Карта рельефа
Карта рельефа , модель местности или рельефная карта — это трехмерное изображение, обычно местности, материализованное как физический артефакт. При изображении местности вертикальный размер обычно преувеличивается в пять-десять раз; это облегчает визуальное распознавание особенностей местности.
История
[ редактировать ]Если рассказ Сыма Цяня (ок. 145–86 до н. э.) в его «Записках великого историка» окажется верным после раскопок гробницы Цинь Ши Хуана , то карта с рельефом существовала со времен династии Цинь (221–206 гг.) . до н. э.) Китая. Джозеф Нидхэм предполагает, что некоторые керамические сосуды династии Хань (202 г. до н.э. – 220 г. н.э.), на которых в качестве украшения крышки изображены искусственные горы, могли повлиять на карту с рельефом. [1]
Генерал династии Хань Ма Юань составил рельефную карту долин и гор по модели 32 года нашей эры, построенной из риса. [2] Такие модели риса были изложены автором династии Тан (618–907) Цзян Фаном в его «Очерке об искусстве строительства гор из риса» (ок. 845). Деревянная карта с рельефом, изображающая все провинции империи и составленная в виде гигантского 0,93 м. 2 ( 10 футов 2 ) пазл был изобретен Се Чжуаном (421–466) во времена династии Лю Сун (420–479).
Шэнь Го (1031–1095) создал рельефную карту, используя опилки, дерево, пчелиный воск и пшеничную пасту. [3] [4] Его деревянная модель понравилась императору Сун Шэньцзуну , который позже приказал всем префектам, управляющим приграничными регионами, подготовить аналогичные деревянные карты, которые можно было бы отправить в столицу и хранить в архиве. [5]
В 1130 году Хуан Шан сделал деревянную карту с рельефом, 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] Карта, сделанная из восьми кусков дерева, соединенных шарнирами, могла быть сложена и перенесена одним человеком. [5]
Позже Ибн Баттута (1304–1377) описал карту с рельефом во время посещения Гибралтара . [6]
В своей статье 1665 года для «Философских трудов Королевского общества » Джон Эвелин (1620–1706) полагал, что восковые модели, имитирующие природу, и барельефные карты были чем-то совершенно новым для Франции. [7] Некоторые более поздние ученые приписывали первую карту с рельефом некоему Полу Доксу, который изобразил территорию Куфштайна на своей карте с рельефом 1510 года. [7]
Строительство
[ редактировать ]Существует несколько способов создания карты рельефа. Каждый метод имеет преимущества и недостатки с точки зрения точности, цены и относительной простоты создания.
Укладка слоев
[ редактировать ]Начиная с топографической карты , можно вырезать последовательные слои из листового материала так, чтобы края повторяли контурные линии на карте. Их можно собрать в стопку, чтобы получить грубое представление о местности. Этот метод обычно используется в качестве основы для архитектурных моделей и обычно выполняется без вертикального преувеличения . Для моделей рельефа стопку можно затем сгладить, заполнив ее каким-либо материалом. Эту модель можно использовать непосредственно или для большей долговечности изготовить из нее форму. Эту форму затем можно использовать для изготовления гипсовой модели.
Пластиковые карты вакуумной формовки
[ редактировать ]Сочетание с помощью компьютерного числового управления обработки мастер-модели (ЧПУ) и вакуумного формования ее копий может быть использовано для быстрого массового производства карт с рельефом. Метод вакуумной формовки, изобретенный в 1947 году Картографической службой армии в Вашингтоне, округ Колумбия, использует пластиковые листы вакуумной формовки и нагревание для увеличения скорости производства этих карт. Для изготовления пластиковых карт вакуумной формовки сначала создается мастер-модель из смолы или других материалов с помощью фрезерного станка с компьютерным управлением с использованием цифровой модели местности. Затем с использованием мастер-формы и термостойкого материала, устойчивого к давлению, отливается репродукция формы. В форму для репродукции проделаны мелкие отверстия, чтобы позже можно было удалить воздух с помощью вакуума. Далее на форму прикладывают лист пластика, чтобы они были герметичными, и над пластиком помещают нагреватель примерно на 10 секунд. Затем применяется вакуум для удаления оставшегося воздуха. Дав пластику остыть, его можно снять и ландшафт готов. После этого шага цветовую карту можно наложить или распечатать на созданные основы, чтобы сделать ее реалистичной. [8]
Пластиковые карты, изготовленные методом вакуумной формовки, имеют множество преимуществ и недостатков. Их можно быстро производить, что может быть полезно во время войны или катастрофы. Однако точность некоторых точек модели может различаться. Точки, которые касаются формы первыми, являются наиболее точными, тогда как точки, которые касаются формы последними, могут стать выпуклыми и слегка деформироваться. Кроме того, эффективность этого конкретного метода строительства зависит от изображаемой местности. Они не очень хороши для изображения форм рельефа с острыми краями, таких как высокие горные хребты или городские районы. [8]
3D Printing
[ редактировать ]
Еще один метод, который становится все более распространенным, — это использование 3D-печати . С быстрым развитием этой технологии ее использование становится все более экономичным. Чтобы создать карту рельефа с помощью 3D-принтера, цифровые модели рельефа (DEM) преобразуются в 3D-компьютерную модель, которую затем можно отправить на 3D-принтер. Большинство 3D-принтеров потребительского уровня экструдируют пластик слой за слоем, создавая 3D-объект. Однако, если карта необходима для коммерческого и профессионального использования, можно использовать принтеры более высокого класса. Эти 3D-принтеры используют комбинацию порошков, смол и даже металлов для создания моделей более высокого качества. После создания модели можно добавить цвет, чтобы показать различные характеристики растительного покрова, обеспечивая более реалистичное представление местности. Некоторые преимущества использования 3D-печатной модели включают в себя более широкое распространение технологии и ЦМР, их легче найти и их легче понять, чем типичную топографическую карту. [9]
Карты из бумаги в формате DEM/TIN
[ редактировать ]Создание рельефной карты рельефа из бумаги с помощью цифровой модели рельефа (DEM) является недорогой альтернативой многим другим методам. Этот метод включает преобразование матрицы высот в нерегулярную триангулированную сеть (TIN), развертывание TIN, печать развернутого TIN на бумаге и сборку распечатки в физическую трехмерную модель. [10] Этот метод позволяет создавать карты рельефа без необходимости использования специального оборудования или длительного обучения. Степень реалистичности и точности полученных карт аналогична моделям наложения слоев. Однако качество итоговой карты сильно зависит от характеристик используемого TIN.
Внедорожное применение
[ редактировать ]Для соответствующих математических функций и особенно для некоторых типов статистических отображений аналогичная модель может быть построена в качестве вспомогательного средства для понимания функции или в качестве вспомогательного средства для изучения статистических данных.
Яркие примеры
[ редактировать ]Великая польская карта Шотландии считается крупнейшей моделью рельефа местности, построенной из кирпича и бетона на территории отеля недалеко от Пиблса , Шотландия . Его размеры 50 на 40 метров (160 × 130 футов). [11]
Рельефная карта Гватемалы в городе Гватемала такого же размера, как Большая польская карта Шотландии. Построен в 1904–05.
Однако объект в провинции Нинся, Китай, по адресу 38 ° 15'57 "N 105 ° 57'4" E / 38,26583 ° N 105,95111 ° E была обнаружена в 2006 году с помощью спутниковых снимков. Его размеры составляли 900 на 700 метров (3000 футов × 2300 футов), периметр составлял 3 километра (1,9 мили) и представляли собой крупномасштабную модель рельефа (1:500) Аксай-Чина , спорной территории между Китаем и Индией. [12]
См. также
[ редактировать ]- Цифровая модель рельефа
- Цифровая модель местности
- Гипсометрические оттенки
- Список китайских изобретений # R
- Музей планов-рельефов
- Participatory 3D modelling (P3DM)
- Триангулированная нерегулярная сеть
- Карл Веншоу (немецкая Arc.Ask3.Ru)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Нидхэм (1986), Том 3, 580–581.
- ^ Креспиньи (2007), 659.
- ^ Сивин (1995), III, 22.
- ^ Нидхэм (1986), Том 3, 579–580.
- ^ Перейти обратно: а б с Нидэм (1986), том 3, 580.
- ^ Нидхэм (1986), Том 3, 579
- ^ Перейти обратно: а б Нидэм (1986), том 3, 579.
- ^ Перейти обратно: а б «Термопластические рельефы» . Модели местности . Цюрих: Институт картографии и геоинформации, ETH Zurich . Проверено 16 сентября 2014 г.
- ^ Горовиц, Сет; Шульц, Питер (26 февраля 2014 г.). «Пространственная печать: использование 3D-печати цифровых моделей местности в науках о Земле, образовании и исследованиях» (PDF) . Журнал геонаучного образования . Том. 62, нет. 1. Национальная ассоциация преподавателей геонаук. стр. 138–145. ISSN 1089-9995 . Проверено 30 июля 2018 г.
- ^ Дугге, Юрньякоб; Дугге, Иоганн (28 апреля 2016 г.). «Метод создания рельефных карт рельефа на основе цифровых моделей рельефа» .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Брюс Гиттингс; Королевское шотландское географическое общество. «Польская карта Шотландии» . Справочник Шотландии . Редакторы The Gazetteer для Шотландии . Проверено 11 июля 2012 г.
- ^ «Китайский секретный материал все-таки не такой уж и загадочный» . Эпоха (Мельбурн) . 23 июля 2006 года . Проверено 26 июля 2012 г.
КенГрок (29 июня 2006 г.). «Китай – Хуанъянтань – Масштабная модель ландшафта?» . Productforums.google.com . Проверено 25 января 2019 г.
Хатчон, Стивен (14 августа 2006 г.). «Загадка китайской Зоны 51» . Сидней Морнинг Геральд . Проверено 25 января 2019 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- де Креспиньи, Рэйф . (2007). Биографический словарь от Поздней Хань до Трех Королевств (23–220 гг. Н.э.) . Лейден: Koninklijke Brill. ISBN 90-04-15605-4 .
- Эбри, Патрисия Бакли, Энн Уолтхолл, Джеймс Б. Пале (2006). Восточная Азия: культурная, социальная и политическая история . Бостон: Компания Houghton Mifflin. ISBN 0-618-13384-4 .
- Нидэм, Джозеф. (1986). Наука и цивилизация в Китае : Том 3, Математика и науки о небе и Земле . Тайбэй: Caves Books, Ltd.
- Сивин, Натан (1995). Наука в Древнем Китае: исследования и размышления . Брукфилд, Вермонт: VARIORUM, Ashgate Publishing.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Модели местности , веб-сайт Института картографии ETH Zurich.
- Библиотека Конгресса: география и карты — глобусы и модели местности
- Отчет отдела карт рельефа G-2-C штаба американских экспедиционных сил.
- Аллан МакКоллум: Проект пожертвования топографических моделей
- Как построить ландшафтную модель Конрада Вебера
- Participatory Avenues - веб-сайт, посвященный совместному изготовлению рельефных моделей в контексте совместного планирования, разработки и пропаганды.
- Добавление третьего измерения — статья (PDF, 744 КБ), в которой описываются способы создания карт, «эффективно представляющих третье измерение».
