第二章 國外地形特徵圖之彙整與比較
第二節 各國之地形製圖要素比較
地形特徵圖的圖面上資訊豐富,理論上一張完整的地形特徵圖應該包含以 下幾種地形製圖要素(Gustavsson et al. ,2006):
(1)地形特徵(morphography) (2)地形計測(morphometry) (3)地形生成作用(morphogenesis) (4)地質資訊(geology/lithology) (5)地形年代(morphochronology/age) (6)地形動態(morphodynamic)
基於這幾些地形製圖要素,國外的地形特徵圖根據目的有不同的設計,在 這些基本要素進行搭配,值得用以做為借鏡。本研究挑選兩個官方出版地圖,
包括義大利與日本,以及兩個學術單位出版之地圖,包括瑞士與Gustavsson et al.(2006),共計四種地形特徵圖做為比較的對象。
一、地形特徵(morphography)
地形根據是否有明確的地形邊界,可大致分為「特徵地形(landform)」以及
「連續地形 (land surface form)」(Evans, 2012)。特徵地形如河階、沖積扇等在 地表上有較為明顯的範圍,可藉由坡度、形狀、範圍進行專家判讀而圈繪一特 定地形區域;連續地形的邊界則較為模糊。在地形計測的面向,這兩種地形分 類也可被區分為specific geomorphometry 與 general geomorphometry 兩種。前者 用於描述特徵地形,通常具有較為主觀的專家判讀;後者則用於地表形態,可 將地表的情況作大致的分類(Evans, 1972)。
地形特徵的繪製取決於各國的地形分類系統。以義大利的地形特徵(ISPRA, 1994)分類最為詳細,共呈現 325 種地形特徵。義大利之地形分類以地形生成作 用力作為主要區分依據,像是崩壞作用、河流作用、冰河作用等等,以下再細
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推估之斷層(supposed fault)
順向坡(dipslope) 裸石陡坡
(rock scarp: crest, ruz anticlinal valley, transverse valley,
cuesta,...)
>20m 5m~20m 被覆蓋之陡坡
(covered scarp: crest, ruz anticlinal valley, transverse valley, cuesta,...)
>20m 5m~20m 裸岩階地(rock step)
被覆蓋之階地(covered step)
斷層崖(fault escarpment) 只
背斜軸(anticline axis) 向協軸(syncline axis) 平移斷層(transverse fault)
Gustavsson
et al. (2006)
之地形特徵圖僅有少數的地形特徵的設計,例如崩 塌地的標示、常流河、間歇河等等。主要呈現地形特徵的方式在連續地形的條 目之下說明。因此,根據各國的地形特徵呈現方式,可統整為表2-5 並進行比 較。44
Gustavsson et
al. (2006)
(點)
(綜合)
1. 作用力 2. 地形型態
二、地形計測(morphometry)
若說特徵地形是利用定性的方式來描述地景,地形計測則是利用定量的方 式來呈現不同的地形特徵(Pike et al., 2009)。山脊、坡度轉折處、凹坡、凸坡都 可視為地形計測。在地形特徵圖上最為常見表示地形計測的方式即利用「等高
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除了等高線之外,各種地形特徵圖上也可發現額外的地形計測資訊。像是 在義大利的地形特徵圖的圖例有包括主要山脊的標示;在日本的地形特徵圖中 則有標示坡面的陡緩程度,分為陡坡地以及緩坡地。其中,以Gustavsson et al.(2006)所開發的地形特徵圖所標示的地形計測最為詳細,也是該地形特徵圖 的主要特色之一。除了水文地理、特定崩壞地形的特徵外,其餘地表上並無繪 製特定的地形特徵(表 2-6)。地圖上所繪製的地形計測,包括陡崖、坡折處、瘦 稜等等,根據不同的地形生成作用力會搭配不同的顏色呈現。其中地形計測的 分類又與當地環境特色有關,許多的地形計測特徵在高緯度地區較為常見,如 不平整坡面(undulating terrain)。因此該地形特徵圖判別大部分的特徵地形的方 法,即利用不同的地形計測,搭配圖上呈現之不同的沉積物粒徑,藉由專家的 進一步解讀來定義地表上有意義的地形單元。例如,地圖上出現礫石沉積物符 號並呈現扇狀,且沉積物符號標示為河流作用代表的綠色,同時標示由主流像 支流緩降的坡度標示,便可判斷可能為一個沖積扇地形(圖 2-10)。
表2-6 Gustavsson et al.地形特徵圖之圖例(Gustavsson et al., 2006)
地形形態
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不連續坡 舊河道 河流作用
不平整地形 (坡度 2~35 度)
瀑布、急 流、水壩
冰水作用
改變之區域 湧泉、滲穴 海洋湖泊作用
地形邊界 長年氾濫區 冰河作用
地形形態
地形太小無法依比例呈現 [顏色根據作用/成因而定]
季節氾濫區
(包含洪水) 冰緣作用
V 字型溝槽 湖、海 風成作用
窄山脊 生物作用
不平整坡面 人類作用
不平整水平 地形 (坡度<2 度)
圖案地
等高線 山頂高度 (公尺)
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圖2-10 Gustavsson
et al. (2006)
地形特徵圖之特徵地形判釋方式-以沖積扇為例三、地形生成作用力(morphogenesis)
地形生成受到營力、構造、時間的影響,即地形的生成受到許多因子控 制,也常是多重作用力造成的結果。以呈階梯狀的地形來說,可能是河流、海 岸作用甚至岩性控制造成的。對河階而言,若無河流的側蝕加寬形成氾濫原,
就算有構造抬升或河流自律下切,也不會造成河階地形,所以按成因而言,屬 於以河流作用地形。
除了日本之外,其他的地形特徵圖皆有呈現地形生成作用,不同顏色表示 為不同的生成作用力,並再將此顏色套用至不管是特徵地形或是連續地形的圖 例上。而在義大利以及瑞士的地圖中,地形生成作用也做為特徵地形的主要分 類依據,義大利的共分類出10 種地形生成作用力:
1. 構造及火山地形,以 棕色 呈現;
2. 重力引發之地形(崩壞地形),以 紅色 呈現;
3. 河流地形,以 綠色 呈現;
4. 喀斯特地形,以 橘色 呈現;
5. 冰河地形,以 紫色 呈現;
6. 凍融潛移地形, 以 藍色 呈現;
沉積物:礫石(圓圈符號填 滿),並成扇狀分布 顏色:河流作用(綠色)
等高線:呈現向下游輻射狀
河流:礫石中有河流流經
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7. 風成地形,以 藍綠色 呈現;
8. 海洋、河口地形,以 淺藍色 呈現;
9. 大範圍成因複雜之地形,以 紫紅色 呈現;
10. 風化地形,以 紅褐色 呈現。
瑞士的地形特徵圖共分類出10 種地形生成作用力,其中因為當地環境之特 色,針對高緯度才較易出現的冰緣、冰雪地形有較為細緻的分類:
1. 構造地形,以 紅色 呈現;
2. 水文地理,以 藍色 呈現;
3. 河流地形,以 綠色 呈現;
4. 重力引發之地形,以 土色 呈現;
5. 冰河地形,以 紫色 呈現;
6. 冰緣地形,以 桃紅色 呈現;
7. 冰雪地形,以 淺紅色 呈現;
8. 喀斯特地形,以 藍綠色 呈現;
9. 湖泊地形,以 深藍色 呈現;
10. 人為地形,以 灰色 呈現。
而雖然在Gustavsson et al. (2006) 的地形特徵圖中並無分類各式特徵地形,
但仍有分類出不同的地形生成作用並標示在連續地形上,共分類出11 項目,包 括:
1. 內營力作用(包括火山) 2. 塊體運動(包括河流侵蝕) 3. 河流作用
4. 冰水作用
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Gustavsson et al.
(2006)
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類大同小異,但根據不同的環境特色會有各自著重的項目,因此可在該地形生 成裡分類出更多細部的特徵地形,像是義大利以崩壞地形、河流地形為主,而 瑞士以冰雪地形為主,可統整如表2-7。
四、地質資訊(geology/lithology)
地質對於地表形態的表現有相當重要的意義。常見的地質資訊又可分為地 層、岩性、構造等等。地層代表一個大致相同的沉積環境或是地質事件所構成 的一層岩體,因此了解地層可回朔至當時地層生成的地理環境。不過,比起地 層,地層所代表的岩性對於現在所見的地形塑造應更具有意義(地調所,
2008)。根據組成材料地不同,可大致分為軟岩以及硬岩。岩性較為軟弱的地層 較易塑造低緩或是凹陷的地勢,同時也較不容易在地景上保存,如頁岩等;岩 性較為堅硬的地層則較容易因周遭抗蝕力較為軟弱的地層受到侵蝕後而留下較 為高聳及尖銳的地勢,如砂岩、火成岩等。除這兩者之外,地質上也會出現由 礫石或是未膠結沉積物所組成的岩性組合,未膠結沉積物又可再根據不同的粒 徑大小進行分類。另外,構造線也是塑造地表形態的重要因子,斷層的通過可 能導致一地的陷落或是高起,又或是構造線通常代表地質上抗蝕力較弱之處,
河流可能因此順著地質弱處改向。
各國的地形特徵圖上並非都有呈現地質資訊,僅在義大利以及Gustavsson 的地形特徵圖中表現。同時,地質資訊屬於較為大面積的地圖資訊,通常在圖 層的擺放順序上較為接近底圖的位置。義大利的地質資訊呈現岩性以及構造三 種資訊,其中岩性又分成固結岩體以及未膠結沉積物兩種(圖 2-11)。地質構造 以獨立的圖例呈現斷層、向斜背斜等特徵,以黑色最作為呈現;而以岩性資訊 中地固結岩體來說,其資料來源為官方出版之地質圖,但僅取用岩性資料的部 分,並根據抗蝕力、作用力等等對地形生成有關的因子重新歸類岩性資料,最 後統整改繪使其資料適合在地形特徵圖上呈現。根據不同顏色區分不同的岩
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性,並擺放於地圖的最下層作為底圖使用,以下為岩性資料之分類:
1. c- 石灰岩、硬石膏,以棕色呈現;
2. d- 白雲岩,以粉紅色呈現;
3. m- 大理岩、泥質岩石,以灰色呈現;
4. p- 複合型岩性組成 (如 arsenic-pelitic and pelitic-arenic, marnosoarenitic,等), 以天藍色呈現;
5. a- 砂岩為主,以黃色呈現;
6. e- 礫岩為主,以紅褐色呈現;
7. v- 火成岩(噴發岩、火山碎屑),以橘色呈現;
8. i- 入侵岩、變質岩,以酒紅色呈現;
9. s- 混雜變質岩,以紫色呈現;
而未膠結沉積物以觀察員在現地所觀察到最主要的沉積物顆粒大小為主,
呈現上則根據不同的地形生成作用區給予不同的顏色註記,共分類為 1. 粉沙、黏土(直徑小於 1/16 mm);
2. 沙(直徑介於 1/16 ~ 2 mm 之間);
3. 礫石(直徑介於 2 ~ 256 mm);
4. 巨礫(直徑大於 256 mm)。
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圖2-11 義大利地形特徵圖之地質資訊呈現
未膠結沉積物:冰河沉積物 岩性:礫岩
岩性:大理岩 岩性:複合型岩性
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在Gustavsson et al. (2006)的地形特徵圖中,地質資訊扮演重要的角色。地 圖上主要呈現岩性以及未膠結沉積物兩種地質資訊(圖 2-12)。岩性資訊利用文字 註記的方式平均標示於地圖上,並根據該岩性的地質年代給予不同的顏色。未 膠結沉積物在地圖上作為底圖使用,並且進行詳細的分類,共分類為:
1. 黏土/粉砂(<0.06mm) 2. 砂(0.06-2mm)
3. 礫石(2*60mm) 4. 大礫(60-600mm) 5. 巨礫(0.6-1m) 6. 大巨礫(0.6-1m) 7. 單一岩塊(>150m3) 8. 漂礫(>1m3)
有別於義大利的呈現方式,Gustavsson et al.的地圖不以圖案填滿的方式呈 現,希望能夠不使用顏色填滿的色塊。因為顏色越為飽滿的圖徵代表地圖上越 為重要的資訊(Gustavsson et al., 2006),填滿色塊容易搶走地圖的焦點,同時不 填滿的顏色設計有利於底圖的使用更為靈活。
圖2-12 Gustavsson et al.地形特徵圖之地質資訊呈現 岩性:Graywacke 硬砂岩
圖2-12 Gustavsson et al.地形特徵圖之地質資訊呈現 岩性:Graywacke 硬砂岩