按一定的比例尺描繪地物和地貌的正射投影圖。地物是指地表面的固定性物體,如房屋、道路等;地貌是指地表面高低起伏的形態,如山地、丘陵和平原等。地物和地貌總稱為地形。在測區面積不大的情況下,控制點的座標不需要考慮地球曲率的影響,可以直接將所測定的地物、地貌沿鉛垂線投影在平面圖紙上,按比例縮繪。這類地形圖屬於平面圖的範疇。在測區面積較大的情況下,要把地球表面上的地物、地貌描繪到平面圖紙上,必須先將控制點的座標經過一定的投影變換,然後將測定的地物、地貌縮繪成圖。這類類考慮到地球曲率影響的地形圖屬於普通地圖的范疇,其投影方法,目前多數國傢采用高斯-克呂格爾投影。

  方法 大面積的測圖工作,一般是采用航空攝影測量的方法成圖。在工程建設中所使用的部分大比例尺地形圖仍是在實地用平板儀測圖等方法,(見地形測量)測繪成的線劃圖。對施測困難的地區,則可用地面立體攝影測量的方法成圖。至於小比例尺地形圖,大多利用大比例尺地形圖、衛星攝影像片和有關資料,按照要求加以綜合取舍編繪而成。利用航空攝影像片或衛星攝影像片還可制作影像地圖(最適用於地形起伏不大的地區)。這種圖比普通線劃圖有更多的信息內容,並可縮短成圖周期。此外,還有數字地圖,將地面信息以數字形式存貯於軟件中。

  內容 主要包括數學要素,如比例尺、坐標格網和控制點等;自然地理要素,如水系、地貌、土壤和植被等;社會經濟要素,如居民地、交通網和政治行政區劃等;此外還有圖名、圖號和圖例等。

  地形圖比例尺的大小在不同的業務部門有其不同的習慣規定。例如,中國國傢基本比例尺地形圖是把1∶10000~1∶100000比例尺的圖視為大比例尺地形圖,1∶200000、1∶500000 等比例尺的圖視為中比例尺地形圖,1∶1000000或更小比例尺的圖視為小比例尺地形圖。至於城市建設或其他工程建設的用圖,則將1∶5000、1∶2000、1∶1000和1∶500等比例尺的圖視為大比例尺地形圖(見附圖)。

1∶50比例尺的地形圖(局部)

1∶500000比例尺的地形圖(局部)

1∶2000比例尺的地形圖(局部)

  在地形圖上要表示出主要地物的位置、形狀和大小。地物有的能按比例測繪,如較大的湖泊和較大的建築物等;有的隻能部分按比例測繪,如狹長的道路和河流等;有的如寶塔和高煙囪等,實體較小,但具有方位意義,則可用非比例符號表示。地貌主要分等地和窪地兩大類,其表示方法有用透視或寫景的,也有用光影原理表示的,如暈滃法、暈點法及暈渲法等(見地圖整飾)。這些方法顯示地貌具有立體感,但都不夠精確。

  1973年在中國長沙馬王堆漢墓中出土的一幅地形圖上,已采用閉合曲線表示山體的延伸方向,在閉合曲線裡又附加暈線。圖中對主要山體用粗線勾出,又以細線繪魚鱗狀,表示層層重巒,近似現代的等高線。但科學的等高線法直到18世紀才形成。

  等高線是地面上高程相等的各有關相鄰點所聯成的封閉曲線,高程都是整數(整米、整分米)。用等高線在地形圖上表示地貌,不僅能正確反映地面的高低起伏、山脈走向、山體形狀、坡度大小和山谷寬窄深淺等,而且能清楚顯示一定地區的山勢總貌。山脊線(分水線)和山谷線(集水線)這類地性線也能從等高線所表示的地貌中觀察出來。等高線的另一特點是具有一定數學基礎。它的缺點是表示地貌立體感不強,在表示微型地貌時不夠真切。但是世界各國的地形圖主要還是用等高線法表示地貌,僅在等高線基礎上增加一些地貌符號和註記,或配合彩色暈渲以增加立體感。影像地圖、特別是彩色影像地圖在這方面有其一定的優越性,它既利用瞭像片的豐富信息,又保證瞭地形圖的整飾和幾何精度,直觀性強,使用方便。

  分幅、編號和定向 每幅地形圖的范圍與編號,一般都有統一規定。比例尺為1∶1000000的地形圖采用國際統一規定的梯形分幅(如圖)。其方法為:將整個地球表面由赤道起向南北兩方各每隔緯度4°作為一橫行,直至緯度88°為止,分別用大寫的拉丁字母A、B、C、…、V標明;以地球極為中心而以緯度88°為界的圓面積用Z標明。由經度180°起自西向東每隔經度6°為一縱列,共分成60列,分別以阿拉伯數字1~60編號。每幅一百萬分之一的梯形圖幅的圖號是由橫行的字母和縱列的號數組成。例如,中國北京所在的1:1000000比例尺地形圖的編號為 J-50(圖中有星號處)。為瞭區分南半球與北半球的圖幅,可在編號前再加註S或N字樣,但世界各國除疆域跨越赤道者外,一般均不在編號前加註。其他各種比例尺的圖,其分幅編號由各國自行規定。中國對於1:10000及小於這種比例尺的地形圖采用梯形分幅,即圖的東西邊界以一定數值的經度為界,圖的南北邊界以一定數值的緯度為界,其編號也有統一規定。另一種分幅方法是矩形分幅,通常用於較大比例尺的地形圖。矩形分幅的大小一般為40厘米×50厘米,也有根據實際需要采用其他尺寸的(如50×50、40×40等)。矩形分幅的編號,一般用圖廓西南角的坐標以公裡為單位的數字表示。中國對於1:5000和1:2000比例尺的地形圖,兩種分幅方法都可采用,但1:2000比例尺的圖多用矩形分幅。每幅地形圖的圖名一般用圖中重要的山名或地名等命名。為瞭用圖方便,一般在圖廓外左上方繪出本圖幅與鄰接各圖幅的關系。

  地形圖上除繪出圖的比例尺等外,還標有圖的方向,並且都以圖的北方為上方。有些梯形圖幅的圖廓線下方還繪有真子午線、磁子午線和坐標縱線三者的關系,稱為三北方向。

  應用 地形圖是人類生產活動和生活中的一種重要工具。使用時,首先要能閱讀地形圖,瞭解圖上各種圖式符號所代表的意義、地物和地貌的特征,再根據地形圖判明該地區基本地理特征,並對主要居民地、道路及水系等分佈情況作一整體瞭解,然後進行各種要素的研究。例如該地區的位置和范圍、地勢和水文、土壤和植被、居民地的類型和密度、電信交通和工礦的分佈等。利用地形圖進行地圖量算,可以從圖上獲得兩點間的水平直線距離、水平曲線長度和一定范圍的面積。結合等高線還可以獲得地面點的高程、兩點間的坡度,以一定坡度選定最短的路線,繪制一定方向的斷面圖,確定匯水面積和確定填挖方數量等。在軍事上部署兵力、構築工事和規劃行軍路線等都需要地形圖。在經濟建設中,如農田水利規劃、水利樞紐設計、線路勘測設計、城市規劃、工礦建設和土地整理等也都需要地形圖。地形圖還是編制各種專題地圖如地質圖、地貌圖等的基礎底圖。

  由於地面上的地物變化頻繁,為瞭反映實際情況,應不斷地對地形圖進行修測或更新(見地圖修測)。