新編世界地勢圖的分層設(shè)色

廖小韻，佘世建，薛懷平，徐漢卿，張寒梅，徐之俊，鄧吉芳，郝曉光

（1.湖北省地圖院，湖北 武漢 430074；2.湖南地圖出版社，湖南 長沙 410004；3.中國科學(xué)院測量與地球物理研究所，湖北 武漢 430077）

1 新編世界地勢圖概況

新編（豎版）《世界地勢圖》（審圖號G5(2013)1769號）近日由湖南地圖出版社出版發(fā)行，與（豎版）《中國地勢圖》構(gòu)成了最佳適配效果。新編豎版《中國地勢圖》將南海諸島與大陸同比例展示出來，為認(rèn)識和維護(hù)中國海洋權(quán)益提供了有益的幫助；豎版《世界地勢圖》應(yīng)運(yùn)而生，采用新型的投影方法，克服了傳統(tǒng)世界地圖上南極洲和北冰洋變形極大的缺陷[1,2]，以緯線分割世界，展示了完整的兩極地區(qū)，以全新的角度呈現(xiàn)了世界的地理關(guān)系，與（豎版）《中國地勢圖》對稱使用，達(dá)到了地圖作品的視覺美。

傳統(tǒng)地勢圖是以表示地區(qū)的地貌特征為主的自然地圖，通常用等高線加分層設(shè)色的方法來表示[3-5]。隨著測繪技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合與不斷發(fā)展，地勢圖不再拘泥于以往的模式。新編（豎版）《世界地勢圖》采用全數(shù)字化高程數(shù)據(jù)計(jì)算生成，不摻雜人為的描繪成分；制作使用帶有空間位置特征（x、y、z）描述的數(shù)據(jù)源，選擇適度的分辨率，在ARCGIS環(huán)境下，利用擴(kuò)展3D分析模塊，采用正確的分層設(shè)色高度表，生成數(shù)字高程模型[6]，真實(shí)地把全世界陸地和海洋地勢起伏的形態(tài)逼真地表現(xiàn)出來（見圖1），形象地表達(dá)了世界地勢的總體地貌格局。新編（豎版）《世界地勢圖》數(shù)字高程模型的工作程序：分析全球地貌類型特點(diǎn)；以地貌形態(tài)特征為依據(jù)，確定高程帶及顏色比例，建立高度色層表；通過試驗(yàn)工作，確定合適分辨率的數(shù)據(jù)源；在ArcGIS環(huán)境下，利用擴(kuò)展3D分析模塊，生成數(shù)字高程模型。數(shù)字高程模型制作地勢圖的圖面視覺效果很重要的是分層設(shè)色。本文重點(diǎn)針對世界地勢圖的分層設(shè)色原則和方法進(jìn)行討論。

圖1 新編世界地勢圖

2 分層設(shè)色原則及方法

分層設(shè)色地勢圖的立體感強(qiáng)，既能表示地勢，又能在一定程度上表示各種地貌形態(tài)類型，區(qū)分高山、中山、低山、丘陵、平原、盆地等地貌單元。通過查看圖上所附的分層設(shè)色高度表，判讀分層設(shè)色地勢圖上各種顏色表示的高度范圍。 所以地勢圖的分層設(shè)色很重要的就是建立合適的高度表。每一種圖都有自己的高度表，它是制作高程模型，建立美觀、協(xié)調(diào)、合理的地勢的重要依據(jù)[4]，且高度表設(shè)計(jì)成敗的重要標(biāo)志應(yīng)該是表達(dá)地形的能力[4]。

高度表是由分層設(shè)色的若干基本單元按高程順序排列起來構(gòu)成的圖表，它是讀圖的工具。高程表的基本單元是等間隔的，每一個單元就是一個高程帶，隨地勢增高，各高程帶的等高距逐漸增大。基本單元的高程帶的界線與地貌類型的界線相吻合，各高層帶的等高距呈現(xiàn)出明顯的連續(xù)性和系統(tǒng)性。每個高程帶附有顏色，高程帶的交界也是變更顏色的界線[4]。

設(shè)計(jì)地貌高度表的原則和步驟：

1） 分析區(qū)域地貌特點(diǎn)，研究區(qū)域內(nèi)各種不同類型地貌特征，因?yàn)楦叱處У雀呔嗟拇_定是建立在對制圖區(qū)域進(jìn)行周密研究的基礎(chǔ)上的[4]。確定影響地貌類型變更的關(guān)鍵等高線，為確定高程帶提供依據(jù)。

2）研究同類小比例尺地勢圖的高度表，確定本圖幅高程帶的劃分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在世界范圍內(nèi)，陸地面積的68%不超過高程1 000 m ，陸地面積的34%在高程500 m以下[4]，這些地區(qū)通常是開發(fā)程度較高的地區(qū)。由此，需詳細(xì)表示這些地區(qū)的地表起伏，等高距略小，而對于可概略表示的高山區(qū)域，其等高距可大些。為了顧及各種不同類型地貌特征的顯示，可采取變動等高距。每個高程帶應(yīng)反映地面按高度分布的某種地貌類型，高程帶的分界線選在地貌類型的變更線上。

3）高程帶設(shè)色的原則需按照人們閱讀地勢圖的通常習(xí)慣，用象征色來表示不同的高程帶，如陸地按地面由低到高的順序，用綠、黃、棕等顏色分別表示平原、高原和高山地貌，綠色越濃，表示地勢越低，黃色越深海拔越高，棕褐色越深，表示地勢越高；海洋用濃淡不同的藍(lán)色表示海洋的不同深度。雪線以上的地區(qū)通常用近似白色的淺紫色表示[6]。

4）試驗(yàn)工作始終貫穿于建立高度表的全過程，通過不斷調(diào)整高度表高程帶的高程及設(shè)色，最終建立符合地勢表達(dá)的高度表。

非洲原木與東南亞進(jìn)口原木境況大體相似，越是價位中端的硬木，像沙比利、奧古曼等常年供應(yīng)銷售品種，交易頻率較快，價格行情穩(wěn)中上揚(yáng)，其升幅在45～130元/m3之間。

3 世界陸地的分層設(shè)色

1）確定影響陸地地貌變換的關(guān)鍵等高線，為確定高程帶提供依據(jù)。

分析世界地勢陸地地貌，68%不超過高程1 000 m，34%在高程500 m以下。對于陸地若干特殊等高線作以下分析。

①50 m。表達(dá)全世界地勢平原微型地貌的關(guān)鍵高程，如果沒有這個高程，很多平原典型地貌顯示不出來，如中國的華北平原及長江中下游平原，澳大利亞的艾爾湖盆地，南美洲的亞馬遜河流域及巴拉那河流域，北美洲的密西西比河流域以及西海岸，非洲的塞內(nèi)加爾河流域，歐洲的廣大平原區(qū)。

②200 m。平原和丘陵的高程變更線，也是全球很多著名平原的特征線。歐洲是世界上地勢最低的一洲，高度在200 m以下的平原約占全洲總面積的60%，平原所占比重之大，在各大洲中首屈一指；南美洲平原自北向南有奧里諾科平原、亞馬孫平原和拉普拉塔平原，其中亞馬孫平原面積約560萬 km2，是世界上面積最大的沖積平原，地形坦蕩，多在海拔200 m以下；還有亞洲的東北平原、非洲沖擊平原、北美山麓地帶等。

③500 m。丘陵和山地的高程變更線。非洲為高原大陸，地勢比較平坦，海拔500～1 000 m的高原占全洲面積60%以上，500 m高程對于表達(dá)非洲大陸形態(tài)比較重要。

④1 000 m、2 500 m、3 500 m、5 000 m。山地是陸地最基本的地形之一，分布廣泛，按照高度分為小起伏山地（小于500 m）、中起伏山地（500～1 000 m）、大起伏山地（1 000～2 500 m）、極大起伏山（大于2 500）；按照海拔高度可分為低山（小于1 000 m）、中山（1 000～3 500 m）、高山（3 500～5 000 m）、極高山（大于5 000 m）[5]?？梢? 000 m、2 500 m、3 500 m、5 000 m均為山地地貌類型的高程變更線。

2）選定陸地高程帶的高程，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的顏色。

通過對全球陸地地貌特征的分析，確定了高程變更線，新編世界地勢圖高度表選定的高程見圖2。

圖2 陸地高度表

分層設(shè)色高度表在確定了高度表的高程之后，合理選擇每個高程帶的顏色是增強(qiáng)地勢圖可視化效果的重要環(huán)節(jié)。地圖是地理信息可視化的載體之一，地圖的色彩是重要的可視化要素，良好的可視化風(fēng)格能使地圖使用者迅速、準(zhǔn)確地判讀地理信息。地勢圖通常用綠、黃、棕等顏色分別表示平原、高原和高山地貌，綠色越濃，表示地勢越低，黃色越深海拔越高，棕褐色越深，表示地勢越高。如果采取錯誤的高程，或者不恰當(dāng)?shù)纳试O(shè)計(jì)，很可能嚴(yán)重影響對全球地貌形態(tài)的判讀（見圖3）。

比較兩種不同高度表生成的數(shù)字高程模型，歐洲是全球海拔最低的洲，平原面積約占全洲面積的2/3，海拔200 m左右的廣大地區(qū)在地勢圖上應(yīng)呈現(xiàn)為綠色；阿爾卑斯山脈為山地，在地勢圖上應(yīng)呈現(xiàn)為淺黃色（見圖4）。北美大陸的密西西比河流域地勢平坦，在地勢圖應(yīng)該呈現(xiàn)為綠色；落基山脈在地勢圖上應(yīng)該呈現(xiàn)為淺黃色（見圖5），顯然，圖4和圖5的右圖都違反了設(shè)色原則?？梢?，適合的高度表有利于正確地表達(dá)地貌形態(tài)，錯誤的高度表則誤導(dǎo)全球地貌形態(tài)的判讀。

圖3 錯誤的陸地高度表

圖4 歐洲大陸

圖5 北美大陸

4 世界海域的分層設(shè)色

1）確定影響海域地貌變換的關(guān)鍵等高線，為確定高程帶提供依據(jù)。

海岸線以下的大陸架是陸地地貌的延伸，為了反映它們之間的連續(xù)性，陸地高度表和海底深度高度表相接時，等高距和等深距要逐漸過渡。

太平洋2 000 m以下的海盆占總面積87%，200～2 000 m之間的邊緣部分約占7.4%，200 m以內(nèi)的大陸架占5.6%，最深處近6 000 m；大西洋超過2 000 m的深水域占總面積80.2%，200～2 000 m之間的水域約占11.1%，一般深度超過6 000 m深，最深點(diǎn)8 428 m；印度洋、北冰洋大陸架半數(shù)水深不足50 m，主要海嶺均在水下1 000～2 000 m之間，海盆水深4 000～5 000 m之間，以格陵蘭海最深，達(dá)5 527 m[7]。

2）選定海域高程帶的高程，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的顏色。

世界海域的等深線選擇：0 m，50 m，200 m，1 000 m，2 000 m，4 000 m，6 000 m。用濃淡不同的藍(lán)色表示海洋的不同深度，水下越深，藍(lán)色越濃。海岸線以下的大陸架是陸地地貌的延伸，為了反映它們之間的連續(xù)性，陸地高度表和海底深度高度表相接時，等高距和等深距要逐漸過渡，重點(diǎn)是色彩的協(xié)調(diào)過度；全球海域地貌中的海嶺、海溝、海盆也因色彩與高程的恰當(dāng)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出逼真的形態(tài)（見圖6）。

圖6 海域地貌形態(tài)

5 南極洲與格陵蘭島冰川的分層設(shè)色

南極洲與格陵蘭島終日冰雪覆蓋，其冰面地貌形態(tài)在所有的世界地勢圖上都采用特殊方式表達(dá)，通常設(shè)置白色或淺灰色表達(dá)冰面地貌形態(tài)。

新編世界地勢圖在分析南極地貌特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用了與陸地、海域地貌高度表的設(shè)置完全不同的等高距，選定了符合南極地貌特點(diǎn)的高度表基本單元，大膽采用淺紫色表示冰雪覆蓋面，視覺效果獨(dú)特完美。

綜上所述，在世界地勢圖的編制設(shè)計(jì)中，重要的是建立能反映世界地勢特點(diǎn)的高度表，合理選擇每個高程帶的顏色以增強(qiáng)地勢圖的可視化效果，而對地貌特征的分析在地勢圖高度表設(shè)計(jì)中有著重要的實(shí)踐意義，需研究區(qū)域內(nèi)各種不同類型地貌特征，確定影響地貌類型變更的關(guān)鍵等高線，最終建立正確的世界地勢圖分層設(shè)色高度表，以提高地圖表達(dá)地形的能力。

[1]郝曉光，徐漢卿，劉根友，等.系列世界地圖[J].大地測量與地球動力學(xué)，2003，23(2):111-116

[2]郝曉光，薛懷平.緯線世界地圖[J].地殼形變與地震，2001，21(1):95-98

[3]張克權(quán)，黃仁濤.專題地圖編制[M].北京：測繪出版社，1982

[4]祝國瑞，尹貢白.普通地圖編制[M].北京：測繪出版社，1982

[5]廖克.現(xiàn)代地圖學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[6]測繪詞典編輯委員會.測繪詞典[M].上海：上海辭書出版社，1981

[7]金濤.世界地理[M].北京：外文出版社，2012

[8]張寒梅,佘世建,徐漢卿，等.豎版《世界地勢圖》與豎版《中國地勢圖》的適配關(guān)系[J].地理空間信息,2014(2):149-151