地形模型设计

一、制作底盘底盘是用以承受地形模型的。

一般要将一张复制的底图裱贴在底盘上，粘贴材料可用稀虫胶溶液（比例∶10克虫胶溶于1升酒精）或一般胶水。

底盘材料的选择要视堆塑模型材料的轻重而定，可用木板、三夹板、纤维板、塑料板或马粪纸等，以力求兼顾坚固而又轻便为好。

用一层或数层马粪纸粘合制成的底盘最轻，但承重差，且不能在上面堆塑湿的材料。

塑料板也较轻，但若过薄则易变形。

模型的底盘应具有边框。

一般边框的高度以略高于地形最大垂直高度即可。

但模型四周断面要显示地质构造和地层的，边框就宜矮。

大型模型的底盘与边框应用活动螺丝来衔接，以便必要时拆卸。

需要显示地形模型某一剖面的地质构造特征时，可以将模型制成对接的2块乃至3块，相应的底盘也是2块或3块。

只是此时的底盘可做成双层套叠的，分底盘置于一块大的整底盘之中。

二、堆砌高度堆砌高度的目的是堆制出地形模型的骨架，完成地形模型高低起伏的总体态势。

堆砌高度的方法有以下几种：1.剖面法先将底图画成若干正方形方格，方格的密度视模型精度要求而疏密不同。

精度要求高的，方格密度要适当加大。

对划分方格的纵横线要编号。

然后，沿各纵横编号直线切制地形剖面，也将各剖面编号。

切制的地形割面可直接绘在厚纸板上，也可转绘或贴在层板、塑料板、泡沫塑料板上，然后用剪刀或切刀将厚纸板地形剖面剪、切下来；层板则用钢丝锯；塑料板与泡沫塑料板除钢丝锯外，用电烙铁或用5-8V电源加热的电炉丝进行分割也很方便。

最后，将各剖面按方格边长切出上下卡口，并依编号将它们卡接起来，用胶水粘在对应的底盘方格上，地形模型的骨架就作成了。

对于方格空隙的处理，可用泡沫塑料小碎块、粗锯末等填充。

填充材料也可混和适量的胶水或石膏浆以增加牢固程度。

2.分层叠堆法此法是选择厚度均一的板状材料，运用复写纸将底图的各级等高线及其相邻的较高一级等高线分别描在板状材料上，加以编号；再沿等高线切割下来，成为保留有相邻较高一级等高线的、边沿曲折的一块块模板。

最后，在底板所贴底图上，按编号由低到高，顺序将模板一层层分别对准下一层上画的等高线叠起来，每叠一层就用小钉钉固，或用胶水粘牢。

最后就成为等高线鲜明的叠堆地形模型。

叠堆法可以选用的材料很多。

一般可用层板、厚纸板（马粪纸）、塑料板、吹塑纸、薄泡沫塑料板、有机玻璃等。

不管用哪种材料，材料的厚度要与选用的垂直比例尺相配合。

例如1∶50000的垂直比例尺，等高间距为100米，选用厚度为2毫米的吹塑纸作模型是适合的。

但如等高间距不变，常难找到合适厚度的材料，这时最好的办法是使等高间距适合板状材料的厚度。

在设计底图时，先考虑板状材料的厚度，选择适当的等高间距描出底图。

例如，作为叠堆材料的有机玻璃板，如其厚度为5毫米，在制作垂直比例尺为1∶50000的地形模型时，底图的等高间距应为250米；在制作垂直比例尺为1∶800时，底图的等高间距应为4米。

有时板状材料厚度过小，也可以双层或多层作一个等高间距。

用吹塑纸制作叠堆模型，因材料厚度小，以制作大比例尺、地面起伏不大的地形模型为最佳。

吹塑纸颜色则以绿色为好。

吹塑纸也可以用来制造分层设色地形模型，只要选用的吹塑纸颜色与底图的分层设色相近就行了。

吹塑纸质软，用剪刀剪、刀子切都很方便，是指导中学生制作叠堆的地形模型的好材料。

用透明有机玻璃板制作叠堆地形模型成本最高，但它透明美观，布置一定的模底灯光后，看上去十分精彩，是展览、陈列中常用的一种地形模型。

有机玻璃的粘接可先将粘接面打磨光平，用毛笔蘸上氯仿涂在需接处，对接压紧即可。

在地球仪或曲面上叠堆地形模型时要用较柔软的材料，在堆砌高度不大时可用废牙膏皮叠堆。

分层叠堆法的一种变形是立柱法。

它是用立柱高低代替供叠堆的板状材料的厚度。

也就是说它可以用若干立柱（一般是木质的）粘立在底盘上，柱顶粘贴上锯、切开来的各等高线的模片，较好地解决等高间距大而板状材料厚度远不足的问题。

3.波纹皱纸法波纹皱纸法是按下面的步骤进行的：首先在厚纸板上按模型垂直比例计算出的底图各等高线的模上高度作为宽度，切成若干纸板带。

其次，将各不同宽度的纸板带按对应的等高线直立起来，沿等高线作相应的波状弯曲，并将它粘牢在底盘上。

制作顺序是先由最宽的纸板带即海拔最高的等高线入手，然后依次是较低的即较窄的纸板带。

最后在纸板带间填充入拌有胶水的泡沫塑料小碎块或粗锯末之类的质轻材料。

纸板弯曲后上部的形态有时与底部会不一致，可以用竹钉钉在紧贴纸板的转折部位加以解决。

波纹皱纸法对于地形变化比较简单，即等高线弯曲变化不复杂的地形模型是比较适用的，但对于等高线弯曲变化复杂的地形模型不宜用此法。

4.标钉法此法是堆砌模型高度最简便的方法，但不易准确。

操作步骤如下：首先，在底板上沿等高线钻上一些浅的小孔，不要钻穿底板。

小孔的分布以在等高线转折处为主，以便堆砌时更好体现分水岭和谷地。

其次，制作标钉。

标钉用削制竹钉或裁切铁丝来制作，依各等高线在模上高度，分别制作若干。

标钉长度大于各等高线模上高度，小于这个高度与底盘厚度之和。

并制作长度与等高线在模上高度相等的小竹筒一套（每个高程一个）。

第三步，将竹钉或铁钉套在小竹筒内，钉入底板小孔中，钉至与竹筒齐高为止。

第四步，从低的沟谷处入手，以标钉高度为准，参照底图地形，用纸浆、木屑等混和石膏或胶水制成的堆砌料进行堆塑。

最后完成地形模型的雏形。

纸浆的制备是把废纸在热水中泡2天，然后在锅中煮，边煮边搅拌，至纸浆成为糊状为止，然后滤干，混入少量明矾、石膏粉、水胶，使之均匀，具有塑性即可。

标钉法使用时，标钉的分布也可不沿等高线，而采用剖面法的方格交叉点上布钉。

或二者兼而有之，皆可。

5.雕塑法此法表现地形起伏最为细致。

手工雕塑地形模型运用的工具与材料同艺术家雕塑时运用的工具与材料有诸多相似之处。

材料以可塑性的和料为主，小型模型多用油泥、粘土等；大型模型则多用纸浆、锯末与石膏或胶水的和料。

粘土以瓷厂的陶土为佳。

小型模型的雕塑工具可以自制，这种工具一般叫做塑篦。

塑篦的形态很多，但基本的只4种：铲形、针形、钝舌形和尖舌形。

自制塑篦选用2年以上树枝2根，各长20厘米左右。

一根以小指粗细为宜，一端削成铲形，用以铲削塑性和料；一端削成尖的针形，用以在料上画线或雕深的峡谷。

另一根以铅笔粗细为宜，两端都削成舌形，只是其中一端钝一些，另一端尖一些，它们都用来雕塑宽窄不等的谷地或堆塑高地。

大型模型的雕塑工具可选用泥工用的工具。

雕塑的进行要重视水平方向和垂直方向两方面的控制。

水平的控制采用方格法，方格的控制，一种是在模型四周套一边框，边框上刻上等长刻度并加以编号，用一横尺（可附上刻有等高间距的小标尺）就可在模型上确定方格坐标。

另一种是在底盘上模型四周画上方格刻度，雕塑时依此刻度在和料上用尺画出方格。

有了方格就可在材料上划上河流线，一个方格一个方格地进行雕塑。

垂直方向即高度的控制也有两种方法：一种是用附在横尺上的标尺（标尺上有反向刻的高程）进行控制；另一种是用一根小竹片，上面刻上高程，边雕塑，边用它插入模底检查高度是否合适，此办法比较简便。

在塑性材料上打方格进行雕塑，一般先将方格内的材料堆到这一格内的最大高程，然后在方格内依方格法画出水网，再用塑篦从河谷最低处往上雕塑。

这种工作细致、进程慢，堆塑的材料如果是粘土，它很易干裂，因而应保湿。

保湿的办法是在每次工作间断时要用湿布搭在已塑好的模型上。

此外，粘土模型的雕塑，底盘要用遇湿不易变形的木板或玻璃板为好。

三、细塑地貌堆砌高度完成后，有的模型已不必细塑地貌，如用吹塑纸、有机玻璃等进行分层叠堆制作的模型。

有的只需用毛笔蘸水将模型刷光，略加修整即可，如粘土雕塑的模型。

但其余方法堆砌高度的模型，多有一个细塑地貌的过程。

剖面法堆砌的雏型要用韧性纸张或薄的布料粘盖，再以石膏浆或纸浆与胶水的混和物涂上一层，并用这些材料细塑地貌。

分层叠堆法和波纹皱纸法堆砌的雏型，要用填充材料填补阶梯间空隙，使之成一平滑坡面，然后用裁成小块的涂上清漆或虫胶溶液的纱布逐一贴上，然后涂上一层薄薄的石膏浆或纸浆与胶水的混和物。

也有先在阶梯状模型的雏型上贴上纱布，再在纱布上打孔，注入石蜡和干粘土粉以1∶1左右比例加热混和的填充料，冷却后模型表面即行硬化的作法。

细塑地貌时要注意用石膏浆或石膏纸浆混和物对阶地、海岸沙堤、小山丘等加以表现，对河流、溪沟、峡谷等要用小刀适当刻深，使地形底图上两等高线间不能表现的细节得以体现，这样才能使地形模型制作得维妙维肖。

要达此目的，制作者需要实地对制模区域进行野外观察，或室内根据航片等资料来进行。

四、着色、注字和整饰细塑后的模型有时还比较粗糙，要用细砂纸加以适当打磨。

如果以油漆着色，还要涂上一层立德粉；如果以广告颜料着色，则不必涂上立德粉。

高差大的地形模型的着色，仿照分层设色地形图进行。

着色应从最高的地方开始，逐步往下降低，这样可防止后着高处的颜色，常会染污低处已着的色。

采用油漆着色除要注意调和外，最好选用优质磁漆，它有利于增强模型光亮的程度。

磁漆的调和用松节油。

油漆易在模型上下流；上漆宜少量进行。

一般中学生用广告颜料着色最为方便，每层色上两遍，以增强覆盖力。

广告颜料着色的模型、待符号、注记填完后，上2～3遍透明清漆，模型也可以十分光亮美观。

对于大比例尺、高差小的模型，如校园模型、工程模型等的着色，以反映大地色彩的绿色为最好，不必分层设色。

着色后的地形模型，可以进行填绘地物符号的工作。

为了使地物填绘准确，可将打了孔的复制底图放在模型上，撒上白粉，然后按模型上白粉点填绘地物，就会准确定位了。

一般中、小比例尺模型，地物符号采用一般地图的符号。

色彩的应用，河流要用兰色，公路可用红色……。

大比例尺的地形模型采用立体符号来表示，也就是用石膏、吹塑纸、有机玻璃等制成建筑物、车辆等小模型，其比例可比地形模型比例尺大一些，将它们粘着在模型上。

大比例尺模型的草地，多用粗锯末染上绿色，然后粘附在模型上。

树木则用撕碎的海绵、泡沫塑料染上绿色来制作。

地型模型的注字也可仿照一般地图，书写的字迹要工整，最好用植字法，也可用打字经复印放大或缩小来解决。

模型上贴的植字，纸要薄而小，贴上后要涂上清漆，以增加底色的透明，又可保持牢固。

大型的展览模型可用吹塑纸、有机玻璃等制成艺术字，粘在模型上。

最后，还应对模型边框上漆，在模型一定部位制作出图例，写上作者姓名与制作的时间，模型才算最后完成。

为了保护模型，还可用玻璃或有机玻璃粘结成一个透明盖罩在模型上。

上述模型制作过程中所用的堆填材料，石膏要用熟石膏，新鲜的熟石膏与水的比例为3∶2，但贮存数月后，因吸收大气中的水汽，性能将大不一样，故应先少量试作一个样品，视情况改变配比；纸浆的堆填应注意在材料中加入明矾少量，以防虫蛀；纯粹的粘土收缩性大，易干裂，除了制作翻制模型，一般要加木屑与纤维性材料，以减少收缩与干裂；油泥可用石灰粉与熟桐油或清漆拌和，或干粘土粉与清漆拌和，大量填充用的油泥用湿粘土与少量植物油和胶水拌和来制作。