今天,我們将繼續講解大比例尺地形測繪的相關知識。今天我們詳細講解等高線,這是比較有趣、簡單的一節内容。
等高線是表示地貌的主要形式。地貌是地形圖要表示的重要信息之一。地貌盡管千百态、錯綜複雜,但其基本形态按其起伏的變化可以歸納為幾種典型地貌,如山頭、山脊谷、山坡、鞍部、窪地、絕壁等。
等高線的定義
等高線是地面上高程相同的相鄰點所連的一條閉合曲線。水面靜止的湖泊和池塘的水邊線,實際上就是一條閉合的等高線。如圖所示,設有一座位于平靜湖水中的小山頭,山頂被湖水恰好淹沒時的水面高程為100m,然後水位下降5m,露出山頭,此時水面與山坡就有一條交線,面且是閉合曲線,曲線上各點的高程是相等的,這就是高程為5m的等高線,随後水位又下降5m,山坡與水面又有一條交線,這就是高程為90m的等高線。依此類推,水位每降落5m,水面就與地表面相交留下一條等高線,從而得到一組高差為5m的等高線。設想把這組實地上的等高線沿鉛重線方向投影到水平面H上,并按規定的比例尺縮繪到圖紙上,就得到用等高線表示該山頭地貌的等高線圖。
這些等高線的形狀和高程,客觀地顯示了小山頭的空間形态,同時又具有可度量性。
等高距與等高線平距
兩條相鄰等高線的高差稱為等高距,常以h表示。常用的等高距有1m、2m、5m、10m等幾種,根據地形圖的比例尺和地面起伏的情況确定。在同一幅地形圖上,等高距是相同的。
相鄰等高線之間的水平距離稱為等高線平距,簡稱平距,常以d表示。因為同一張地形圖内等高距是相同的,所以等高線平距d的大小直接與地面坡度有關。地面坡度i可以寫成:
i=h/d
等高線平距越小,地面坡度就越大;平距越大,則坡度越小;平距相等,坡度相同。因此可以根據地形圖上等高線的疏、密來判定地面坡度的緩、陡,同時還可以看出:等高距越小顯示地貌就越詳細;等高距越大,顯示地貌就越簡略。還有某些特殊地貌,如沖溝、滑坡等其表示方法參見地形圖圖式。
測繪地形圖時,要根據測圖比例尺、測區地面的坡度情況和國家規範要求選擇合适的基本等高距,見表所示。
典型地貌的等高線
地面上地貌的形态是多樣的,進行仔細分析後,就會發現它們一般是由山頭、窪地、山脊、山谷、鞍部等幾種基本地貌組成。了解和熟悉用等高線表示典型地貌的特征,就能比較輕容易地根據地形圖上的等高線,分析和判别地面的起狀狀态,将有助于識與測繪地形圖。典型地貌有:
(1)山頭和注地
圖(a)為某山頭的等高線,圖(b)為某窪地的等高線,它們投影到水平面上都是一組閉合曲線,在地形圖上區分山丘與注地的方法是:凡是内圈等高線的高程注記大于外圈者為山丘,小于外圈者為窪地,如果等高線上沒有高程注記,則用示坡線來表示。
示坡線是垂直于等高線的短線,用以指示坡度下降的方向。示坡線從内圈指向外圈,說明中間高,四周低,為山丘,示坡線從外圈指向内圈,說明四周高,中間低,為窪地。
(2)山脊和山谷
山脊是沿着一個方向延伸的高地。山脊的最高棱線稱為山脊線。山脊等高線表現為一組凸向低處的曲線,見圖(a)。山谷是沿着一個方向延伸的注地,位于兩山脊之間,貫穿山谷最低點的連線稱為山谷線。山谷等高線表現為一組凸向高處的曲線,見圖(b)。
山脊附近的雨水必然以山脊線為分界線,分别流向山脊的兩側,因此,山脊又稱分水線。而在山谷中,雨水必然由兩側山坡流向谷底,向山谷線彙集,因此,山谷線又稱集水線。山脊線和山谷線統稱為地性線。
在土木工程規劃及設計中,要考慮地面的水流方向、分水線、集水線等問題,因此,山脊線和山谷線在地形圖測繪及應用中具有重要的作用。
(3)鞍部
鞍部是相鄰兩山頭之間呈馬鞍形的低凹部位。典型的鞍部是在相對的兩個山脊和山谷的會合處,其左、右兩側的等高線是近似對稱的兩組山脊線和兩組山谷線,鞍部等高線的特點是在大的合曲線内,套有兩組小的閉合曲線(見圖),鞍部在是修建山區道路的關節點,越嶺道路常需經過鞍部。
(4)絕壁和懸崖
絕壁又稱陡崖,它和懸崖都是由于地殼産生斷裂運動而形成的。絕壁是坡度在70°以上的陡峭崖壁,有石質和土質之分。如果用等高線表示,将是非常密集或重合為一條線,因此采用鋸齒形的陡崖符号來表示,如圖(a)、(b)所示。
懸崖是上部突出,下部凹進的絕壁,這種地貌的等高線出現相交。俯視時隐蔽的等高線用虛線表示,如圖所示。
識别上述典型地貌用等高線表示的方法以後,就基本上能夠認識地形圖上用等高線表示的複雜地貌。圖為某一地區綜合地貌及其等高線地形圖。
等高線的分類
表示地形起伏的等高線有首曲線、計曲線、間曲線和助曲線之分(見圖)。
(1)首曲線
在同一幅地形圖上,按照基本等高距描繪的等高線稱為首曲線,又稱為基本等高線。用0.15mm寬的細實線繪制。
(2)計曲線
為了計算和用圖的方便,每隔四條基本等高線,或者凡高程能被5整除且加粗描繪的基本等高線稱為計曲線。例如等高距為1m的等高線,則高程為5m、10m、15mn…5m倍數的等高線為計曲線;又如等高距為2m的等高線,則高程為10m、20m、30m……10m倍數的等高線為計曲線。一般隻在計曲線上注記高程。計曲線的高程值總是為等高距的5倍。計曲線用0.3mm寬的粗實線繪制。
(3)間曲線
對于坡度很小的局部區域,當用基本等高線不足以反映地貌特征時,可按1/2基本等高距加繪一條等高線,該等高線稱為間曲線。間曲線用0.15mm寬的長虛線繪制,可以不閉合。
(4)助曲線
在地形較為平坦的區域,為了能夠更準确地利用地形圖設計工程建築物,有時在間曲線的基礎上還繪制出高差為四分之一等高距的等高線,通常把這一等高線稱為四分之一等高線,也稱助曲線。一般用0.15mm寬的細短虛線表示。
等高線的特性
為了掌握用等高線表示地貌時的規律性,現将等高線的特性歸納如下
(1)同一條等高線上各點的高程都相等但高程相等的點,不一定在同一條等高線上。
(2)等高線是閉合曲線,不能中斷(間曲線、助曲線除外),如果不在同一幅圖内閉合,則必定在相鄰的其他圖幅内閉合。
(3)等高線隻有在絕壁或懸崖處才會重合或相交。
(4)等高線經過山脊或山谷時轉變方向,因此,山脊線和山谷線應與轉變方向處的等高線切線垂直相交,如圖所示。
(5)在同一幅地形圖内,基本等高距(等高線間隔)是相同的。因此,等高線平距大(等高線疏)表示地面坡度小(地形平坦):等高線平距小(等高線密)則表示地面坡度大(地形陡峭);平距相等則坡度相同。
來源:科力達儀器
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