§ 4.10 Рельефные модели местности

Для чтения рельефа на картах необходимы знакомство со способами изображения и тренировка. Естественно возникает вопрос о целесообразности заменить плоскую карту рельефной - трехмерным объемным изображением земной поверхности (или поверхности другого небесного тела). Ранее рельефные модели местности выполнялись вручную; по горизонталям вырезались высотные слои из картона, начиная с низших, и последовательно наклеивались друг на друга. Модель либо оставляли ступенчатой, сохраняя и подчеркивая тем самым горизонтали, либо сглаживали ступени (стесывая ребра или заполняя уступы пластичной, твердеющей массой). Изготовление подобных моделей было медленным и обходилось дорого. В 40-50-х годах ступенчатые модели стали готовить механически на фрезеровальных пантографах - приборах для копирования при любом необходимом соотношении масштабов. При обводе каждой горизонтали карты шпилем пантографа его фреза (режущий инструмент) копирует путь шпиля, вырезая при этом высотные слои из листов пластика или картона, монтируемых в объемную модель, либо последовательно снимает высотные слои на заготовке для модели в виде блока из гипса, пластика или другого подходящего материала. В настоящее время вошли в употребление способы автоматического изготовления моделей по картам, переведенным в цифровую форму (см. § 4.3), фрезерованием по параллельным профилям или горизонталям либо непосредственно в результате обработки аэрофотоснимков.

По первичной модели нетрудно получить как копии прямую и обратную матрицы для размножения рельефных моделей штамповкой (давлением) листов пластичного, с необратимой деформацией материала, на которых предварительно отпечатано картографическое изображение. Но предпочитают размножать рельефные модели вакуумным способом, когда подогретый пластик прижимается к рельефной матрице, точнее, обтягивает ее в результате создания вакуума между матрицей и пластиком. Эта операция занимает доли минуты. Такие модели, часто называемые рельефными картами, легко наглядны и могут быть полезны не только для общего обзора местности, но и для решения практических задач по проектированию дорог, водохранилищ, ирригационных сетей и др. Однако они не устраняют и не заменяют обычных географических карт. Прежде всего рельефные модели менее удобны для пользования - их нельзя воспроизвести в книге, свернуть или сложить, как обычные карты. Производить измерения по ним труднее, чем на листе бумаги. К тому же как производный продукт они имеют меньшую точность, чем обычные карты.

Наконец, при всей своей эффективности рельефные модели не так натуральны, как это представляется на первый взгляд. Для того чтобы рельеф на модели был зрительно ощутим, необходимо, начиная с 1:25000 масштаба, преувеличение вертикального масштаба по сравнению с горизонтальным. Например, при одинаковых горизонтальном и вертикальном масштабах колебания высот на рельефной карте масштаба 1: 100 000 центральных районов европейской части СССР были бы менее 4 мм, а на многих листах не превышали бы 1 мм, т. е. оказались бы почти неощутимыми. Одинаковые масштабы на рельефных картах еще более мелких масштабов практически приводят к плоскому изображению. Поэтому неизбежно укрупнение вертикального масштаба в 2-5 раз для масштаба 1 : 100 000, в 3-10 раз - для масштаба 1 : 1 000 000 и еще больше для последующих, что вызывает соответствующее преувеличение крутизны скатов. Пользуясь такой моделью, можно прийти к неверным представлениям о формах земной поверхности. Например, изолированные горные вершины могут приобрести вид игл, сталагмитов. В подобных местах возможны разрывы картографического изображения. Частичным выходом из этих затруднений служит использование на различных высотных зонах переменного вертикального масштаба, соответственно увеличиваемого для низменных равнин и предгорий, а на многолистных картах - изменение вертикального масштаба по орографическим районам (Например, на листах рельефной карты Франции в масштабе 1:50 000 вертикальный масштаб в высокогорных районах соответствует горизонтальному, а в низкогорных и на равнинах увеличивается соответственно в 2 и 3 раза.).