一、什么是等高線？

等高線指的是地形圖上高程相等的相鄰各點(diǎn)所連成的閉合曲線，把地面上海拔高度相同的點(diǎn)連成的閉合曲線，并垂直投影到一個(gè)水平面上，并按比例縮繪在圖紙上，就得到等高線。等高線也可以看作是不同海拔高度的水平面與實(shí)際地面的交線，所以等高線是閉合曲線，在等高線上標(biāo)注的數(shù)字為該等高線的海拔。

二、等高線的起源

以等高線法顯示地貌，啟迪于等深線。1728年荷蘭工程師克魯基最先用等深線法來(lái)表示河流的深度和河床狀況，后來(lái)又把它應(yīng)用到表示海的深度。1729年庫(kù)爾格斯首次制作等深線海圖，再后來(lái)才應(yīng)用到陸地上表示地貌的高低起伏形態(tài)。1791年法國(guó)都朋特里爾繪制了第一張等高線地形圖，裘品-特里列姆用等高線表示了法蘭西領(lǐng)域的地貌。18世紀(jì)末葉至19世紀(jì)初，等高線逐漸開(kāi)始用于測(cè)繪地形圖中。19世紀(jì)后半葉，等高線法沖破不易識(shí)別的阻礙，取得公認(rèn)。此后，等高線法才成為大比例尺地形測(cè)圖顯示地貌的基本方法。

然而在中國(guó)的甘肅天水，1986年發(fā)現(xiàn)了7幅戰(zhàn)國(guó)末期放馬灘木板地圖，在幾乎沒(méi)有有效信息的第五幅圖中，出現(xiàn)了閉合曲線繪制山峰的方法。但這一符號(hào)并未正式應(yīng)用在其他地圖中，應(yīng)該是繪圖者后期才出現(xiàn)的繪制方法。西漢長(zhǎng)沙馬王堆地圖山脈使用內(nèi)填充條紋的閉合曲線表示，圈出了山脈的大致范圍，其表示手法與現(xiàn)代地圖中的“等高線”類似。九嶷山附近為一大片弧形條紋填充的閉合曲線，表述了當(dāng)?shù)睾０屋^高、多山的特征。此種表示方法應(yīng)該與放馬灘地圖第五幅圖有一定的關(guān)系，但沒(méi)有得到后世的傳承。 由此可見(jiàn)，等高線的出現(xiàn)在中國(guó)應(yīng)該更早。

三、高程等高線的用途

由于高程等高線描述的是地形地貌信息，它在測(cè)繪、水文、氣象、地貌、地質(zhì)、土壤、工程建設(shè)、 通訊、軍事等國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)以及人文和自然科學(xué)領(lǐng)域有著許多用途，其中最重要的一些用途如下：

（1）在工程建設(shè)上，可用于計(jì)算道路設(shè)計(jì)、軍事工程中的挖填土石方量計(jì)算和通視分析等；

（2）在防洪減災(zāi)方面，高程數(shù)據(jù)是進(jìn)行匯水區(qū)分析、水系網(wǎng)絡(luò)分析、降雨分析、蓄洪計(jì)算和淹沒(méi)分析等水文分析的基礎(chǔ)；

（3）在無(wú)線通訊上，可用于蜂窩電話的基站選址分析。

（4）為軍事目的（武器導(dǎo)向系統(tǒng)、駕駛訓(xùn)練）提供地表景觀設(shè)計(jì)與規(guī)劃（土地景觀構(gòu)筑）的虛擬三維地形地貌場(chǎng)景顯示；

（5）軍事和土地景觀規(guī)劃等目的越野通視情況分析；

（6）規(guī)劃道路線路和壩址選擇；

（7）不同地面的比較和統(tǒng)計(jì)分析；

（8）計(jì)算坡度、坡向圖，用于地貌暈渲的坡度剖面圖。幫助地貌分析，估計(jì)侵蝕和徑流；

（9）顯示專題信息或?qū)⒌匦纹鸱鼣?shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)如土壤、土地利用、植被等進(jìn)行組合分析；

（10）提供土地景觀和景觀處理模型的影像模擬所需的數(shù)據(jù)等。

四、高程等高線的采集方式

高程等高線數(shù)據(jù)源及采集主要有以下幾種方式：

（1）直接從地面測(cè)量,所涉及的儀器有水平導(dǎo)軌、測(cè)針、測(cè)針架和相對(duì)高程測(cè)量板等構(gòu)件，也可以用GPS、全站儀 、野外測(cè)量等高端儀器；

（2）根據(jù)航空或航天影像，通過(guò)攝影測(cè)量途徑獲取,如立體坐標(biāo)儀觀測(cè)及空三加密法、解析測(cè)圖、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量；

（3）從現(xiàn)有地形圖上采集，如格網(wǎng)讀點(diǎn)法、數(shù)字化儀手扶跟蹤及掃描儀半自動(dòng)采集然后通過(guò)內(nèi)插生成DEM等方法。

五、如何下載矢量格式的CAD等高線

首先，請(qǐng)確保水經(jīng)注萬(wàn)能地圖下載器軟件版本為X3.0build2641以上，然后我們只需要以下幾步即可下載到谷歌矢量高程等高線。

第一步：切換到高程數(shù)據(jù)地圖

點(diǎn)擊視圖中的“高程”可以切換到高程數(shù)據(jù)視圖，你可以在視圖中看到即時(shí)渲染的半透明高程數(shù)據(jù)圖，如下圖所示。

第二步：下載谷歌地球高程數(shù)據(jù)

下載谷歌地球高程數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過(guò)屏幕范圍下載、框選矩形范圍下載、繪制多邊形范圍下載、道路沿線下載和導(dǎo)入下載范圍下載等多種下載方式。

導(dǎo)入下載范圍的文件可以支持Google Earth (*.kml;*.kmz)、Shapefile (*.shp)、AutoCAD (*.dxf;*.dwg)、Mapinfo (*.tab)、GPS 文件 (*.gpx)、GMT 文件 (*.gmt)、Excel (*.csv;*.cls)和文本文件 (*.txt)等多種矢量格式。

這里我們以框選下載范圍為例，選擇“框選下載”之后，在視圖中框選需要下載的目標(biāo)范圍，然后在范圍中雙擊即可新建下載任務(wù)。

在下載區(qū)域中雙擊，將顯示新建任務(wù)對(duì)話框，在該對(duì)話框中可以參考文件大小和打印尺寸等參數(shù)選擇適合的級(jí)別，一般情況下選擇7到15級(jí)，如下圖所示。

在“新建任務(wù)”對(duì)話框中，點(diǎn)擊“導(dǎo)出設(shè)置”可以設(shè)置導(dǎo)出文件格式、坐標(biāo)投影、高程校正（基準(zhǔn)面校正）、邊界范圍裁剪和背景透明設(shè)置等參數(shù)。

由于高程值的坐標(biāo)默認(rèn)是WGS84經(jīng)緯度球面坐標(biāo)，而等高線通常用于北京54或西安80等平面坐標(biāo)。這里我們以西安80坐標(biāo)為例，因此這里將坐標(biāo)投影設(shè)置為“西安80高斯投影”，如下圖所示。

相關(guān)參數(shù)設(shè)置完畢后，分別點(diǎn)擊“確定”按鈕可以新建下載任務(wù)，在下載過(guò)程中可實(shí)時(shí)預(yù)覽查看下載結(jié)果，如下圖所示。

下載完成之后，會(huì)根據(jù)所設(shè)置的參數(shù)自動(dòng)導(dǎo)出下載結(jié)果，并打開(kāi)下載結(jié)果目錄。

第三步：生成等高線

雖然萬(wàn)能地圖下載器也可以基于下載的高程數(shù)據(jù)結(jié)果生成等高線，但用GlobalMapper生成的等高線效果會(huì)更好一些。

在GlobalMapper中打開(kāi)TIF高程文件，效果如下圖所示。

點(diǎn)擊“分析生成等高線...”菜單，會(huì)顯示“等高線產(chǎn)生選項(xiàng)”對(duì)話框。

在“等高線產(chǎn)生選項(xiàng)”對(duì)話框中，可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置等高距，這里以10米等高距為例�；�于谷歌地球高程數(shù)據(jù)的第15級(jí)為最高精度，15級(jí)以上為插值，精度并沒(méi)有提高。第15級(jí)最多適合生成10米等高線，小于10米屬于插值生成。

等高線提取生成完成以后，會(huì)直接覆蓋顯示在高程渲染圖上，如下圖所示。

放大視圖可以查看等高線的細(xì)節(jié)，效果如下圖所示。

導(dǎo)出等高線時(shí)，點(diǎn)擊“輸出輸入矢量格式”菜單項(xiàng)，可以顯示“選擇輸出格式”對(duì)話框。

在“選擇輸出格式”中，我們選擇可以選擇導(dǎo)出DXF或DWG的CAD格式，這里以選擇DWG格式為例。

選擇好文件輸出格式并確定后，會(huì)顯示“DWG Export Options”對(duì)話框。

在“DWG Export Options”對(duì)話框中，選中“包含顯示圖層當(dāng)作文本圖層”功能項(xiàng)，作該設(shè)置的目的是為了將高程值文本導(dǎo)出為文本，而不是導(dǎo)出為塊，因?yàn)閷?dǎo)出為文本之后才能在CAD中調(diào)整高程值文本的大小。

完成導(dǎo)出設(shè)置并點(diǎn)擊“確定”之后，會(huì)將生成的矢量等高線數(shù)據(jù)導(dǎo)出為DWG文件，在CAD中打開(kāi)后，效果如下圖所示。

放大視圖，可以查看等高線的細(xì)節(jié)效果，如下圖所示。

以上即是如何下載DWG矢量格式的CAD等高線全部過(guò)程。

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