立体地図

立体地図、地形モデル、またはエンボス地図は、通常は地形を物理的な人工物として具体化した3 次元表現です。地形を表現する場合、垂直方向の寸法は通常 5 倍から 10 倍に誇張されます。これにより、地形の特徴を視覚的に認識しやすくなります。

秦の始皇帝の墓の発掘により司馬遷（紀元前145年頃 - 紀元前86年頃）の『史記』の記述が正しいと証明されれば、中国の秦王朝（紀元前221年 - 紀元前206年）以来、浮彫地図が存在していたことになる。ジョセフ・ニーダムは、漢王朝（紀元前202年 - 紀元後220年）の特定の陶器の蓋の装飾に人工の山が描かれており、それが浮彫地図に影響を与えた可能性があると示唆している。^[1]

漢代の将軍馬遠は、紀元32年に稲で作った模型で谷と山の立体地図を作成した。^{[2]このような稲の模型は}、唐代（618–907）の著者姜芳の『築山論』 （845年頃）で詳しく説明されている。帝国のすべての州を表し、 0.93 m ² ( 10 ft ² )の巨大なジグソーパズルのように組み立てられた木製の立体地図は、劉宋代（ 420–479）の謝荘（421–466）によって発明された。

沈括（1031-1095）は、おがくず、木材、蜜蝋、小麦粉の糊を使って浮き彫りの地図を作成した。^{[3] [4]}彼の木製の模型は宋の神宗皇帝を喜ばせ、後に皇帝は辺境地域を統治するすべての知事に同様の木製の地図を作成し、首都に送って文書館に保管するように命じた。^[5]

1130年、黄尚は木製の浮き彫り地図を作成した。これは後に新儒教の哲学者朱熹の注目を集め、朱熹はそれを手に入れようとしたが、代わりに粘着性のある粘土と木で独自の地図を作成した。^[5]この地図は蝶番でつながれた8つの木片で作られており、折りたたんで一人で持ち運ぶことができた。^[5]

その後、イブン・バットゥータ（1304年 - 1377年）はジブラルタルを訪れた際に立体地図を作成した。^[6]

ジョン・エヴリン（1620-1706）は、 1665年に王立協会の哲学論文で、自然を模倣した蝋人形と浅浮き彫りの地図はフランス発祥のまったく新しいものだと信じていました。 ^{[7]後世の学者の中には、最初の浮き彫りの地図はポール・ドックスによるものだと考える者もいます。ドックスは1510年に}クフシュタインの地域を浮き彫りの地図に描いています^。[7]

立体地図を作成する方法はいくつかあります。それぞれの方法には、精度、価格、作成の容易さに関して長所と短所があります。

地形図を基に、地図上の等高線に沿って、シート状の材料から層状に連続的に切り取ることができます。これらを積み重ねて、地形の大まかな近似値を得ることができます。この方法は、建築模型のベースとしてよく使用され、通常は垂直方向の誇張なしで行われます。地形の模型の場合は、積み重ねた部分に材料を詰めて滑らかにします。この模型はそのまま使用することもできますが、耐久性を高めるために型を作ることもできます。この型を使用して石膏模型を製作することができます。

コンピュータ数値制御（CNC）によるマスターモデルの加工と、これを使用した真空成形による複製の作製を組み合わせることで、立体地図を迅速に大量生産することができます。1947年にワシントンDCの陸軍地図サービスによって発明された真空成形技術では、真空成形されたプラスチックシートと熱を使用して、これらの地図の生産速度を高めています。真空成形プラスチック地図を作成するには、まず、デジタル地形モデルを使用して、コンピュータ誘導フライス盤で樹脂またはその他の材料で作られたマスターモデルを作成します。次に、マスター型と耐熱性および耐圧性材料を使用して複製型を鋳造します。複製型には、後で真空で空気を除去できるように細かい穴が開けられます。次に、プラスチックシートを型に当てて気密性を保ち、ヒーターをプラスチックの上に約10秒間置きます。次に、真空を適用して残りの空気を除去します。プラスチックを冷ました後、取り外すと地形が完成します。このステップの後、作成されたベースにカラーマップを重ねたり印刷したりして、よりリアルに仕上げることができます。^[8]

真空成型プラスチック地図には多くの長所と短所がある。迅速に製造できるため、戦争や災害時に有利となる。しかし、モデル全体の特定のポイントの精度は変化する可能性がある。最初に型に接触したポイントは最も正確であるが、最後に型に接触したポイントは膨らんでわずかに歪む可能性がある。また、この特定の構築方法の有効性は、表現する地形によって異なる。高山地帯や市街地のような鋭角な地形を表現するのには適していない。^[8]

普及が進んでいるもう 1 つの方法は、3D プリントの使用です。この技術の急速な発展に伴い、その使用はますます経済的になっています。3D プリンターを使用して立体地図を作成するには、デジタル標高モデル(DEM) を 3D コンピューター モデルにレンダリングし、それを 3D プリンターに送信します。ほとんどの消費者向け 3D プリンターは、プラスチックを層ごとに押し出して 3D オブジェクトを作成します。ただし、商業用および専門用の地図が必要な場合は、より高性能なプリンターを使用できます。これらの 3D プリンターは、粉末、樹脂、さらには金属を組み合わせて、高品質のモデルを作成します。モデルを作成した後、色を追加してさまざまな土地被覆特性を示し、そのエリアのよりリアルなビューを提供できます。3D プリント モデルを使用する利点には、技術と DEM がより普及しているため見つけやすく、一般的な地形図よりも理解しやすいことなどがあります。^[9]

デジタル標高モデル(DEM)を使ってペーパークラフトの立体地図を作成する方法は、他の多くの方法に比べて低コストです。この方法では、DEM を不規則三角形網(TIN) に変換し、TIN を展開し、展開した TIN を紙に印刷し、印刷物を物理的な 3D モデルに組み立てます。^[10]この方法を使用すると、特殊な機器や大規模なトレーニングを必要とせずに立体地図を作成できます。結果として得られる地図のリアルさと精度は、レイヤースタッキングモデルと同等です。ただし、最終的な地図の品質は、使用する TIN の特性によって大きく異なります。

適切な数学関数、特に特定の種類の統計表示の場合、関数の理解を補助するため、または統計データの調査を補助するために、同様のモデルを構築できます。

ポーランドのスコットランド大地図は、スコットランドのピーブルズ近郊のホテルの敷地内にレンガとコンクリートで作られた、最大の地形レリーフモデルであると言われています。その大きさは50×40メートル（160フィート×130フィート）です。^[11]

グアテマラシティにあるグアテマラの立体地図は、ポーランドの大スコットランド地図とほぼ同じ大きさです。1904年から1905年にかけて作成されました。

しかし、 2006年に衛星画像を使用して、中国寧夏省の38°15′57″N 105°57′4″E / 38.26583°N 105.95111°E / 38.26583; 105.95111の場所が発見されました。その場所は900×700メートル（3,000フィート×2,300フィート）の大きさで、周囲は3キロメートル（1.9マイル）で、中国とインドの間で係争中の領土であるアクサイチンの大規模なレリーフモデル（1:500）のようでした。^[12]

• デジタル標高モデル
• デジタル地形モデル
• 光学的色合い
• 中国の発明一覧#R
• プランス・レリーフ博物館
• 参加型 3D モデリング (P3DM)
• 三角形の不規則ネットワーク
• カール・ヴェンショウ (ドイツ語版 Wikipedia)

• de Crespigny, Rafe . (2007). 『後漢から三国志（紀元23-220年）の人物辞典』 ライデン: ロイヤル・ブリル社. ISBN 90-04-15605-4 . 
• エブリー、パトリシア・バックリー、アン・ウォルソール、ジェームズ・B・パレ（2006年）。『東アジア：文化、社会、政治史』ボストン：ホートン・ミフリン社。ISBN 0-618-13384-4。 
• ニーダム、ジョセフ。(1986) 『中国の科学と文明：第3巻、数学と天地の科学』台北：Caves Books、Ltd.
• シヴィン、ネイサン（1995年）。『古代中国の科学：研究と考察』ブルックフィールド、バーモント州：VARIORUM、アッシュゲート出版。

ウィキメディア・コモンズには、地図のレリーフに関連するメディアがあります。

• 地形モデル、 ETH チューリッヒ地図学研究所のウェブサイト
• 米国議会図書館: 地理と地図 - 地球儀と地形モデル
• アメリカ遠征軍総司令部地形図部 G-2-C の報告書
• アラン・マッカラム: 地形モデル寄贈プロジェクト
• Konrad Weber によるランドスケープ モデルの作り方
• 参加型アベニューは、参加型の計画、開発、および擁護活動の一環として、参加型のレリーフモデルの製造に特化したウェブサイトです。
• 「3 次元の追加」は、「3 次元を効果的に表現する」マップを作成する方法について説明した記事 (PDF 744 KB) です。