Размеры (ширина) картографических знаков дорог во много раз превышают ширину дорог на местности. Например, на карте масштаба 1:1 000 000 условный знак автомагистрали имеет ширину 0,6 мм, что составляет 600 метров. Поэтому с уменьшением масштаба может произойти слияние дорог с другими элементами содержания карты, например, с береговой линией реки. Приходится смещать либо изображение объектов, расположенных рядом с дорогой, либо дороги. Если объект по значению выше (например, железная дорога, дорога высшего класса, гидрография, населенный пункт), то смещают дорогу. Дороги одного класса смещают в разные стороны. Если дорога совпала с контуром растительного покрова, то смещают контуры растительности.

Дороги ни в коем случае не должны разрываться подписями объектов. Прежде всего, это касается основных поворотов и извилин дорог. Это требование особо важно для топографических карт.

Отбор дорог зависит также от тематики карты. Например, на политической карте мира предпочтение отдается дорогам, по которым осуществляются мировые транспортные связи, и главным дорогам внутри страны. На гипсометрической карте дороги играют второстепенную роль и изображаются самые главные, а на мелкомасштабных гипсометрических картах они не показываются вообще.

На генерализацию дорог оказывает влияние и особенности картографируемой территории. В густозаселенных районах картографирования дорожная сеть сильно развита. В таких районах следует показать все дороги высших классов. В горной местности – в основном узкие и извилистые дороги, тесно связанные с рельефом. В пустынной местности дорожная сеть вообще развита мало, в основном это караванные пути и вьючные тропы. Поэтому при нанесении дорог необходимо учитывать данный фактор.

Кроме этого, дороги на равнинной местности имеют прямолинейное очертание, а дороги горных районов – извилистое. Эти особенности обязательно должны быть отражены на составляемой карте.

Дороги отображаются в последовательности от высших классов к низшим (как и все элементы). Главные, магистральные дороги наносят на карты всех масштабов.

На топографических картах показываются все вышеперечисленные дороги. С уменьшением масштаба карты происходит значительная генерализация дорог. На мелкомасштабных картах предпочтение отдается железным дорогам и наиболее важным автомобильным дорогам.

При отборе дорог обязательно следует учитывать их связь со всеми элементами содержания карты: населенными пунктами, реками, рельефом и др.

5.4. Изображение рельефа. Общие сведения

Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности, образующих различные объемные формы (положительные и отрицательные).

Рельеф складывается из отдельных форм, а формы состоят из элементов. Сочетание форм рельефа, имеющих сходное происхождение и закономерно повторяющихся, называет-

ся типом рельефа.

Наука, которая занимается изучением рельефа земной поверхности, его внешними признаками и происхождением, называется геоморфология.

Рельеф земной поверхности очень сложный по своему строению. Из всего многообразия выделяют следующие основные формы рельефа: гора (холм), котловина, лощина, хребет

и седловина (рис. 5.9).

Гора – куполообразное или коническое возвышение. Четко выделяется вершина – самая высокая часть горы, скаты или склоны, расходящиеся от вершины во все стороны, основание возвышенности, называемое подошвой. Возвышенность округлой или овальной формы

68

спологими (менее 30º) склонами и относительной высотой менее 200 м называется холмом, а искусственный холм – курганом.

Котловина – замкнутое со всех сторон углубление конической или чашеобразной формы. В ней выделяют дно – самую низкую часть котловины и склоны, направленные в сторону понижения. В верхней части котловины имеется ярко выраженная бровка.

Небольшие котловины, имеющие небольшую глубину и плоское дно, называют блюд-

цами или западинами.

Хребет – вытянутая возвышенность с ярко выраженными склонами и подножием, постепенно понижающаяся в одном направлении. Линия пересечения склонов хребта называется водоразделом или водораздельной линией.

Лощина – вытянутое углубление, понижающееся в одном направлении, имеет скаты

счетко выраженным верхним перегибом – бровкой. Линия пересечения склонов лощины на-

зывается водосливной линией или тальвегом.

Большие и широкие лощины с пологими скатами называются долинами. Узкие и глубокие лощины с отвесными, обрывистыми скатами в горной местности называются ущельями. Мелкие лощины образуют при размыве промоины.

Большие промоины с крутыми склонами в равнинной местности – овраги. С течением времени овраг перестает расти в глубину, скаты его выполаживаются, зарастают травой, и он превращается в балку.

вершина

дно

		водораздел
Гора (высота)	Котловина	Хребет
водослив

тальвег

Лощина

Седловина

Рис. 5.9. Изображение горизонталями типовых форм рельефа

Седловина – понижение на гребне хребта между двумя смежными вершинами. Она образуется двумя взаимно противоположными хребтами и двумя лощинами. Самые низкие места хребтов называются перевалами.

Простейшими составными частями форм рельефа земной поверхности являются элементы рельефа. Они могут быть представлены поверхностями, линиями и точками.

Каждая форма рельефа ограничена поверхностями. Поверхности могут быть горизон-

тальными, наклонными, выпуклыми и вогнутыми.

69

Горизонтальными называются плоские поверхности, параллельные плоскости горизонта. Строго горизонтальных и плоских поверхностей в природе нет. Чаще всего встречаются поверхности со слабыми уклонами в различные стороны.

Наклонные поверхности чаще всего имеют в общем один постоянный угол наклона к плоскости горизонта.

Поверхность, у которой углы наклона увеличиваются от верхней части к подошве, называется выпуклой, а у которой углы наклона уменьшаются – вогнутой.

Чаще всего поверхности, ограничивающие формы рельефа, представляют собой сочетания участков разной крутизны. Типы склонов величины заложений для разных профилей показаны на рис. 5.10.

При составлении рельефа на картах любых масштабов и назначения четко выделяются основные орографические элементы рельефа: линии и точки.

а б

в г

Рис. 5.10. Профили различных типов склонов и их изображение горизонталями: а – прямой; б – вогнутый; в – выпуклый; г – сложный

Различные поверхности, ограничивающие формы рельефа, пересекаясь между собой,

образуют линии. Выделяют водораздельную линию, линию тальвега, подошвенную и линию бровки (рис. 5.11).

Водораздельная линия – образуется в местах пересечения двух поверхностей, наклоненных в разные стороны. Соединяет точки с наибольшими абсолютными отметками. Горизонталь в местах пересечения с ней делает более крутой изгиб.

Линия тальвега – образуется в результате пересечения двух противоположных склонов, падающих в одну сторону (к понижению). Проходит по самым низким точкам (линия, соединяющая низшие точки долины; в природе проходит по дну высохших рек).

Подошвенная линия – отделяет склоны большей крутизны от склонов меньшей крутизны или граничит у основания склона.

Бровка – отделяет склоны меньшей крутизны от склонов большей крутизны. Проходит по границе оврагов, балок, лощин и т. д.

70

Рис. 5.11. Линии рельефа:

АА– водораздельная линия; ББ – линия тальвега;

ВВ– подошвенная линия; ГГ – линия бровки

Кчислу элементов рельефа относятся также точки, которые обычно характеризуют места пересечения тех или иных линий. В рельефе выделяют следующие характерные точки:

узловые, седловинные, устьевые и впадинные.

Кузловым точкам относят точки, образующиеся в местах соединения нескольких ветвей гребней, водоразделов и тальвегов.

Седловинные точки относятся к наиболее пониженным местам водораздельных линий

вгорных районах.

Устьевые точки образуются на линии тальвега речных долин, оврагов и балок и характеризуют места соединения тальвегов главной и боковой долин (оврага, балки).

Впадинными точками называются такие точки, которые располагаются в самых низких местах замкнутых впадин (котловин, воронок, западин и др.)

На рис. 5.12 дано схематическое изображение основных орографических линий и точек.

Рис. 5.12. Пример схематического изображения орографических линий и точек: 1 – вершинная; 2 – седловинная; 3 – впадинная; 4 – устьевая

71

При составлении рельефа по структурным линиям вначале намечают пересечения горизонталей с орографическими линиями (определяется замыкание горизонталей), а затем путем согласования составляются сами горизонтали.

5.4.1. Способы изображения рельефа

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 (рис. 5.13). 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.

Рис. 5.13. Перспективное изображение рельефа на детской карте

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. Прин-

72

цип построения таких шкал следующий: чем круче склон, тем толще и плотнее штриховка,

при этом крутые склоны покрывают тенью, а пологие высвечивают (рис. 5.14). Недостатком способа являлось то, что посредством штрихов нельзя определить абсо-

лютные 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.

Рис. 5.14. Изображение рельефа штрихами

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 (рис. 5.15).

Рис. 5.15. Изображение рельефа отмывкой на политико-административной карте России

73

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 крутизнусклонов ивысот точек.

Внастоящее время отмывка используется на некоторых мелкомасштабных общегеографических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям

игипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на политических, политико-административных и административных картах (рис. 5.15). 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 однихточекнаддругими.

Вкачестве 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 (рис. 5.16). 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).

Рис. 5.16. Изображение рельефа горизонталями

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 картометри-

74

ческие 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 прин-

ципу: чем выше, тем темнее (рис. 5.17).

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.

Рис. 5.17. Изображение рельефа послойной гипсометрической окраской

4. 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., показываютзнаками черного цвета(рис. 5.18).

75

Рис. 5.18. Изображение рельефа горизонталями в сочетании с условными знаками

8. Блок-диаграммы рельефа – это трехмерные плоские рисунки, передающие пластику земной поверхности (рис. 5.19). 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.

Рис. 5.19. Блок-диаграмма рельефа

9. Цифровые модели рельефа (ЦМР). ЦМР – совокупность (массив, файл) высотных отметок Z, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, y и закодированных

вчисловой форме (А. М. Берлянт).

Внастоящее 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.

5.4.2. Генерализация рельефа

При генерализации рельефа главным является правильное отображение типов рельефа, морфологических особенностей рельефа (происхождения), передача горизонтального и вертикального расчленения местности, характера профиля склонов. Главными факторами,

76

влияющими на проведение его генерализации, являются назначение, масштаб карты и особенности типов рельефа: высокогорного, среднегорного, мелкосопочника и др. (рис. 5.20).

Выполнить грамотно генерализацию можно лишь в том случае, если исполнитель хорошо понимает рельеф местности и может правильно отнести ее к определенному морфологическому типу.

Генерализация рельефа в основном заключается в отборе и обобщении горизонталей, его форм, в исключении незначительных деталей изображаемых форм. Необходимо выделить самые важные формы, характерные для данного типа рельефа.

Обобщение форм рельефа производится за счет перехода к большей высоте сечения рельефа и обобщению рисунка горизонталей (рис. 5.21).

На крупномасштабных топографических картах рельеф изображается с большой подробностью и генерализация его минимальная, исключаются лишь мелкие детали. На этих картах требуется передача точного местоположения горизонталей. Так как на топографических картах картографируется небольшой участок местности, для изображения рельефа применяется постоянная шкала сечения рельефа: в зависимости от масштаба и типа рельефа горизонтали проводятся через 5 метров – либо через 10 метров и т. д.

а

б

в

г

д

е

ж

з

и

к

Рис. 5.20. Основные типы рельефа:

а – высокогорный альпийский рельеф; б – среднегорный рельеф; в – низкогорный рельеф; г – мелкосопочник; д – вулканический рельеф; е – плато; ж – плоскогорье; з – первичная равнина; и – эрозионная равнина; к – холмисто-моренная равнина

77

На мелкомасштабных картах необходимо правильно продумать и установить шкалу сечения рельефа. Так как с уменьшением масштаба картографированию подлежит территория больших размеров с разными типами рельефа, то требуется переход от шкалы с постоянной высотой сечения рельефа к переменной шкале. Переменная высота сечения означает, что горизонтали проводятся не через одинаковые интервалы (5, 10, 20 м и т. д.), а так, чтобы отразить характерные элементы рельефа. Это особенно важно для карт, на которых показываются разнообразные типы рельефа. Для лучшей передачи рельефа наносятся дополнительные горизонтали.

При изображении рельефа на мелкомасштабных картах требуется проводить значительную генерализацию. Отдельные мелкие детали, не существенные для данного масштаба, исключают, а характерные особенности подчеркивают. Следует помнить, что рельеф очень тесно связан с гидрографией. Отбор форм рельефа для большинства районов связан с отбором речной сети, так как горизонтальная расчлененность рельефа чаще всего зависит от густоты рек.

а б в

Рис. 5.21. Пример обобщения форм рельефа:

а– изображение рельефа на исходном картматериале;

б– обобщенное изображение рельефа в масштабе исходного картматериала; в – обобщенное изображение рельефа в более мелком масштабе

При составлении рельефа руководствуются орографической схемой (рис. 5.22).

Горные хребты

главные

прочие крупные

4506

отметки высот в метрах

перевалы

межгорные котловины

крупные уступы

ШКАЛА ВЫСОТ (в метрах)

ниже 200 400 600 1000 1500 2500 выше

Рис. 5.22. Орографическая схема рельефа

78