地貌形態示量圖

地貌形態示量圖是表示地表形態量度及其相互關係的地圖。地表形態特徵的各種現象，都存在量的對比關係，其中包括絕對高度、相對高度、寬度、長度、坡度、切割程度、切割密度等。

基本介紹

• 中文名：地貌形態示量圖
• 外文名：morphometric map
• 分類：地圖
• 性質：表示地表形態量度及其相互關係
• 內容：絕對高度、相對高度、寬度等

簡介

地貌形態示量圖是對地貌形態進行定量描述的圖件。按此定義，等高線地形圖就是一種地貌形態示量圖，而且是一種很好的基本的地貌形態示量圖。因為根據等高線可以確定絕對高度、相對高度、坡度、坡向等多種地貌形態數量特徵。

地貌形態特徵的量計值

多種多樣的描述地貌形態特徵的量計值，一般可分為兩類。一類是逐點特性，即地表每一點都具有的性質，例如海拔高度、相對高度、坡度、坡向等；另一類是具有一定面積的單元（區域）的統計特性，例如溝谷（河網） 密度、峰叢密度、窪地密度、平均高度、平均坡度等。

地貌形態示量圖內容

高度圖

高度圖是定量描述地表高低的圖件，其中以描述地表海拔高度（即以海平面為零點的高度）的等高線地形圖最為常用。以其他零點為基準的高度一般稱為相對高度。而反映某一空間單元（區域）內的高差，則稱為起伏度或切割深度。在大比例尺等高線地形圖中，各等高線的高程間距一般是定值（一套圖中各等高線間的高程間距基本上相同）的。等高線地形圖就是一種很好的基本的地貌形態示量圖。

坡度和坡向圖

地表某一點的坡度是指該點的地表切平面與水平面的夾角，其傾向稱為坡向。可見坡度，坡向是地表每一點都具有的地貌形態特徵。其與海拔高度同屬逐點特性，不過海拔高度雖然在水平投影上，可能由於垂直陡崖或突崖而出現跳躍式的變化，但對於地表而言，其變化是連續的，絕不會發生跳躍式的變化；而坡度、坡向則完全可以發生跳躍式的變化，例如，有些台地台面的坡度較緩，台坡坡度較陡，以台面邊緣線上、下的坡度就會發生跳躍式的變化。而山脊的兩側坡向要發生突變，所以如果用等值線表示坡度，則得到的只能是坡度的偽等值線，這不單在繪製時不能僅靠數學方法進行內插，而且製成的偽等值線圖會給人造成某些錯覺，所以一般不用等值線法製作坡度圖。

形態密度圖

形態密度是指單位面積內某種形態的數量。地貌形態有多種，例如，丘陵、峰林、窪地、沙丘等等。最常用的密度圖是反映溝谷（侵蝕網）密度的切割密度圖（一般用單位面積的侵蝕網長度表示）。直角格線法是一種最普通的方法，在採用直角格線法時，需要確定格線的大小和零點。用作統計侵蝕格線密度的直角格線如果太小，其中有的格線中可能完全沒有侵蝕網線，而其他有侵蝕網線的格線又由於侵蝕網線間的面積被格線所分割，而不能得到真正反映區域特徵的密度數值。結果所得到的各格線的密度值幾乎完全由格線幾何位置的隨機性所決定，也就失去了編制切割密度圖的意義。而當格線太大時，則不可能反映區域的細節特徵。

地形能量圖

這裡說的地形能量指地表的勢能。要確定勢能需要一個參照系，即需要有一個勢能為零的零點。對地表勢能而言，當以海拔高程零點為勢能零點時，地表上一個單位重量的勢能為E=g×H（其中g為重力加速度，H 為海拔高度）。按此定義，等高線地形圖也可以看作是一種以重力加速度為單位的地形能量圖。

其他形態指標圖

除上述幾種較常用的形態示量圖外，還有多種由不同研究者，為不同目的提出的其他形態指標，例如，為研究喀斯特地貌的形態特徵，曾提出過多項指標:有屬於密度的錐峰密度、窪地密度等，有屬於高度的峰頂海拔、窪地海拔、錐峰高度、峰埡高差等，屬於形態的有窪地邊數、錐峰長短軸比值、錐峰直徑與相對高度比值、錐峰空間幾何形態的對稱積、錐峰邊坡坡度等等。它們大多是一個區域（空間單元）的特徵，即使是單點或個體屬性（如錐峰的長、寬、直徑、桂地邊數等）在研究中也常用它們的區域平均值。

地貌形態示量圖作用

任何地貌形態都可以分解為不同坡度、坡向的幾何面，這些幾何面又可以進一步分解為更小的幾何面...最終分解為一群不同高度的點。從這個角度來說，等高線地形圖乃是地貌形態最基本的示量要素。等高線地形圖有很強的表現能力，但各種地貌形態要由不同高度點的平面配置結構組成，而配置特徵的值必須通過某種方法定義某種概念，並進行量測計算才能獲得。在進行形態劃分或建立數學模型時，簡單地、直接地引用海拔高度也並不總能反映地形特徵。即使像相對高度、坡度等逐點特性，也還需要按某種規定，經過量算才能獲得。對於那些具有一定面積的單元之特徵（或稱之為點群特徵），就更是只有通過量算統計之後才能得出其量值。因此針對不同的目的，採用恰當的方法編制地貌形態示量圖是一種有力的研究手段（方法）。這不單在研究地貌形態，特別是形態分類中有著重要作用，而且在研究（與地貌有關的）其他問題中也有著重要的作用，例如，在研究不同自然地帶的地域分布時，製作地勢圖就是很有意義的，而在研究水土侵蝕強度時，坡度、相對高度、溝谷密度等圖的製作有著重要的意義。

發展歷史

地貌形態示量圖這一方法始於16 世紀，但直到19 世紀下半葉才被普遍承認。1584 年荷蘭土地測量員彼捷樂·伯留艾恩斯用等深線表示了斯伯爾恩河的河床深度，一個世紀以後，1697年彼爾·按謝林在鹿特丹的平面圖上採用了類似的方法，稍後尼克萊·克留克維斯在梅爾維吉河地圖上，菲利浦·比約阿什在英吉利海峽圖上用了等深線。將等高線用於表示陸地地貌的功績屬於法國人。在18 世紀下半葉，在日安鳩賓特里耶里的地圖上第一次取得重要經驗。大約與此同時，地貌暈滃法也由於製圖學家約翰·列曼的貢獻，從隨意的、不與斜坡實際坡度符合的地圖，變為可以表示地表坡度，具有定量作用的一種製圖方法。他所依據的原則是地面受到光的垂直照射，並且光被完全吸收，地面與水平面構成的角度愈大，它所接受的光愈少，如果取水平面的光的照度為1，那么當傾角為α時，照射地面的光量C應為C= 1×cosα=cosα。使暈滃線的繪製服從於數學規則，也就可能對地面坡度作出某種定量的描述，即以不同的暈線寬度與空隙寬度之比表示不同的坡度，暈線走向表示傾斜方向。坡度與暈線、空隙寬度比的對比關係可稱為梯尺。列曼的梯尺如表1。此後有人根據所要表現的地形的具體情況提出其他梯尺，例如，鮑洛托夫提出的梯尺如表2。這種暈滃法從定量的角度看，因從圖上很難定量判斷暈滃線與空隙寬度比的值，也就難以確定其所屬的坡度等級，在繪製上也存在著技術上的困難。由於存在這些較嚴重的缺點，這種方法在一些簡單示意性地圖上，雖曾較普遍使用過，但在近代地貌形態圖上很少採用。

套用現狀

在電子資訊時代，要充分發揮電子計算機的長處，編制地貌形態示量圖就顯得更加必要。因為，電子計算機在處理空間信息時，主要還是三維分離的，人們可以在等高線地形圖上，根據等高線的疏密和形狀看出坡度大小等地貌形態信息，完成確定坡折線空間位置、劃分地貌形態等工作。而計算機則只有通過一定程式才能算出坡度或判斷地貌形態。當要進行綜合分析、判斷、研究時，就更需要對各有關的特徵加以量化，才能建立數學模型。而地貌形態統計示量特徵，由於它們是某個點群（單元）的特徵，顯然便於計算機的存貯與運算。它們可以在一定程度上彌補（特別是中、小比例尺的） 數字地形圖的某些缺陷。當然，另一方面隨著數字地形圖的建立，也給地貌形態示量圖的編制提出了新的途徑。