Карта рельефа , модель местности или рельефная карта — это трехмерное представление, как правило, местности, материализованное в виде физического артефакта. При представлении местности вертикальный размер обычно преувеличивается в пять-десять раз; это облегчает визуальное распознавание особенностей местности.
Если рассказ Сыма Цяня (ок. 145–86 гг. до н. э.) в его «Записях великого историка» окажется верным после раскопок гробницы Цинь Шихуанди , то рельефная карта существовала со времен династии Цинь (221–206 гг. до н. э.) в Китае. Джозеф Нидхэм предполагает, что некоторые керамические сосуды династии Хань (202 г. до н. э. – 220 г. н. э.), на крышках которых были изображены искусственные горы, могли повлиять на рельефную карту. [1]
Генерал династии Хань Ма Юань создал рельефную карту долин и гор в модели, построенной из риса, 32 г. н. э. [2] Такие модели риса были изложены автором династии Тан (618–907) Цзян Фаном в его «Очерке об искусстве построения гор из риса» (ок. 845 г.). Рельефная карта, сделанная из дерева, представляющая все провинции империи и собранная как гигантская головоломка размером 0,93 м 2 ( 10 футов 2 ), была изобретена Се Чжуаном (421–466) во время династии Лю Сун (420–479).
Шэнь Ко (1031-1095) создал рельефную карту, используя опилки, дерево, пчелиный воск и пшеничную пасту. [3] [4] Его деревянная модель понравилась императору Шэньцзуну из династии Сун , который позже приказал, чтобы все префекты, управляющие приграничными регионами, подготовили аналогичные деревянные карты, которые можно было бы отправить в столицу и сохранить в архиве. [5]
В 1130 году Хуан Шан изготовил деревянную карту с рельефным рисунком, которая позже привлекла внимание неоконфуцианского философа Чжу Си , который попытался приобрести ее, но вместо этого сделал свою собственную карту из липкой глины и дерева. [5] Карту, сделанную из восьми кусков дерева, соединенных шарнирами, мог складывать и переносить один человек. [5]
Позже Ибн Баттута (1304–1377) описал рельефную карту во время своего посещения Гибралтара . [6]
В своей статье 1665 года для Philosophical Transactions of the Royal Society Джон Эвелин (1620–1706) считал, что восковые модели, имитирующие природу, и барельефные карты были чем-то совершенно новым для Франции. [7] Некоторые более поздние ученые приписывали первую рельефную карту некоему Полу Доксу, который изобразил область Куфштайна на своей рельефной карте 1510 года. [7]
Существует несколько способов создания рельефной карты. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения точности, цены и относительной простоты создания.
Начиная с топографической карты , можно вырезать последовательные слои из листового материала с краями, следующими контурным линиям на карте. Их можно собрать в стопку, чтобы получить грубое приближение к рельефу. Этот метод обычно используется в качестве основы для архитектурных моделей и обычно выполняется без вертикального преувеличения . Для моделей рельефа стопку затем можно сгладить, заполнив ее каким-либо материалом. Эту модель можно использовать напрямую, или для большей прочности с нее можно сделать форму. Затем эту форму можно использовать для изготовления гипсовой модели.
Комбинация обработки мастер-модели с помощью числового программного управления (ЧПУ) и вакуумного формования копий с нее может быть использована для быстрого массового производства рельефных карт. Технология вакуумного формования, изобретенная в 1947 году Картографической службой армии в Вашингтоне, округ Колумбия, использует вакуумно-формованные пластиковые листы и тепло для увеличения скорости производства этих карт. Для изготовления пластиковых карт вакуумной формовки сначала мастер-модель из смолы или других материалов создается с помощью фрезерного станка с компьютерным управлением с использованием цифровой модели рельефа. Затем отливается форма для репродукции с использованием мастер-формы и материала, устойчивого к теплу и давлению. В форме для репродукции проделываются мелкие отверстия, чтобы впоследствии воздух можно было удалить вакуумом. Затем на форму накладывается пластиковый лист так, чтобы они были герметичными, и нагреватель помещается над пластиком примерно на 10 секунд. Затем применяется вакуум для удаления оставшегося воздуха. После того, как пластик остынет, его можно удалить, и рельеф готов. После этого шага на созданные основания можно наложить/напечатать цветовую карту, чтобы сделать ее реалистичной. [8]
Пластиковые карты, изготовленные методом вакуумной формовки, имеют множество преимуществ и недостатков. Их можно быстро изготавливать, что может быть полезно во время войны или катастрофы. Однако точность определенных точек по всей модели может варьироваться. Точки, которые касаются формы первыми, являются наиболее точными, в то время как точки, которые касаются формы последними, могут стать выпуклыми и слегка искаженными. Кроме того, эффективность этого конкретного метода построения зависит от представляемой местности. Они не подходят для представления резко очерченных форм рельефа, таких как высокие горные хребты или городские районы. [8]
Другим методом, который становится все более распространенным, является использование 3D-печати . С быстрым развитием этой технологии ее использование становится все более экономичным. Для создания рельефной карты с помощью 3D-принтера цифровые модели рельефа (ЦМР) преобразуются в компьютерную 3D-модель, которую затем можно отправить на 3D-принтер. Большинство потребительских 3D-принтеров выдавливают пластик слой за слоем, чтобы создать 3D-объект. Однако, если карта нужна для коммерческого и профессионального использования, можно использовать более дорогие принтеры. Эти 3D-принтеры используют комбинацию порошков, смол и даже металлов для создания более качественных моделей. После создания модели можно добавить цвет, чтобы показать различные характеристики растительного покрова, обеспечивая более реалистичный вид местности. Некоторые преимущества использования 3D-печатной модели включают в себя технологию и ЦМР, которые более распространены, их легче найти, и их легче понять, чем типичную топографическую карту. [9]
Создание карты рельефа на бумаге с помощью цифровой модели рельефа (DEM) является недорогой альтернативой многим другим методам. Метод включает преобразование DEM в триангулированную нерегулярную сеть (TIN), развертывание TIN, печать развернутой TIN на бумаге и сборку распечатки в физическую 3D-модель. [10] Этот метод позволяет создавать карты рельефа без необходимости использования специализированного оборудования или обширного обучения. Степень реалистичности и точности полученных карт аналогична степени реалистичности и точности моделей наложения слоев. Однако качество конечной карты во многом зависит от характеристик используемой TIN.
Для соответствующих математических функций и особенно для определенных типов статистических отображений может быть построена подобная модель в качестве вспомогательного средства для понимания функции или в качестве вспомогательного средства для изучения статистических данных.
Большая польская карта Шотландии считается крупнейшей моделью рельефа местности, построенной из кирпича и бетона на территории отеля недалеко от Пиблса , Шотландия . Ее размеры составляют 50 на 40 метров (160 футов × 130 футов). [11]
Рельефная карта Гватемалы в Гватемале-Сити имеет такой же размер, как и Большая польская карта Шотландии. Она была создана в 1904–05 годах.
Однако участок в провинции Нинся, Китай, с координатами 38°15′57″ с. ш. 105°57′4″ в. д. / 38.26583° с. ш. 105.95111° в. д. / 38.26583; 105.95111 был обнаружен в 2006 году с помощью спутниковых снимков. Он имел размеры 900 на 700 метров (3000 футов × 2300 футов), периметр 3 километра (1,9 мили) и, по-видимому, представлял собой крупномасштабную рельефную модель (1:500) Аксайчина , спорной территории между Китаем и Индией. [12]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )