使用剖面图绘制地形
最早的地图将地形描绘为丘陵和山脉的图像。 这种方法是有用的，因为它易于人们理解。 但这也是一种有限的方法，无法非常准确地描绘地形。 在第一个活动中，您的学生将用粘土建造山脉并绘制其剖面图。
使用粘土制作山脉模型
您的学生将各自制作一个粘土山脉，并在本教程中为其绘制地图。
- 收集“要求”部分中列出的所有物品。
- 打开 History of Terrain Mapping web 地图，并将其连接到所有学生都可以看到的投影仪或其他屏幕上。
- 给每个学生一张厚纸板（卡片纸）和一支铅笔。
- 让其在纸的顶部写下高程制图、他们的名字以及日期。
学生可以将页面垂直或水平放置。
- 给每个学生一些粘土，并让他们使用粘土在纸上制作一个粘土山。
山在页面中应居中放置。 指导学生使山尽可能地接近于现实。 如果他们的山脉具有多种形式，那么他们将在这个项目中获得最大的乐趣：
- 缓坡和悬崖。
- 不同高度的多个山峰。
- 不同形状的峰 - 山峰不应都是完美的圆锥体。
学生可以在山上添加一个山洞，尽管您应该警告他们，这会在稍后带来一些挑战。
- 在学生们制作的同时，请在记录相机下的纸上制作您自己的山。
在他们进行制作时，您将像学生提出几个问题。
- 提问学生是否知道地形一词的含义。
地形是崎岖不平的地球表面。 地球不是平坦的；它有许多不同的地形，例如丘陵、山脉和山谷。
- 您可以命名其他地形吗？
一些地形的示例包括：峡谷、凹坑、山峰、隧道、平原、斜坡、山口、山脊、悬崖、平顶山、火山口、峡湾、沟壑和高原。
所有这些地形构成了地球的地形。
注：
地形一词实际上不仅包括土地地形。 还包括自然要素（例如河流和森林）以及文化要素（例如城镇和道路），这些都是您在地形图上可以找到的。 但是，该词通常在狭义上仅用于指代地形。
- 您居住地区的地形如何？ 是山区还是平坦的？
- 您认为第一批地图制作者决定如何绘制地形？
浏览使用剖面图绘制山脉的历史地图
接下来，您的学生将查看一个使用丘陵和山脉的剖面图绘制地形的地图。
- 从记录相机视图切换至 History of Terrain Mapping web 地图。
这张地图是 Joan Blaeu 于 1665 年绘制的。
- 提问学生是否可以猜出这张地图位于世界上的什么地方。 在地图右下方，缩小直到他们猜出答案或直到出现标注。
- 在内容（深色）工具栏中，单击位于底部的展开按钮。
- 单击书签，然后选择 Lac de Neuchâtel 以返回到原始视图。
您将向学生提问更多关于此地图的问题。
- 您认为为什么制图人员采用这种方式绘制山丘？
在 17 世纪，没有任何办法可以飞行或获得地形的鸟瞰图。
- 当制图人员绘制这些山丘时，您认为他们当时站在哪里？
您的学生可能会猜测他们当时站在另一座山或塔上。
- 您认为这些山丘是准确的吗？ 为什么准确或为什么不准确？
- 您是否在其他地图（包括现代地图）上看到以此方式绘制的山脉？
- 您认为为什么山的剖面图在旅游地图中仍然很常见？
它们虽然不那么准确，但是很有吸引力，并且激发想象力。
当剖面图绘制得很好时，山丘图将提供直观的景观视图，并可以帮助新到者使用视觉地标导航。
使用剖面图绘制山
接下来，您将让学生通过绘制剖面图来绘制其粘土山。
- 让学生移动至眼镜与粘土山齐平的位置，并在卡片纸上绘制一个剖面图。
在绘制时，您将引导他们对刚看到的地图进行讨论。。
- 人类最先发明的用于到达比山更高处或进入空中的技术是什么？
热气球，于 1783 年发明。
- 您认为这项发明将对地图制作带来怎样的改变？
现在，地图制作者可以看到该土地的鸟瞰图。
- 如果您垂直俯视山丘，您将如何表现山丘或山脉？
学生会更加难以回答此问题。 在接下来的步骤中，您将向他们展示地图制作者使用的一种方法。
使用影线绘制地形图
即使在发明了热气球之后，制图人员仍然没有可靠的方法从上方俯视山脉。 但是他们找到了仿照俯视方法绘制地形的方式。 长期以来，最流行的方法是使用影线。 接下来，您的学生将在粘土山上绘制影线，并在纸上复制这些标记以绘制其山脉地图。
浏览具有影线的历史地图
您的学生将返回至瑞士地图，以浏览使用影线绘制的同一地形而非山体图。
- 如有必要，打开 History of Terrain Mapping web 地图。
- 在内容（深色）工具栏中，单击图层以打开图层窗格。
- 在图层窗格中，指向 Mayr's Alpenkarte 图层。 单击可见性按钮以打开此图层
- 您将如何描述这些丘陵侧面的标记？
它们看起来像线条、阴影或划痕。 这些标记称为影线。
- 询问是否有学生可以来到屏幕前并指向小山或山脉。
一些山峰标有三角符号和数字。 那表示山的高度。 以前，制图师仅绘制地形的形状。 现在，他们测量山脉的高度，并试图在其地图上准确地进行描绘。 他们绘制高程和地形的高度。
使用影线绘制山
您的学生将直接在他们的粘土山上绘制影线，并以此样式绘制地图。
- 要求您的学生使用 ＃2 铅笔在自己的粘土山的侧面划出影线。
- 当他们完成对粘土的标记后，请学生站在粘土山上方垂直俯视山峰。 让学生画出他们看到外观、影线以及所有其他特征。
- 询问学生是否可以想到使用影线而非剖面图绘制山脉的一些优势。
通过影线，您就可以绘制山脉的所有面，而不仅仅是一面。 高山的绘制不会在地图上隐藏可能位于其后的其他事物。
- 让学生举手回答以下问题：
- 谁认为使用影线是绘制地形图最好的方式？
- 谁认为一定有更好的地形绘制方式？
- 让一些学生描述他们关于更好的地形绘制技术的想法。
一些学生可能描述他们曾见过的等值线地图。 一些学生可能描述由卫星和飞机捕获的影像。 接下来，您的学生将用等值线绘制山脉。
使用等值线绘制地形图
在地图上绘制影线已经有很长的历史，但是在如今的地图上却十分少见。 这一地形绘制方法被等值线所取代。 接下来，您的学生将使用等值线为其粘土山制图。
浏览具有等值线的历史地图
您将通过另一个瑞士历史地图引导您的学生。
- 如有必要，打开 History of Terrain Mapping web 地图。
- 在图层窗格上，指向 Switzerland 图层，然后单击可见性按钮以将其打开。 依次指向 Mayr's Alpenkarte 和 Das Wiflispvrgergow 图层，然后单击可见性按钮将其关闭。
这张地图是 John Bartholomew 于 1922 年绘制的。 您可以在 David Rumsey Map Collection 中了解详细信息。
- 请进行平移和缩放，与您的学生一起浏览地图。
- 有人曾看过这样的地图吗？ 在什么地方看到的？
- 各个颜色之间的线有什么含义？
这些线成为等值线。 他们描画出具有相似高程的区域。
- 在内容工具栏中，单击书签，然后单击 Bern 书签。 询问学生是否可以指向山顶或山峰。
这些线在等值线地图上显示为闭合的圆。
- 等高线之间的颜色有什么含义？
颜色使您更容易知道所处的高程水平，而无需计算等值线。
- 单击图例书签。
绿色代表低地，棕色代表高程较高的地区。
- 地图上的颜色是否与地球上的颜色匹配？
不总是。 颜色的目的是使您更易于查看高程变化。
- 单击 Matterhorn 书签。 地图上的一些地点是白色的。 这是为什么？
- 单击图层并指向 Switzerland 图层。 单击可见性按钮关闭图层并显示下方的卫星影像。
白色区域代表山顶上的雪和冰。
- 指向 Switzerland 图层，然后单击可见性按钮将图层打开。
使用等值线绘制高程
接下来，您的学生需将他们的粘土山切成片，并进行描画以绘制等高线图。 您将首先为他们演示该过程。
提示：
让您的学生观看您的操作，而无需预先解释整个过程。 当他们观看时，将预料下一步骤。 在某个时候，他们可能会喊出“我明白了！”
- 将您的学生聚集在您的书桌或桌子周围，以便他们都可以看到您的动作。
- 使用尺子在粘土山的底部上方 1 cm 处进行测量和标记。
提示：
许多尺子在测量标记开始之前可能有空白的圆角末端。 尝试寻找从 0 开始的直角尺子。
- 用细绳在 1 cm 标记处切开山脉。
注：
您可以使用任意间隔。 当每个学生有 4-8 oz（113 - 227 g）粘土时，1 cm 间隔具有很好的效果。
- 将山顶放在一旁，并使用铅笔描画粘土山的底部。
- 使用硬直尺将山的底部从纸上刮下。
- 将山的顶部放回到纸上，并进行描画。
- 测量距粘土底部 1 cm 处，并重复执行过程。
- 让学生带着直尺和一段细绳回到其书桌处。 指示他们以此方式为自己的山脉制图。
他们应该继续切割并描画切片，直到粘土山用尽。
提示：
鼓励学生两人一组进行，以互相帮助切割粘土山。 当其他人固定顶部时，更容易进行切片。 否则，粘土山可能会被压扁。
- 当学生完成对山脉的描画时，请他们在每个等值线环上标出其海拔高度，例如 0 厘米、1 厘米、2厘米等。
接下来，学生将为其等值线地图涂色。
- 要求您的学生使用渐变颜色（色带）进行涂色，以显示从低到高的高程。
提示：
纸张可能因粘土而有粘性。 彩色铅笔最适合在有粘性的纸上涂色。 如果您没有彩色铅笔，可以跳至下一步骤。 您还可以告诉学生，并非所有等值线地图都使用颜色。 格兰维尔图是仅包含线条的等值线地图示例。
高程色带有时会尝试模仿景观。 在瑞士地图中，低地为绿色而较高区域为棕色。 如果您要在沙漠中绘制山脉，您会使用相同的配色方案吗？
不会。如果您制作的地图将沙漠的低地显示为绿色，那会产生误导。
色带可能是单色的，因此仅使用一种颜色的阴影。 在 New York Elevation, 1895 中，右上方的地图是用于表示高程的单色色带示例。
高程色带通常是彩色的。 Shikotsu, Toya and vicinity 地图使用类似于瑞士地图中的色带。 Canada – British Columbia, and Prairie Provinces 地图使用更广泛的颜色，包括用于绘制海洋深度的蓝色。
提示：
根据纸张的粘性，您可以指导学生为地图涂色并制作图例，而不必添加标注。
您的学生现在拥有其山脉的三个不同的地图：剖面图、影线地图和等值线地图。
学生也可以为其剖面图涂色以匹配其等值线地图。 什么会变得明显呢？
反思
清理完毕后，在结束课程时对活动进行反思。 如果您没有时间进行反思，请在下一节课进行。
- 如果此处有陡峭的斜坡或悬崖，等值线外观如何？
等值线绘制得较为靠近。
- 如果坡度平缓，等值线外观如何？
等值线绘制距离较远。
- 有人的山包含洞穴或其他棘手的特征吗？ 这种情况将如何影响等值线地图上线？
- 有人的山存在凹陷吗？ 例如，可能存在湖泊或者火山口。
凹陷可能很难在等值线地图上绘制，因为它将像山峰一样，是一个闭合的圆。 标注和颜色可以帮助您清楚地看到这些区域具有较低高程，而非较高。
在未着色的地图上，凹陷等值线使用阴影线符号绘制，以帮助人们进行识别。 下图显示了学生地图上和来自 David Rumsey Map Collection 的火山渣锥地图上的洼地等值线。
- 我们不能切割真正的山。 您如何看待地图制作者们想出的等值线绘制系统？
他们不得不测量地面上不同点的高度。 然后，他们在地图上将具有相同值的点连接起来以绘制等值线。
您可以在此活动中学习如何通过高程点绘制等值线：将点连接。
解释等值线地图（可选）
您的学生已经以三种不同的方式绘制了地形图，那么他们应该已经能够熟练地阅读地图。 您可以在下一课程中使用此可选活动来评估学生对等值线地图的理解。
在地形图上标注地形
您将为学生提供一些地形图，并要求他们标注地形。
- 收集一些具有等值线的印刷地形图。 如果找不到，可以使用来自 David Rumsey Map Collection 的 Atlas of Landforms。
- 在整个教室的桌子上放置地形图。
- 给每个学生分发几个小便签。
提示：
如果便签太大，则将其切成小条。
- 要求学生在每个便签条上标注地形名称，例如山峰、山谷、河流、悬崖、高原、缓坡等。
让学生在每个便签条上画出箭头，以指向要标注的地形。
- 学生还需要在每个粘贴便签条的背面写下他们的名字。
- 让学生四处走动，并在地图上匹配的地形上贴上便签。
- 四处走动，检查是否有标注错误的地形。
如果找到，请检查粘贴便签的背面。 叫来对应的学生，向其提供线索，然后要求学生再试一次。
在此活动中，学生不仅可以从您那里获得反馈，还可以通过彼此检查获得反馈。
在本教程中，您的学生学习了地形绘制过程中的三个步骤。 在等值线地图之后，又开发了另一种技术，称为山体阴影。 当制图师使用山体阴影时，他们会从上方绘制地形视图，因为可能会出现阳光从某个角度照在山体上方的情况。 一些山坡被照亮，而其他山坡则在阴影中。
您可以在此处美国落基山国家公园的地图中看到山体阴影的示例。
如果您的某些学生提前完成活动或想了解更多信息，他们可以观看制图师 Sarah Bell 的这段视频，讲解她如何绘制彩色山体阴影。
今天，如果您拥有高程测量的数据，则可以使用数字软件（如 ArcGIS Pro）自动创建等值线和山体阴影。 但是，动手绘制地形可以使您的学生清楚地了解如何解释他们在地图上看到的地形。
地形是底图的一个元素，而底图是 GIS 的第一个图层。 在 ArcGIS Online 中查找和导航地图是一个简短的视频和活动，您或您的学生可以用于在 GIS 中浏览底图。
您可以在教程库中找到更多教程。
