新編世界地勢圖的分層設色

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行，與（豎版）《中國地勢圖》構成了最佳適配效果。新編豎版《中國地勢圖》將南海諸島與大陸同比例展示出來，為認識和維護中國海洋權益提供了有益的幫助；豎版《世界地勢圖》應運而生，采用新型的投影方法，克服了傳統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，以全新的角度呈現了世界的地理關系，與（豎版）《中國地勢圖》對稱使用，達到了地圖作品的視覺美。

傳統地勢圖是以表示地區的地貌特征為主的自然地圖，通常用等高線加分層設色的方法來表示[3-5]。隨著測繪技術和計算機技術的結合與不斷發展，地勢圖不再拘泥于以往的模式。新編（豎版）《世界地勢圖》采用全數字化高程數據計算生成，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）描述的數據源，選擇適度的分辨率，在ARCGIS環境下，利用擴展3D分析模塊，采用正確的分層設色高度表，生成數字高程模型[6]，真實地把全世界陸地和海洋地勢起伏的形態逼真地表現出來（見圖1），形象地表達了世界地勢的總體地貌格局。新編（豎版）《世界地勢圖》數字高程模型的工作程序：分析全球地貌類型特點；以地貌形態特征為依據，確定高程帶及顏色比例，建立高度色層表；通過試驗工作，確定合適分辨率的數據源；在ArcGIS環境下，利用擴展3D分析模塊，生成數字高程模型。數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色。本文重點針對世界地勢圖的分層設色原則和方法進行討論。

圖1 新編世界地勢圖

2 分層設色原則及方法

分層設色地勢圖的立體感強，既能表示地勢，又能在一定程度上表示各種地貌形態類型，區分高山、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色高度表，判讀分層設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、協調、合理的地勢的重要依據[4]，且高度表設計成敗的重要標志應該是表達地形的能力[4]。

高度表是由分層設色的若干基本單元按高程順序排列起來構成的圖表，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出明顯的連續性和系統性。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]。

設計地貌高度表的原則和步驟：

1） 分析區域地貌特點，研究區域內各種不同類型地貌特征，因為高程帶等高距的確定是建立在對制圖區域進行周密研究的基礎上的[4]。確定影響地貌類型變更的關鍵等高線，為確定高程帶提供依據。

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。據統計，在世界范圍內，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]，這些地區通常是開發程度較高的地區。由此，需詳細表示這些地區的地表起伏，等高距略小，而對于可概略表示的高山區域，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）高程帶設色的原則需按照人們閱讀地勢圖的通常習慣，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色表示海洋的不同深度。雪線以上的地區通常用近似白色的淺紫色表示[6]。

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

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

3 世界陸地的分層設色

1）確定影響陸地地貌變換的關鍵等高線，為確定高程帶提供依據。

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。表達全世界地勢平原微型地貌的關鍵高程，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，非洲的塞內加爾河流域，歐洲的廣大平原區。

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高程對于表達非洲大陸形態比較重要。

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]。可見1 000 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，并設計相應的顏色。

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地勢圖可視化效果的重要環節。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，良好的可視化風格能使地圖使用者迅速、準確地判讀地理信息。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，或者不恰當的色彩設計，很可能嚴重影響對全球地貌形態的判讀（見圖3）。

比較兩種不同高度表生成的數字高程模型，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左右的廣大地區在地勢圖上應呈現為綠色；阿爾卑斯山脈為山地，在地勢圖上應呈現為淺黃色（見圖4）。北美大陸的密西西比河流域地勢平坦，在地勢圖應該呈現為綠色；落基山脈在地勢圖上應該呈現為淺黃色（見圖5），顯然，圖4和圖5的右圖都違反了設色原則。可見，適合的高度表有利于正確地表達地貌形態，錯誤的高度表則誤導全球地貌形態的判讀。

圖3 錯誤的陸地高度表

圖4 歐洲大陸

圖5 北美大陸

4 世界海域的分層設色

1）確定影響海域地貌變換的關鍵等高線，為確定高程帶提供依據。

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8 428 m；印度洋、北冰洋大陸架半數水深不足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5 527 m[7]。

2）選定海域高程帶的高程，并設計相應的顏色。

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。用濃淡不同的藍色表示海洋的不同深度，水下越深，藍色越濃。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，重點是色彩的協調過度；全球海域地貌中的海嶺、海溝、海盆也因色彩與高程的恰當設計呈現出逼真的形態（見圖6）。

圖6 海域地貌形態

5 南極洲與格陵蘭島冰川的分層設色

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

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

綜上所述，在世界地勢圖的編制設計中，重要的是建立能反映世界地勢特點的高度表，合理選擇每個高程帶的顏色以增強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計中有著重要的實踐意義，需研究區域內各種不同類型地貌特征，確定影響地貌類型變更的關鍵等高線，最終建立正確的世界地勢圖分層設色高度表，以提高地圖表達地形的能力。

[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，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，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.現代地圖學[M].北京：科學出版社，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》的適配關系[J].地理空間信息,2014(2):149-151