14. Способы изображения рельефа на картах (с. 72-76)

Из всех элементов местности рельеф играет самую важную роль, потому что он влияет на состояние и положение всех остальных элементов: гидрографию, распределение населенных пунктов, дорог, растительности и т. д. Между всеми этими элементами существует определенная взаимосвязь, на которую оказывает влияние рельеф. Рельеф труднее всего изобразить на карте, потому что необходимо отобразить объемность рельефа, а карта представляет собой плоское изображение местности. Рельеф трехмерен в пространстве и имеет огромное разнообразие объемных форм, которые необходимо передать на плоскости. Поэтому существует несколько способов изображения рельефа, которые в настоящее время так или иначе используются на картах разного назначения.

1 Картинный (перспективный) способ. Этим способом рельеф изображался на старых картах в виде примитивных рисунков возвышенностей, гор, хребтов. Рельеф изображался так, как его видели. Для большей наглядности горы покрывались тенями.

Для него не обязательно знать абсолютные или относительные высоты, крутизну склонов, а достаточно передать перспективное изображение рельефа. Наглядность и простота – главные достоинства картинного способа отображения рельефа на картах, но, конечно, геометрическая точность таким образом не может быть передана.

Этот способ изображения рельефа был широко распространен в XV–XVIII вв. В настоящее время данный способ применяется на тех картах, где требуется наглядность, а не точность, и поэтому его в первую очередь используют на детских картах.

2 Штриховой способ. Картинное изображение рельефа в XVIII в. в первую очередь перестало удовлетворять военных, основных потребителей карт. Они должны были быстро получать по картам точное представление о крутизне склонов, пересеченности местности, характере рельефа в целом. Поэтому был предложен новый способ изображения рельефа – штриховой. В России использовались шкала А.П. Болотова и шкала Главного штаба. Принцип построения таких шкал следующий: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка,

при этом крутые склоны покрывают тенью, а пологие высвечивают.

Недостатком способа являлось то, что посредством штрихов нельзя определить абсолютные и относительные высоты. Кроме того, рисовка штрихов очень трудоемка, а печатание карт требует высокой техники воспроизведения. Поэтому стали искать новые способы изображения рельефа. В настоящее время этот способ используется при изображении скалистого рельефа на топографических картах.

3 Способ отмывки рельефа (светотеневая пластика), т. е. создание полутонового изображения при заданном освещении местности. Отмывка применяется для придания объемности формам рельефа.

На рукописных картах отмывка широко использовалась уже во второй половине XVIII в., но ее печать была освоена только в середине XIX в. в результате введения литографии. Оригинал отмывки рельефа представляет собой как бы фотографию рельефной модели местности при боковом северо-западном освещении.

При этом все склоны, расположенные напротив источника света, остаются белыми, противоположные склоны – темные, а расположенные под различными углами к свету – окрашиваются тенями различной яркости и светлоты, в зависимости от их освещенности. Метод отмывки дает наглядное пластическое изображение рельефа. Недостатком способа является то, что невозможно определять по карте крутизну склонов и высот точек.

В настоящее время отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям и гипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на политических, политико-административных и административных картах. Отмывка рельефа выполняется с помощью программы Adobe PhotoShop.

4 Способ высотных отметок. Высотные отметки – это подписанные на карте абсолютные отметки высот точек. С помощью высотных отметок показывают характерные высоты, в том числе командные, имеющие наибольшую высоту, с которых реализуется возможность хорошего обзора местности. Выделяют высотные отметки гор, холмов, курганов, перевалов, обрывов и уступов, насыпей и выемок. Они облегчают чтение карты и дают возможность определения превышений одних точек над другими.

В качестве самостоятельного способа отметки высот не используются, так как не дают ясного и наглядного представления о рельефе, поэтому применяются в сочетании с другими способами изображения рельефа.

5 Способ горизонталей. Горизонталь – это линия, соединяющая одинаковые отметки высот. Горизонтали – основной способ изображения рельефа на топографических картах. Существуют следующие виды горизонталей: сплошные (проводятся соответственно высоте сечения); утолщенные (при сечении 5,0 м и 20 м утолщается каждая пятая горизонталь, при сечении 2,5 м – каждая десятая); дополнительные горизонтали или полугоризонтали (проводятся на половине высоты сечения рельефа); вспомогательные горизонтали (проводятся на четверти высоты сечения рельефа).

Дополняются горизонтали бергштрихами (короткими черточками, перпендикулярными к горизонталям, указывающими направление склона), подписями отметок абсолютных высот характерных точек местности и некоторых горизонталей (отметки подписываются в их разрывах и основанием цифр всегда располагаются вниз по склону). Главным достоинством этого способа является то, что по горизонталям можно осуществлять различные картометрческие работы: определять абсолютные высоты точек и превышений одних точек над другими, крутизну и направление склонов и др. По рисунку горизонталей, их форме, густоте проведения можно получить представление о рельефе местности. Правильно подобранная высота сечения рельефа на карте позволяет очень наглядно передать характер рельефа и степень его расчлененности. Поэтому этот способ сегодня используют на государственных топографических картах.

6 Гипсометрический способ, или послойная окраска ступеней высот, основной и наиболее применяемый способ изображения рельефа на физических и гипсометрических картах. Горизонтали на обзорных картах называют изогипсами. Изогипсы служат разделительными линиями между ступенями высот, проходящими через определенное количество метров по высоте. На гипсометрических картах России применяется шкала, которая строится по принципу: чем выше, тем темнее.

Способ очень наглядный, позволяет достаточно точно измерять рельеф и выполнять работы по карте. Кроме того, на карте хорошо изображается и читается тип рельефа – горный или равнинный.

Рельеф морского дна изображается аналогичным способом, только здесь производится послойная окраска ступеней глубин. Разделительными линиями между различными ступенями глубин служат изобаты – линии равных глубин. В легенду общегеографических карт в шкалу высот всегда включают не только рельеф суши, но и рельеф морского дна. Самые низкие ступени шкалы, соответствующие участкам дна морей и океанов, окрашивают голубым цветом. Низменности – участки суши до 200 м – окрашивают в зеленый цвет. Участки суши выше 200 м окрашиваются от светло-желтого (светло-коричневого) до оранжевого (темно-коричневого). Самые высокие ступени окрашивают, как правило, насыщенным коричневым цветом. Существуют и другие цветовые гаммы в окраске гипсометрической шкалы. Удачно подобранные цвета шкалы могут создать впечатление объемности изображения.

7 Условные обозначения рельефа. Применяются для отображения форм рельефа, не выражающихся горизонталями: резких нарушений рельефа, например скал, промоин, обрывов, оврагов и т. д. В этих случаях используют знаки коричневого цвета, которые хорошо сочетаются с горизонталями. Искусственные формы рельефа, например уступы карьеров, канавы, насыпи, терриконы и т. п., показывают знаками черного цвета.

Блок-диаграммы рельефа – это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику земной поверхности. Обычно они совмещаются с продольными и поперечными разрезами, которые показывают внутреннее геологическое строение территории. Современные компьютерные технологии позволяют получать трехмерные блок-диаграммы на дисплее и проводить с ними различные преобразования.

8 Цифровые модели рельефа (ЦМР). ЦМР – совокупность (массив, файл) высотных отметок Z, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, y и закодированных в числовой форме (А. М. Берлянт).

В настоящее время ЦМР являются основой компьютерного картографирования. С помощью ЦМР выполняют разнообразные расчеты, построение карт густоты и глубины расчленения рельефа, углов наклона, построение разрезов, линий видимости и др. Кроме того, ЦМР служат для моделирования трасс, профилей, для создания участков землепользования, например, строительных площадок и других проектных работ. ЦМР в настоящее время можно строить в различных программах, в том числе в IndorGIS, Autodesk Civil 3D и др.