等值線

等值線

等值線是製圖對象某一數量指標值相等的各點連成的平滑曲線,由地圖上標出的表示製圖對象數量的各點,採用內插法找出各整數點繪製而成的。等值線地圖的編製,則通常是在地理底圖上標出製圖對象的相對點位(測站)的數值,然後把數值相等的點聯成圓滑曲線,勾畫出製圖對象的空間結構特徵。常見有等溫線,等壓線,等高線,等勢線等。

概述


等值線(isopleth)某一坐標平面上,氣象要素值相等各點的連線。是製圖對象某一數量指標值相等的各點連成的平滑曲線,由地圖上標出的表示製圖對象數量的各點,採用內插法找出各整數點繪製而成的。常見有等溫線,等壓線,等高線,等勢線等。它能清晰地表示氣象要素的分佈特徵。
等值線以一組相等數值的連線表示製圖對象數量、特徵的地圖。簡稱等值線圖。如年平均氣溫圖、年降水量圖。它是專題地圖的重要圖型,最先用於描述地形。常見的有表現地勢起伏和地貌結構的等高線圖與等深線圖;表現氣溫、水溫、地溫變化的等溫線圖;表現大氣降水量變化的等降水量線圖;表現地磁、地震變化的等磁偏線圖、等磁力線圖、等震線圖。另外,還有等壓線、等風速線、等日照線、等雲量線、等濕度線、等密度線、等透明度線、等鹽分含量線、等時線等圖。通常等值線所代表的數值為整數。
等值線地圖的編製,通常是在地理底圖上標出製圖對象的相對點位(測站)的數值,然後把數值相等的點聯成圓滑曲線,勾畫出製圖對象的空間結構特徵。等值線地圖還常輔以分層設色,以提高地圖的直觀效果。如氣溫等值線圖以紅色表現溫暖、灰紫色表現寒冷,突出冷暖地區的對比及其間的漸變關係,更形象地表現氣溫的區域變化。

計算機圖形學中等值線


性質

從計算機圖形學的角度講,等值線圖具有以下性質:
1)等值線通常是一條光滑連續曲線;
2)對於給定的某個高度值Zc,相應的等值線數量不止一條;
3)由於定義域是有界的,等值線可能是閉合的,也可能是不封閉的;
4)等值線一般不相互交錯。

判斷

從理論上講,可以根據各個節點已知高度值擬合成一個三維光滑曲面 z =f(x,y),若用高度值為Zc的平面與該曲面相截,則全部交線在xy平面的投影即構成了高度值 Zc的等值線圖。
等值線軟體
由於等值線技術在科研和工程中得到越來越廣泛的應用,等值線軟體市場將不斷發展。但是由於開發等值線軟體的專業性強、難度大、周期長,目前國內外的已有軟體尚有很多空白亟待填補,有較大的發展空間。
國外的等值線軟體首推SURFER,美國Golden Software開發,等值線專用,簡單易學,可以製作各類圖表,提供12種插值方法,提供各種圖像文件格式的輸入輸出介面,但是無法在線修改,無法和GIS和資料庫連接,無法和其他系統連接,是目前主流的等值線產品軟體。產品售價799美元/套。
此外,還有 MATLAB,美國,MathWorks公司開發;ARCGIS,美國ESRI公司開發; Tecplot,美國Tecplot公司開發的數據分析軟體。這幾款軟體也具有等值線生成功能,但是,等值線僅僅是其中的一個小功能模塊。這幾款軟體,如果購買正版,價格很高。
國內目前尚無專門的等值線軟體。北京超圖軟體公司的superMap和武漢中地數碼的Mapgis在其GIS產品中提供了等值線生成功能。
北京清流技術發展有限公司開發了一款專用的國產等值線軟體conmas,功能比較強大。
Conmas可以根據散點數據進行插值,支持6種插值演演算法,生成格網數據,追蹤生成等值線(面),並且可以在此基礎上剪裁邊界、繪製剖面圖、計算特殊區域,在工程和科研領域具有廣泛的用途。它具有以下特點:
1. 對散點進行可視化編輯,實現等值線的在線修改。
2. 支持shape、xls、dat、grd、bln等多種格式的文件導入導出。
3.支持邊界剪裁和邊界外擴,支持地圖疊加。
4.支持二次開發,完美嵌入其它系統。
5. 多種插值演演算法,實現散點到網格數據的插值。

定義


在一定參考面上氣象要素數值相等各點的連線。

應用學科


大氣科學(一級學科);天氣學(二級學科)

內容簡介


“等值線”是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發布的天文學專有名詞中文譯名,詞條譯名和中英文解釋數據版權由天文學名詞委所有。
中文譯名等值線
英文原名/註釋isopleth

補充說明


“英漢天文學名詞資料庫”(以下簡稱“天文名詞庫”)是由中國天文學會天文學名詞審定委員會(以下簡稱“名詞委”)編纂和維護的天文學專業名詞資料庫。該資料庫的所有權歸中國天文學會所有。

等值線專題


1.坡度問題:一看等高線疏密,密集的地方坡度陡,稀疏的地方坡度緩;二計算,坡度的正切值=垂直 相對高度/水平實地距離。
2.通視問題:通過作地形剖面圖來解決,如果過已知兩點作的地形剖面圖無山地或山脊阻擋,則兩地可互相通視;注意凸坡(等高線上疏下密)不可見,凹坡(等高線上密下疏)可見;注意題中要求,分析圖中景觀圖是仰視或俯視可見。
3.引水線路:注意讓其從高處向低處引水,以實現自流,且線路要儘可能短,這樣經濟投入才會較少。
4.交通線路選擇:利用有利的地形地勢,既要考慮距離長短,又要考慮路線平穩(間距、坡度等),一般是在兩條等高線間繞行,沿等高線走向(延伸方向)分佈,以減少坡度,只有必要時才可穿過一、兩條等高線;儘可能少地通過河流,少建橋樑等,以減少施工難度和投資;避免通過斷崖、沼澤地、沙漠等地段。
5.水庫建設:要考慮庫址、壩址及修建水庫后是否需要移民等。①.選在河流較窄處或盆地、窪地的出口(即"口袋形"的地區,"口小"利於建壩,"袋大"庫容量大。因為工程量小,工程造價低);②.選在地質條件較好的地方,盡量避開斷層、喀斯特地貌等,防止誘發水庫地震;③.考慮佔地搬遷狀況,盡量少淹良田和村鎮。④還要注意修建水庫時,水源要較充足。
6.河流流向:由海拔高處向低處流,發育於河谷(等高線凸向高值),河流流向與等高線凸出方向相反。
7.水系特徵:山地形成放射狀水系,盆地形成向心狀水系,山脊成為水系分水嶺。
8.水文特徵:等高線密集的河谷,河流流速大,水能豐富;河流流量除與氣候特別是降水量有關外,還與流域面積大小有關。
9.農業規劃:根據等高線地形圖反映出來的地形類型、地勢起伏、坡度緩急、結合氣候和水源條件,因地制宜地提出農林牧漁業合理布局的方案;如平原地區發展耕作業,山地、丘陵地區發展林業、畜牧業。
10.城市布局形態與地形:平原適宜集中緊湊式;山區適宜分散疏鬆式。
11.地形特徵的描述:地形類型(平原、高原、山地、丘陵、盆地);地勢及起伏狀況;主要地形區分佈;重要地形剖面圖特徵。
12.地形相關分析:
①地形成因分析:運用地質作用(內力作用--地殼運動、岩漿活動、變質作用、地震;、外力作用--流水、風、海浪、冰川的侵蝕、搬運、沉積作用等)與板塊運動(板塊內部地殼比較穩定,板塊交界處,地殼比較活躍及板塊的碰撞或張裂)來解釋判讀分析與地形有關的地理知識
②分析某地氣候特點,應結合該地地理緯度,地勢高低起伏,山脈走向,陰、陽坡,距離海洋遠近等進行綜合分析。
③河流上游海拔高,下游海拔低。結合河流流向判定地形大勢,結合迎風坡、背風坡、降水狀況、等高線高差及地貌類型的差異分析河流水文、水系特徵。
④地形類型判讀:第一步看等高線形狀,等高線平直,則可能是平原地形或高原地形,等高線閉合,則可能是丘陵、山地或盆地;第二步看等高線的註記,平直等高線註記200米以下的地形可能為平原,平直等高線註記500米以上的可能為高原;閉合等高線註記內低外高的地形為盆地或窪地;閉合等高線註記外低內高,且註記在200--500米之間的地形為丘陵,註記在500米以上的地形為山地。在剖面圖中判讀地形類型,一定要看剖面形狀和對應的海拔高度,方法可參照上述方法進行。