Для послойной или гипсометрической окраски используют шкалу постепенно изменяющихся цветов и их оттенков, покрывая промежутки между двумя определенными горизонталями одним из 58 оттенков шкалы, промежутки между следующей парой горизонталей следующим оттенком и т. д.
Карты с гипсометрической окраской оказались весьма полезными для изучения явлений, связанных с высотно-зональным распространением. Такая окраска прекрасно иллюстрирует высотные соотношения, а при удачном подборе оттенков шкалы создает впечатление рельефности карты.
При подборе цветов для шкалы могут быть положены различные принципы. Одноцветная шкала, в которой переход от светлого до интенсивно насыщенного тона одного и того же цвета связывается с возрастанием (или, наоборот, убыванием) высоты, обладает наибольшей простотой и логичностью. Тем не менее, предел ее применения ограничен. При увеличении числа ступеней шкалы свыше 5-6 сопоставление тонов на различных участках карты становится затруднительным, а интенсивные тона начинают затенять прочее содержание карты. Возникает необходимость в многоцветной шкале, а с ней приходят новые трудности.
Прямой переход в шкале от насыщенного тона одного цвета к светлому тону другого вызывает резкий и неприятный для глаза контраст. Смена цветов должна протекать на тонах примерно одинаковой интенсивности. Таким образом, о двухцветных шкалах интенсивность тонов возрастает или убывает в обе стороны от середины шкалы, тогда как высоты шкалы увеличиваются в одном направлении. Эта нелогичность присуща почти всем многоцветным шкалам. Ее влияние может быть ослаблено надлежащим выбором цветов, в частности сменой цветов в порядке спектра, т. е. путем перехода от «холодных» к «теплым» цветам.
Старый принцип, выдвинутый в 60-х годах прошлого столетия Гауслабом (Fr. v. Hauslab), заключается в применении оттенков зеленого цвета для низменностей и коричневых тонов для горных районов. Именно на этой гамме цветов большинства школьных карт многие поколения человечества воспитывали в себе чувство трехмерного восприятия плоского картографического изображения.
С развитием картографической техники перешли к многоцветным шкалам. В них за зеленым цветом обычно следует желтый, сменяющийся далее оранжевыми и красными (или коричневыми) оттенками.
В исканиях новых принципов построения гипсометрических шкал отличаются оригинальностью попытки венского картографа Пейкера (К. Реucker), основанные на физиологическом воздействии отдельных цветов и тонов на нашу зрительную систему. Пейкер сравнивает карту с ландшафтом, рассматриваемым сверху, когда возвышенности ближе к нашему глазу, чем долины. Следовательно, достаточно, по мнению Пейкера, изобразить на карте возвышенности в «выступающих» цветах или тонах, а низменности в «отступающих», чтобы добиться пластического изображения. При взгляде в темноту зрачок глаза расширяется, но мере усиления света — сокращается. Подобным образом зрачок, расширяется при рассмотрении удаленных предметов. С другой стороны, вблизи все предметы кажутся более яркими и сочными, а по мере удаления заволакиваются дымкой и теряют яркость. В приложении к карте это можно сформулировать так: чем выше, тем светлее, насыщеннее и ярче. Отсюда Пейкер приходит к выводу, что достаточно присвоить верхним ступеням рельефа светлые и яркие тона, а нижним ступеням темные и холодные, чтобы получить на карте пластический эффект.
Опыты применения принципов Пейкера не дали благоприятных результатов как вследствие сильного затенения низменностей, где приходится обычно показывать большое количество географических объектов (поскольку именно в равнинах развита интенсивная экономическая деятельность человека), так и вследствие слабой контрастности верхней части шкалы, характеризующей обычно наиболее крупные высотные интервалы. Так, например, столь расчлененные горные системы, как Алтай, Кавказ и т. д., оформленные по принципу Пейкера, оставляют впечатление плоского горного рельефа.
Количество ступеней в гипсометрической шкале обычно не превосходит десятидвенадцати, из-за дороговизны и сложности многоцветной печати большее число встречается как исключение. Введение в практику картоиздания растровой трехцветной печати значительно расширит возможности многоцветной печати рельефа. Послойная окраска используется преимущественно на мелкомасштабных картах со шкалами, величина сечения которых возрастает с высотой. Слабое место подобных шкал — неудовлетворительное изображение рельефа на высокогорных равнинах, где незначительные колебания высоты столь же существенны, как и на низменностях. Этого дефекта можно избежать лишь путем введения дополнительных горизонталей без изменения между ними послойной окраски.
В заключение несколько слов о термине «гипсометрическая карта». В широком смысле слова это всякая карта в горизонталях, т. е. карта, позволяющая производить оценку и измерение высоты. Существуют два других, более узких, толкования термина. Согласно одному из них, гипсометрической следует называть карту, на которой рельеф, выраженный горизонталями (с послойной окраской или без нее), составляет основное содержание карты, а остальная нагрузка имеет вспомогательное значение. Наконец, под гипсометрическими картами понимают иногда карты в горизонталях, но обязательно с послойной окраской. Последнее применение термина самое распространенное.
Аналогично горизонталям, линиям равных высот, для изображения рельефа морского дна (или дна озер) применяют линии равных глубин — изобаты. Карты, на которых изобаты представляют основную нагрузку, называются батиметрическими.