等值線圖
專題地圖的圖型之一
等值線圖又稱等量線圖。是以相等數值點的連線表示連續分佈且逐漸變化的數量特徵的一種圖型。是用數值相等各點聯成的曲線(即等值線)在平面上的投影來表示被攝物體的外形和大小的圖。
等值線圖是表示地形式面高低、礦體形狀和品位、岩體應力等變化的圖形。它包括地形等高線圖、地層等厚度圖、礦床有用成分品位等值線圖等。等值線圖的繪製方法有目估法、解析法和微機(微型電子計算機)系統繪圖法等。
等值線圖有等高線圖、等溫線圖等圖。其設計資料基礎,一是實測點數據(如高程數據);一是定點、定時觀測數據(如氣溫、降水數據)。等值線很大程度上近似量的變化的概括,具有相對量性質,大多數不能用於直接量測,如氣溫、蒸發、徑流等。有時為了簡明地反映量的特徵,對非連續分佈現象(如人口密度)經特殊處理后也用等值線法表示。
等值線圖又稱等量線圖。因圖上所採用的表示方法是等值線法而得名。等值線圖適於表現連續分佈且具有數量特徵(高低、大小、強弱、快慢等)的現象,它著重於顯示各種數量變化的規律,是專題地圖的一種重要圖型。
等值線圖是專題地圖的先導。1799~1804年,德國洪堡在廣泛考察南北美洲和亞洲內陸的基礎上,揭示了自然界各種現象之間的聯繫,提出藉助氣象要素平均值可闡明氣候規律性,創造了用等值線表示平均氣溫的製圖方法。1817年繪製了世界等溫線圖。因等值線圖資料基礎的數量化,使其成為較早實現計算機輔助製圖的一種圖型。此外,等值線圖的發展,在加強精確量變表現的同時,也注意質的區分,以及形象與數量關係的反映。根據等值線能夠判斷地形,例如山地地形和盆地地形。還可以用來判斷水流方向,即水流方向總是與等高線彎曲方向相反。
等值線是用於連接各類等值點(如高程、溫度、降雨量、污染或大氣壓力)的線。線的分佈顯示錶面值的變化方式。值的變化量越小,線的間距就越大。值上升或下降得越快,線的間距就越小。等值線是現象數值相等各點所聯成的平滑曲線,因其所表示的現象不同,而有不同的名稱。如表示陸地地形和海底地形的稱為等高線和等深線;表示氣溫、水溫等的稱為等溫線;表示降水量的稱為等降水量線等等。等值線的符號一般是細線加數字註記。運用一組等值線來表示現象的分佈、數量特徵及變化趨勢,稱為等值線法。在一幅等值線圖上,等值線的數值間隔通常是常數,根據等值線的疏密可以判斷製圖對象的變化趨勢。如在等溫線圖上,等溫線密集表示地區溫差大,等溫線稀疏表示地區溫差小。在等高線圖上可以根據等高線的疏密和圖形,判斷地形特徵和斜坡坡度,等高線密集表示山高坡陡,等高線稀疏表示山低坡緩。
為何繪製等值線?
沿著某一特定的等值線,可以識別具有相同值的所有位置。通過查看相鄰等值線的間距,可以大致了解值的分佈層次。
等值線圖
在等值線圖上,除註記等值線所代表的數值外,還常使用顏色加強直觀性和反映數量差別。如在等值線之間普染深淺不同的顏色或繪上疏密不同的暈線,使顏色的深淺或暈線的疏密與數量相對應,則可更加明顯地反映出數量變化的規律和區域差異。使用顏色時一般是以色相的差別區分質的變化。如在等溫線圖上,以紅色表示溫暖性質,藍紫色表示寒冷性質。
地圖上的等值線是根據一些點上測量或觀測數據,用內插法求出等值點,將等值點連接而成。例如等溫線是根據一些氣象台站多年觀測的氣溫平均值,將這些氣象台站的位置在地圖上標出並註明溫度值,然後在這些氣象台站點之間,用內插法求出溫度相等的各點,將這些等值點分別連成曲線,即為等溫線。由此可知等值線的精度取決於數據點的數量和數據的精度。點數多,數據準確,等值線的精度高,反之,精度差。因而要求數據點應有一定的數量,且各點的數據指標應具有同一基礎。例如等高線必須根據同精度測量和同一高程起算基準的成果。
根據圖紙上的特徵點值,首先用直觀插點確定等值線的位置,然後用圓滑曲線連接相鄰的各等值點,即得等值線圖。
由於特徵點選在坡度變化處,可認為兩點間的坡麵線為直線。首先用內插法計算各等值線在這兩點直線間的位置,然後勾繪等值線圖。
在數學處理的基礎上,把離散的數據點向連續性圖形轉換,利用數據點值間的內插和外推獲得等值點,再用判別法連接各等值點。或者利用已有格網等值點值擬合一個曲面函數,根據曲面函數逐步追蹤等值線。把這些過程編製程序,利用微機和x-y自動繪圖儀繪出等值線圖。