备(头盔、数据手套等)，使地貌具有“临场感、真三维立体感冶。
地貌虚拟表示法的特点主要体现在如下几个方面。
1.基于数字信息的地貌表示方法
传统地貌信息以图形的方式直接绘制在纸质地图上，现在是以数字信息(文件)的方式记录在计算机的存储介质中，如磁盘、光盘等，是快速量算和自动分析的基础，可直接参与各种数学模型和分析模型的计算。
2.真三维空间特征表示
建立在三维模型基础上的真三维空间表示，在显示效果上更加符合人眼观测地貌的规律，借助于一定设备，更能让人产生“身临其境冶感，从而实现大多数读图者在读图时想“进入地图冶的愿望，从而使人们对地貌信息的接受更加自然。
3.实时动态性
传统纸质地图与数字地貌的立体是静态的。而数字地貌虚拟表示则可放大、缩小、漫游、旋转，甚至“飞翔冶。借助“虚拟现实冶的技术和设备，更能产生逼真感，满足实时显示的要求。
4.可交互性
传统纸质地图是不可交互的，一般的数字地貌表示的交互也是有限的，而数字地貌虚拟表示在虚拟环境中可借助专门的设备进行交互操作，获取新的信息。
5.多比例尺(多分辨率)
传统纸质地图一旦制作完毕，比例尺是固定的，而现在数字地貌虚拟表示可以根据需求任意变化比例尺。
地貌虚拟表示广泛地应用于工程建设、战场数字化建设等领域。
7.4水系表示方法