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 населен¬
ных пунктов, дорог, растительности и т. д. Между всеми этими элементами существует оп¬
ределенная взаимосвязь, на которую оказывает влияние рельеф. Рельеф труднее всего изо¬
бразить на карте, потому что необходимо отобразить объемность рельефа, а карта представ¬
ляет собой плоское изображение местности. Рельеф трехмерен в пространстве и имеет ог¬
ромное 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 ста¬
рых картах в виде примитивных рисунков возвышенностей, гор, хребтов. Рельеф изображал¬
ся так, как его видели. Для большей наглядности горы покрывались тенями.

Для него не обязательно знать абсолютные или относительные высоты, крутизну скло¬
нов, 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 ХУ-ХУШ вв. В на¬
стоящее 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¬
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 печата¬
ние карт требует высокой техники воспроизведения. Поэтому стали искать новые способы
изображения рельефа. В настоящее время этот способ используется при изображении скали¬
стого рельефа на топографических картах.

Рис. 5.14. Изображение рельефа штрихами

3. Способ отмывки рельефа (светотеневая пластика), т. е. создание полутонового изо¬
бражения при заданном освещении местности. Отмывка применяется для придания объемно¬
сти 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. Ори¬
гинал отмывки рельефа представляет собой как бы фотографию рельефной модели местно¬
сти при боковом северо-западном освещении (рис. 5.15).

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

При этом все склоны, расположенные напротив источника света, остаются белыми,
противоположные склоны - темные, а расположенные под различными углами к свету - ок¬
рашиваются 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 общегео¬
графических картах, но чаще легкую серую отмывку наносят в дополнение к горизонталям
и гипсометрической окраске. Сегодня можно встретить легкую отмывку рельефа и на поли¬
тических, политико-административных и административных картах (рис. 5.15). Отмывка
рельефа выполняется с помощью программы ЛёоЬе РЬо!о8Ьор.

4. Способ высотных отметок. Высотные отметки - это подписанные на карте абсо¬
лютные отметки высот точек. С помощью высотных отметок показывают характерные высо¬
ты, в том числе командные, имеющие наибольшую высоту, с которых реализуется возможность
хорошего обзора местности. Выделяют высотные отметки гор, холмов, курганов, перевалов, об¬
рывов и уступов, насыпей и выемок. Они облегчают чтение карты и дают возможность опреде¬
ления 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
(рис. 5.16). Существуют следующие виды горизонталей: сплошные (проводятся соответст¬
венно высоте сечения); утолщенные (при сечении 5,0 м и 20 м утолщается каждая пятая го¬
ризонталь, при сечении 2,5 м - каждая десятая); дополнительные горизонтали или полугори-
зонтали (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 раз¬
рывах и основанием цифр всегда располагаются вниз по склону). Главным достоинством
этого способа является то, что по горизонталям можно осуществлять различные картометри¬
ческие работы: определять абсолютные высоты точек и превышений одних точек над други¬
ми, крутизну и направление склонов и др. По рисунку горизонталей, их форме, густоте про¬
ведения можно получить представление о рельефе местности. Правильно подобранная высо¬
та сечения рельефа на карте позволяет очень наглядно передать характер рельефа и степень
его расчлененности. Поэтому этот способ сегодня используют на государственных топогра¬
фических картах.

6. Гипсометрический способ, или послойная окраска ступеней высот, основной и наи¬
более 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 ступе¬
нями 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 голу¬
бым 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 ко¬
ричневым цветом. Существуют и другие цветовые гаммы в окраске гипсометрической шка¬
лы. 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, обры¬
вов, оврагов и т. д. В этих случаях используют знаки коричневого цвета, которые хорошо со¬
четаются с горизонталями. Искусственные формы рельефа, например уступы карьеров, канавы,
насыпи, терриконы и т. п., показывают знаками черного цвета (рис. 5.18).

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. Современ¬
ные 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 7, взятых в узлах некоторой сети точек с координатами х, у и закодированных
в числовой форме (А. М. Берлянт).

В настоящее время ЦМР являются основой компьютерного картографирования. С по¬
мощью ЦМР выполняют разнообразные расчеты, построение карт густоты и глубины рас¬
членения 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 1пёогС18, АиЮдезк Сш1 3^ и др.