高中地球科学/地形图
- 描述地形图。
- 解释地形图包含哪些信息。
- 解释如何阅读和解释地形图。
- 解释各种地球科学家如何使用地形图来研究地球。
制图是地球科学的关键部分。地形图代表主要地质特征的位置。地形图使用一种特殊类型的线，称为等高线，来显示地图上的不同海拔。等高线绘制在地形图上以显示山丘、山脉和山谷的位置。当你使用普通道路地图时，你可以看到道路的走向，但道路地图不会告诉你道路为什么停止或弯曲。地形图将显示道路弯曲以绕过山丘或停止是因为那是山顶。让我们看看地形图。
看看这张犹他州布莱斯峡谷国家公园的景观（图 2.26）。你可以看到崎岖的峡谷壁和下面的山谷。地形显然有很多陡峭的悬崖。悬崖之间有高点和低点。
现在看看游客地图的相应部分（图 2.27）。你可以看到一条绿色的线，那是主路。黑色虚线是步道。你会看到一些营地标志、野餐区和班车车站的标志。但地图上没有显示地形的高度。山丘和山谷在哪里？峡谷壁有多高？溪流或河流将流向哪个方向？
你需要一种特殊类型的图来表示一个区域的海拔。这种地图称为地形图（图 2.28）。
什么使地形图与其他地图不同？等高线有助于显示不同的海拔。
等高线连接地图上所有具有相同海拔的点。让我们仔细看看（图 2.28）。
- 每条等高线代表一个特定的海拔，并连接所有处于相同海拔的地方。每五条等高线加粗。加粗的等高线标有数字海拔。
- 等高线彼此相邻并且永远不会彼此交叉。那将意味着一个地方有两个不同的海拔，这是不可能发生的。
- 两条相邻的等高线之间的海拔差恒定（例如，20 英尺或 100 英尺）。等高线之间的这种差异称为等高距。你可以计算等高距。地图上的图例也会告诉你等高距。
- 取两条粗线之间海拔的差值。
- 将该差值除以它们之间的等高线数加 1。换句话说
如果两条粗线之间的差值为 100 英尺，它们之间有四条线，那么等高距是多少？如果你回答 20 英尺，那么你是正确的，4 + 1 = 5，对吧？因此，计算将是：(100 英尺/5 = 20 英尺)。
地形图如何告诉你地形？好吧，在阅读地形图时，请考虑以下原则
- 等高线可以指示地形的斜率。间隔紧密的等高线指示陡峭的斜坡，因为海拔在一个很小的区域内快速变化。相反，间隔宽阔的等高线指示平缓的斜坡。似乎相连的等高线指示非常陡峭或垂直的上升，例如悬崖或峡谷壁。因此，等高线显示了地形的三维形状。例如，在这张佛蒙特州斯托的地形图（图 2.29）上，你会看到一座陡峭的山丘从斯托镇的右侧升起。你可以判断出这一点，因为那里的等高线间隔很紧密。使用等高线，你可以看到这座山丘有大约 200 英尺的急剧上升，然后当你向右前进时，斜坡变得不那么陡峭。
图 2.29：佛蒙特州斯托的美国地质调查局地形图的一部分。在这张地图上，你可以看到等高线的间隔如何指示斯托镇右侧地图右半部分的一座陡峭的山丘。当你向右前进时，这座山丘变得不那么陡峭。 - 同心圆指示山丘。图 2.30 显示了佛蒙特州斯托的地形图的另一侧。当等高线在同一个区域内形成闭合的环路时，这就是一座山丘。最小的环路是较高海拔，较大的环路是下坡。如果你看看地图，你可以看到左下角的凯迪山，以及右上角的另一座较小的山丘。
图 2.30：佛蒙特州斯托的美国地质调查局地形图的一部分。在这张地图上，你可以看到凯迪山（海拔 1122 英尺），由地图左下角的同心圆表示，以及地图右上角的另一座山丘（海拔约 960 英尺）。 - 阴影同心圆指示洼地。阴影线是圆圈内短的垂直线。最里面的阴影圆圈代表洼地的最深处，而最外面的阴影圆圈代表较高海拔。
- 等高线的 V 形部分指示溪谷。这里等高线的 V 形“指向”上坡。溪流的河道穿过 V 点，V 的开口代表下游部分。因此，V 指向河流的上游。如果水实际上流经山谷，一条蓝线将指示溪流；否则，V 形图案将指示水流的方向。
- 与其他地图一样，地形图上有比例尺，告诉你水平距离。水平比例尺有助于计算地形的斜率（垂直高度/水平距离）。美国地质调查局（USGS）地图中常用的比例尺包括以下几种
- 1:24,000 比例尺 – 1 英寸 = 2000 英尺
- 1:100,000 比例尺 – 1 英寸 = 1.6 英里
- 1:250,000 比例尺 – 1 英寸 = 4 英里
因此，等高线、它们的间隔、圆圈和 V 形使地形图能够将三维信息转换为纸上二维表示。地形图让我们了解了地形的形状。
地球科学家将地形图用于许多方面
- 描述和定位地表特征，尤其是地质特征。
- 确定地球表面的斜率。
- 确定地表水、地下水和泥石流的流动方向。
徒步旅行者、露营者，甚至士兵都使用地形图来定位他们在野外的位置。土木工程师使用地形图来确定道路、隧道和桥梁的建造位置。土地利用规划者和建筑师在规划住房项目、购物中心和道路等开发项目时也使用地形图。
海洋学家使用一种称为深度图（图 2.31）的地形图。在深度图中，等高线代表从地表的深度。因此，数字越高，深度越深，数字越低，深度越浅。深度图是根据深度测量或声纳数据制作的。深度图帮助海洋学家可视化湖泊、海湾和海洋的底部。这些信息还有助于船员安全航行。
地质图显示了某个地区的地理特征。岩石单元用颜色标识，并对应图例。例如，在优胜美地地图中，火山岩用棕色表示，图奥拉米侵入岩套用桃色表示，变质沉积岩用绿色表示。结构特征（例如褶皱和断层）也在地质图上显示。地图东中部丹山周围地区有断层线。
- 地形图是给定区域的三维表面特征的二维表示。地形图具有等高线，连接海拔相同的点。
- 等高线彼此相邻，相邻等高线之间的海拔差恒定，通常在地图上标明。地形图具有水平比例尺，表示水平距离。地形图帮助用户了解土地的海拔变化。
- 许多人使用地形图来定位给定区域的表面特征，在特定区域中找到自己的路径，并确定给定区域的水流方向。
- 海洋学家使用一种特殊类型的地形图，称为海底地形图，它显示了任何给定水体的底部。
- 地质图显示了任何大小区域的岩石单元和地质特征。小比例尺地图显示单个岩石单元，而大比例尺地图显示地质省。
- 在地形图上，您看到等高线形成封闭的循环，所有循环都位于同一区域。这将指示以下哪些特征？
- 河流通道
- 山顶
- 洼地
- 悬崖
- 描述地形图上指示河流谷的图案。您将如何确定水流方向？
- 在地形图上，五条等高线在某个区域非常靠近。等高距为 100 英尺。这指示了什么特征？这个特征有多高？
- 在地形图上，您如何区分陡坡和缓坡？
- 在地形图上，河流显示从西北方向的 A 点流向东南方向的 B 点。A 点位于 800 英尺的等高线上，B 点位于 900 英尺的等高线上。河流流向哪个方向？什么信息可以帮助您弄清楚这一点？
- 在地形图上，六条等高线跨越 0.5 英寸的水平距离。水平比例尺为 1 英寸等于 2000 英尺。第一条和第六条线相距多远？
- 在科罗拉多大峡谷的地质图上，一个名为凯巴布石灰岩的岩石单元占据了该区域的整个表面。沿着一些陡峭的地形线，是一个非常薄的岩石单元，叫做托罗威普组，而就在它的旁边，是另一个薄的单元，叫做科科尼诺砂岩。描述这三个岩石单元相互之间的位置。
- 海底地形图
- 海洋学家使用的特殊类型的地形图，显示水下区域的深度。
- 等高距
- 地形图上两条等高线之间的恒定海拔差。
- 等高线
- 在地形图上绘制的线，显示海拔；这些线连接所有海拔相同的地方。
- 地形图
- 一种特殊类型的地图，显示某个区域不同地质特征的海拔。
- 假设您是一位土木工程师。描述您如何使用地形图在图 2.30 所示区域内建造道路、桥梁或隧道。您希望您的道路上下起伏还是尽可能平坦？哪些区域需要桥梁才能轻松跨越？您能找到需要隧道的地方吗？
- 如果您想参加定向越野赛，最好是使用地形图还是普通路线图？地形图将如何帮助您？
- 如果您是一艘大型船的船长，您想使用什么类型的地图来确保您的船安全航行？