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地图绘图专业知识点滴
编辑日期：2008/2/17 18:11:00
一、等高线的画法
怎样准确、正确地绘制等高线，是目前国内定向制图界存在问题最多的一个“软肋”。
等高线是地面上高程相等的点所连成的闭合曲线，它是近、现代地图上用于表示地势起伏形态的全世界公认的最理想的一种地图符号。用等高线手法塑造地貌形态，方法简便，但它受绘图者对等高线图形的理解能力和绘画技巧的影响很大。
本来，与绘制包括处理（取舍、合并、概括、移位、夸大）复杂的地物关系相比，绘制等高线基本上都是“照猫画虎”——按底描，为什么还会出现那么多的问题，被本人形容为我国定向制图人的“软肋”呢？这是因为目前我们的定向制图人大都是“半路出家”，不具备地质地貌学的基本常识，更缺乏必要的地图绘图的基础训练。
1、关于绘制地貌的基本功训练：
地貌绘图，讲究的是“遵重原稿”。在我加入测绘界的初期，我常常听到我们的教员（在地方测绘部门被称为“师傅”或“老师”）唠叨：“差之毫厘，谬之千里！”、“地图绘走样，战场损兵又折将！”……因此，在我们新兵的历时七个多月的绘图训练中，足足用了三个月的时间是来练习描画等高线的。
那时候我们没有电脑，用的是进口的钢制“鸭嘴笔”绘等高线。为了不走样的描好它，在底图（“晒蓝图”）上，教员不允许我们有“半点的跑线”。因为一比五万的军用地形图上的等高线粗为0.1毫米，“线里线外”的偏移就意味着改变了实地近三米的等高线位置，这在坡度较大的山地，将会造成多大的高程变化？
为了适应这么严格的要求，我们在描图前，通常都会用铅笔在“控制地貌形态”的重点地方，如山背、山谷等处勾画出“地性线”，这就为鸭嘴笔“走”到这些即关键又难画（因为要拐弯）的地方时得到有效的控制。见下图：
注：我培训用的晒蓝底图没有保存下来，只好使用了广州附近的一张一万比例的地形图，主要是展示如何画“地性线”。其中实线表示山背线，虚线则是山谷线。
由于现代测绘界经常靠自动绘图仪跟踪完成地貌等高线，用机器来绘，它就不会智能地区分地表起伏与“树梢上的地表起伏”，因此这张图的等高线特征在不少地方显然违背了本地的地质地貌学特征。甚至，等高线的“东倒西歪、毫无规律”这个现象完全就是机器之后的下一个工序：描图人一手造成的。这些问题都需要我们定向制图人合理地将其纠正过来。
当然，纠正底图等高线的图形错误，还不能仅凭上述提到的三个可能的原因（违背地貌学特征、原始测绘错误、绘图员手误），关键地是要根据我们在现地勘测时的“脚踏实地”和“火眼金睛”，将底图的问题予以纠正。
在等高线表示正确的地方，必须严格的“遵重原稿”，绝不“跑线”；在等高线有明显错误的地方，必须根据野外勘测、室内判断，合理地将其纠正过来——要能做到以上“两个必须”并不容易，它首先依赖的是我们的手上功夫：扎实的绘制等高线的基本功。
以下是本人自创的几个作业，欢迎有心人下载练习。
手上功夫练习（掌握“曲线模式Curve mode”工具）：通过反复练习，熟悉各种曲率等高线的“中间点”位置（如图中红点所示。不得使用“直线模式Straight Line”工具描绘图中的直线部分），可以让自己变成“手到眼到”。
手眼配合练习：通过反复练习，学会提前布局、确定自己的“中间点”位置，要让自己提高到“手未到，眼已到”的程度。
等高线基本绘法练习（选自1:10000《台湾阳明山》，Perola绘图）：一点也不跑线地至少描绘三遍。
2、关于地质地貌学与绘制等高线的关系
在我上测绘学院的时候，制图系有个很有意思现象：编辑、描绘等高线的理论居然也巧合地以性别为界，实践中形成了“德国学派”和“苏联学派”。男同学包括男教员，大多数信奉“德国学派”；多数女同学包括女教员则信奉“苏联学派”（制图系的男女比例基本相等）。
所谓的“德国学派”，强调等高线的表示要以现地为准，要真实，“是什么样就绘什么样”——但这也导致极少数男同学走上了极端，明明是手上功夫不够，绘出的等高线歪歪扭扭，可他们自称这是代表了“正宗的德国学派”。
所谓的“苏联学派”，则强调等高线的表示要以地貌学理论为指导，尊重真实但又不要拘泥于真实，要通过等高线图形“反映出地貌的类型”，要“高于真实”——但这种观点也导致了个别女同学大胆地“心想图成”，把属于流水地貌的一座座山绘得像一朵朵盛开的梅花！
而我本人自认为哪派也不是。我在编辑、描绘等高线时，通常按比例尺的大小选择不同的“学派”：大比例尺图（1～10万），倾向“德国学派”多一点；中、小比例尺图（20～100万），则在按照“德国学派”严谨、真实风格的基础上，多表现一些地质地貌学的特征。
A、为什么要学习地质地貌学的基本常识？
本来，在定向地图这种大比例尺、超大比例尺的地形图上绘制等高线，只要底图质量优良，您所需要的就是严格“按底描”，根本不需要去考虑什么地质地貌学的事情。但问题是，我国现在不少制图人由于缺少绘制等高线的基本功训练，绘图的手根本就不听自己的使唤；或者因为其他急功近利的原因，违背事物发展的客观规律急于求成，绘出的等高线图形与实地地貌的类型相差太远。我在《写在“315”即将来临的日子》一文中曾经描述过这样一张定向地图：“地貌（等高线）的表示与现地的高低、起伏不仅对不上号，你还能看见只有在高海拔地区才能看到的地理奇观：冰川地貌——图上有许多“┖┚”形谷地（用折线画出的等高线）；地物及其特征就更加离谱了，让人十分怀疑这图是不是在电脑上杜撰出来的！”。
不懂地质地貌学不要紧，但是明显违背它肯定是要不得的！当这种定向图在社会各界参赛人、甚至国际定向友人手中使用之际，也就是我们中国定向制图人颜面尽失之时。
B、定向地形中常见的地貌类型及其典型的等高线图形
由于这方面的知识本来就相当庞杂，还要结合定向地图的制作理论联系实际（图文并茂），作为一种初次的探索，在没有现成资料可供借鉴的情况下，抱歉笔者一时还不能撰写出来（即使写出，会是一篇多么复杂、多么“长篇累牍”的文章呢？也与本系列文章《地图绘图专业知识点滴》的本意不符，所以不写为上：））。现在，仅把相关知识的要点提示如下：
地表形态——地貌的成因
地表的形态称为地貌，它是在地球的各种动力作用下形成的。这些动力作用按来源可分为两大类：内力作用和外力作用。内力作用的能量来自于地球内部，包括地球内部的物质运动、地壳运动等，其作用可增加地表起伏，建造基本的地貌构架等。内力作用形成的地貌主要有地质构造地貌、火山地貌等。外力作用如重力、风力、流水、冰川、波浪、海流等，起着对地表形态不断进行风化、剥蚀、堆积的作用。外力作用形成的地貌——流水地貌（中国及世界上已开展定向的大部分地区属此）、冰碛地貌（北欧大部分地区属此）是需要大家重点了解的内容。但内、外力相互联系而又不可分割，地貌形态是内、外力共同作用的整体反映。
外动力作用与地貌特征
在地球深处形成的物质接近或出露地表后，受太阳辐射、大气、水、生物等的作用，发生崩解破碎，形成大小不等的岩屑和沙粒。这个过程称为风化作用。风化作用有物理风化、化学风化和生物风化三种。物理风化是指由于温度变化导致热胀冷缩以及岩石空隙中水的融冻和盐分的结晶潮解，使矿物岩石发生机械破坏的过程。化学风化使岩石通过溶解、水化、水解、氧化等化学变化发生成分的改变，生成新的矿物。生物风化则是生物的生命活动对矿物岩石的破坏作用，如植物根系楔人岩石裂缝，使岩石崩解的根劈作用；动物挖掘穿凿活动使岩石破碎的作用，生物有机酸对岩石的腐蚀作用等。
地表风化作用随时随地存在，本身不形成特别的地貌形态。但风化作用提供了地表疏松物质，为流水、冰川、风、波浪、洋流等外动力对地表形态的进一步塑造准备了便利的条件。水塑造了广泛分布的流水地貌及海岸地貌；在寒冷地区，水以固体冰的形式活动，形成了冰川地貌；在缺水的干燥地区，风沙成为改变地面形态的主要动力，产生风沙地貌；一定的气候条件与不同成分的岩石和土体结合，形成了独特的喀斯特地貌与黄土地貌。
流水地貌：地表流水的作用（侵蚀、搬运、堆积） 分水线（山背线） 合水线（山谷线） 深切谷（V形谷） 凹谷（U形谷） 槽谷（┖┚形谷） 等齐斜面 凸形斜面 凹形斜面 波形斜面
冰川地貌与冰缘地貌：什么是冰川 冰川对地表的作用 大陆冰川 第四纪冰川对斯堪的纳维亚半岛的强烈作用 冰蚀地貌 冰碛地貌
地表的自然景观：热带雨林带 热带稀树草原带 亚热带常绿阔叶林带 温带落叶阔叶林带 北方针叶林带 温带草原带 荒漠带 冻原带
3、几则绘制地貌的技巧
A、一般情况下，在属于流水地貌的地区，其等高线在绘制完成后应该是完全套合的，即使是在坡度缓和的大面积坡面上也是如此。如果绘图时没有把握，要先用铅笔在底图上勾出分水线（山背线）、合水线（谷底线）再绘制。
B、先绘计曲线，后绘首曲线（基本等高线）。绘首曲线时，要先绘第1、3条，后绘第2、4条（等高距为整数时适用）。
如果是三条首曲线一条计曲线（仅见于非整数的等高距时，如2.5米等高距）的绘法：先绘第2条，后绘第1、3条。
这里引出了一个绘制地貌的专业知识问题：为什么等高距为非整数时，要每隔三条首曲线绘一条计曲线，而不是常见的隔四绘一？请你计算一下吧：假如等高距为2.5米，你仍然隔四绘一，那么许多计曲线的高程数值会是什么？这里告诉大家一个秘密：当有人请我为新测绘的图提建议时，如果它的等高距为0.5米、2.5米，我只要看一下它的首曲线是几条，就对作者的制图水平了然于心了。
由于等高线的真实高程对定向运动员没有意义（他们只需要知道高差），因此有的人习惯先不确定计曲线是哪一条，只是每隔一条曲线绘一条，等全部绘完再确定计曲线。我就常用此法。
C、底图等高线与成图等高距不一致时怎么办？
——底图等高线多于成图的需要，比如用1:2000的规划图做底图，等高距2米；成图比例尺为1:5000，等高距定为5米：只要每隔两条半绘一条既可。
——底图等高线少于成图的需要，比如用1:50000的军用地形图做底图，等高距10米；成图比例尺为1:15000，等高距定为5米：只要在底图的每两条等高线之间插绘一条既可。但这个方法需要紧密结合现地勘察，重点是坡度较缓或地貌有变化的地方。没有相当的经验，一般要避免采用这种底图。
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绘地貌简单，绘地物复杂；“绘地貌不用太动脑”，它主要依靠手上的硬功夫；地貌在图上占的面积大，最能“抢眼球”，因此地貌绘得好不好，会决定人们对地图印象的好坏。需要多久才能真正学会绘制地貌？少则半年，多则一生！
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我在写完以上的内容之后，有定向朋友告诉我，希望多写一些使用OCAD绘图的经验，而不是这类“久远而缥缈的”知识或理论。我告诉他：OCAD只是一个绘图的工具，只要你仔细地看过我写的书，或者借助该软件的帮助文件（包括向有经验的前辈请教），勇于实践、勤于练习，说实在的，真的不需要再读什么文章的。
这是我在网上撰写定向文章时的一个原则：凡是已经有了文章、书籍、译文的，除非它们明显地过时或有原则错误，我一概不会再写。换句话说就是，你在网上看见我的这些文章，不管质量好坏，不管你是否喜欢，它们可都是第一次“面世”的啊！：）
如果你在读我的文章时遇到了生僻难懂的问题，建议大家另觅相关专业资料辅助阅读——比如上网搜索关键词，这个方法就会对你很有帮助。
二、图上文字的选择和注记的方法
制图人的定向知识＋测量学是各种定向地图的信息源；色彩学与构图美学则是决定地图作品艺术性的基础。由于IOF的制图规范已经规定了符号的色彩和图形，制图人可以在他的作品中发挥艺术性的余地已经不多，剩下的主要是文字的选择、注记的位置和版面的安排。
1、文字的选择
文字，这里主要指应用于电脑文档与图形中的汉字，按使用的场合分为：标题字、正文字和美术字三类。
标题字的主要代表是以下几种：黑体、等线体、大宋体（标题宋）、大仿宋体等，还包括它们的一些变体，例如粗黑体、粗等线体等等。这类字体都适用于定向图上的标题、“图例”两字以及像“比例尺”、“等高距”这类需要突出或着重显示的文字。
正文字的主要代表是以下几种：宋体、楷体、仿宋体、细等线体、圆角体等。他们主要适用于图例中各符号的名称、版权说明及其它需要介绍的具体事项。
美术字所包含的范围则非常宽。除了以上各字体的变形处理（如：斜长扁、空心、阴影等）、美术处理（如：美黑、综艺等）之外，还包括各种中文书法体（如：楷隶篆魏、行书、草书、舒体等）和广告界近年创造并流行的很多著名字体（如：彩云、海报、古印、少女体等）。
美术字虽然可以明显地为定向地图“增光加彩”，但是如果选择不当或使用太多，也更容易使人感觉“眼花缭乱”，并产生“画蛇添足”的感觉，这就严重地背离了你艺术化定向图的初衷。因此，严格地说，美术字只能运用于图上需要明显突出的字，例如图名、赛事名称等。所有那些需要地图使用者“严肃认真地对待”并与他们的“用图目标”直接相关的字，例如比例尺、等高距、符号名称等的文字，都不应该使用美术字体。
艺术化定向地图的手段，除了以上列举的选择文字的字体之外，与之配合的手段还有选择它们的字形与字号（即每一种字体的粗细、正斜和大小），由于选择的依据和方法简单明了，这里不再赘述。
相关资料——IT业较常见的字库有以下几种：微软字库、方正字库、金山字库、华康字库、文鼎字库、四通利方字库、长城字库。本人认为，对定向制图人来说，重要的不是你制图时选择了哪一种字库、哪一种“美观好看”的字体，重要的是你选择的字库通用性如何：必须考虑地图传输、修改、保存可能带来的问题——你选择的字体在另一部电脑上能成功显现吗？
2、注记的位置
下图以点标顺序号为例，显示了注记位置的优先选择顺序（按数字为序）：
至于图名、“比例尺”、“等高距”、“图例”、版权与说明以及其他注记的摆放位置，则要依据定向图图外空间的大小、空间的分布并按这些文字的重要性程度，为它们安排一个最合适的位置。
3、版面的安排
我认为：在图上增加一些色块、线条、装饰花纹等肯定可以提高地图的美观性。但是建议在选择时要格外地谨慎，因为这样做存在“弄巧成拙”的风险，毕竟定向地图的第一要义并不是美观，而是适用。
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