1705410890
地理学与生活（插图第11版） [:1705409581]
1705410891
地形图和地形表示法
1705410892
1705410893
如前文所述，有些多用途地图描绘地形的形状和高程。这些地图叫作地形图（topographic map）。这种地图描画较小区域的地表面貌，精度往往很高（图2.10）。图上不仅展示地形、河川，以及其他自然面貌，还展示出人类添加到自然地景中的事物，包括交通线路、建筑物和土地利用情况，例如果园、葡萄园和墓地等。地形图上还绘制有各种界线，大至国界，小至田地或飞机场的边界。
1705410894
1705410895
1705410896
1705410897
1705410898
图 2.10 美国地质调查局7.5分系列地形图，绘制了加利福尼亚州拉霍亚（La Jolla）的一部分。该部分的比例尺为1:24,000（1英寸约等于1/3英里），细节表现得相当详尽。黑色表示建成区中的学校、教堂、墓地、公园和其他公共设施。
1705410899
1705410900
资料来源：U.S. Geological Survey.
1705410901
1705410902
美国地质调查局是该国进行地形测绘主要的联邦机构，出版了几个系列的地形图，均以标准比例尺印制。完全覆盖全美的地形图有两种比例尺：1:250,000和1:100,000。还有各种其他比例尺的地图。各州地形图的比例尺取决于州的大小，从1:125,000（康涅狄格州）到1:500,000（阿拉斯加州）不等。
1705410903
1705410904
这些系列中的单张地图称为图方（quadrangle）。现有的覆盖美国48个相连的州以及夏威夷和其他行政区的比例尺为1:24,000的地形图，大约有57,000方，蔚为壮观。每个图方覆盖的矩形面积为纬度7.5分乘以经度7.5分。如图2.10所示，这些7.5分的图方载有该地区自然与文化特征两方面的详尽信息。由于阿拉斯加州面积辽阔、人口稀少，该州地图的比例尺主要为1:63,360（1英寸等于1英里）。阿拉斯加州的图方系列超过2900方。
1705410905
1705410906
加拿大负责全国制图的部门是加拿大自然资源部（Natural Resources Canada, NRCan）的自然资源调查制图与遥感研究所。全国都有1:250,000比例尺的地形图，人口较密集的南部有1:50,000比例尺的地形图。省级制图部门还出版比例尺更大的详细地图。
1705410907
1705410908
美国地质调查局制定了一套用于地形图的符号（图2.11），有些旧地图上把图例列在另一边。请注意，对流水而言，用不同的符号表示四季不竭（永久性）的河流和间歇性河流；还要标明急流和瀑布的位置和大小。水坝有4种符号，而各种桥梁有4种以上的符号。在城市地图上，在不可能标出每一栋建筑物的地方，则用专门的色彩表示建成区，只表现街道和公共建筑物。
1705410909
1705410910
1705410911
1705410912
1705410913
图 2.11 美国地质调查局出版的地形图使用的一些标准符号。
1705410914
1705410915
资料来源：U.S. Geological Survey.
1705410916
1705410917
如前所述，地形图描绘地球的外貌。地图制图员使用种种技术把三维的地球表面描绘到二维的地图上。表现地势或高程变化最容易的方法，是用所谓的独立高程点（spot height）的方法，用数字标注所选择地点的高程。水准基点（bench mark）是独立高程点的特殊类型，作为计算附近地点高程的参照点（见“大地测量控制数据”专栏）。
1705410918
1705410919
专栏 2-2 大地测量控制数据
1705410920
1705410921
根据经纬度确定一处地方的水平位置，只需要在三维空间定位所需信息的2/3。还需要一个确定高程的垂直控制点——这通常根据离海平面的高度来确定。水平位置和垂直位置共同构成大地测量控制数据（geodetic control data）。现在已经有一个覆盖全美的网络，包括100多万个点，其纬度、经度和高度均已被精确确定、记录在案，并做了标记。
1705410922
1705410923
每个点都有一个固定在地面上的青铜标志物。你可能在山丘顶部，甚至在城市的人行道上，见过一些直立的标志物，它们叫作“水准基点”。这些标志物指明其建立的部门、它的位置，有时还有建立的日期。美国地质调查局的每张地图都标明地图覆盖地区的这些标志物，而且保存着每一个包括种类、位置和高程等信息的大地测量控制清单。地图上的水准基点都用大写字母“BM”、小写字母“x”和高程来说明。
1705410924
1705410925
1987年，经过12年的努力，联邦的科学家完成了对全国大约25万个水准基点的重新计算，修订了这份清单。例如，美国国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）利用卫星定位系统，进行自1927年以来首次全国性控制点的重新测量，发现纽约的帝国大厦现位于它先前所在地东北36.7米处；华盛顿纪念碑向东北方向移动了28.8米；加利福尼亚州萨克拉门托的州议会大厦圆顶重新定位在原来位置西南91.7米处；西雅图的“太空针塔”（Space Needle）的位置在原来地图所示的西面93米、南面20米处。卫星测量提供了远比过去地面距离与角度测量精确的位置，带来的结果是更精确的地图和更准确的导航。
1705410926
1705410927
1705410928
1705410929
1705410930
© Elizabeth J. Leppmen
1705410931
1705410932
不过，地形图上使用的主要符号是等高线（contour line），线上所有的点都处于基准面（通常为平均海平面）以上同样的高度。等高线是想象中的线，也许这样最好理解，即把一处直立的地形按等距离、平行地切成一系列水平的薄片，这时出现的轮廓线就是等高线。图2.12展示了一个虚构岛屿的等高线。
1705410933
1705410934
1705410935
1705410936
1705410937
图 2.12 一个虚构岛屿的等高线图。被平行于海平面的平面所切的横断面轮廓线，就是该平面在该海拔高度上的等高线。
1705410938
1705410939
等高线间距（contour interval）是等高线之间的垂直间距，并通常在地图上有所说明。一般来说，地表越不规则，所需要的等高线越多；坡度越陡，表现这种山坡的等高线越密。经常使用的等高线间距是10英尺和20英尺，不过在比较平坦的地区也可能使用5英尺的间距。而在山区，等高线之间的间距则较大：40英尺、100英尺，甚至更大。