Sa bàn và mô hình địa hình là những bản đồ ba chiều thu nhỏ: núi được đắp nổi, sông được khoét lõm, nhà cửa dựng thành khối. Chúng giúp người xem "thấy" ngay địa hình mà bản đồ phẳng chỉ thể hiện bằng đường đồng mức, nhờ đó hiểu nhanh hơn nước chảy về đâu, con đường vòng qua núi thế nào, khu đô thị mới nằm ở đâu so với khu cũ. Từ mô hình núi Alps thế kỷ 18 tới sa bàn dự án nhà ở ngày nay và "hộp cát thực tế tăng cường" trong lớp học, ý tưởng vẫn là một: đưa không gian lớn về tầm mắt và tầm tay.
Bài này kể lịch sử các mô hình địa hình nổi tiếng, cách chúng giúp hình dung, những mánh mà mô hình có thể đánh lừa người xem, và cách tự làm một mô hình nhỏ.
Vì sao mô hình ba chiều dễ hiểu hơn bản đồ
- Không phải giải mã ký hiệu. Bản đồ đường đồng mức đòi hỏi người đọc tự dựng núi trong đầu. Mô hình đã làm việc đó.
- Nhìn được từ nhiều góc. Đi vòng quanh mô hình là có được nhiều góc nhìn, giống như bay quanh khu vực.
- Có thể chạm. Người khiếm thị, trẻ nhỏ hiểu địa hình qua bàn tay.
- Nhiều người cùng xem. Một nhóm đứng quanh mô hình dễ thảo luận hơn chụm đầu vào một tờ bản đồ.
Nhưng mô hình cũng có nhược điểm: cồng kềnh, đắt, khó cập nhật, và rất dễ đánh lừa nếu tỉ lệ đứng bị phóng đại.
Những mô hình địa hình nổi tiếng
| Mô hình | Thời gian | Điểm đáng chú ý |
|---|---|---|
| Mô hình miền Trung Thuỵ Sĩ của Franz Ludwig Pfyffer | Khoảng 1762 – 1786 | Một trong những mô hình địa hình lớn sớm nhất còn lại, rộng hàng chục mét vuông, hiện trưng bày ở Lucerne. Pfyffer tự đo đạc nhiều vùng núi để làm |
| Các mô hình núi của Xaver Imfeld | Cuối thế kỷ 19 | Kỹ sư địa hình Thuỵ Sĩ làm nhiều mô hình núi Alps chính xác cao, như mô hình khối núi Matterhorn |
| Bộ mô hình thành phố "plans-reliefs" của Pháp | Từ năm 1668 | Vua Louis XIV cho làm mô hình các thành phố có tường luỹ ở tỉ lệ khoảng 1:600 để nghiên cứu phòng thủ. Nay là bảo tàng ở Paris, giá trị như tư liệu đô thị học |
| Panorama of the City of New York | 1964 | Mô hình toàn thành phố New York làm cho Hội chợ Thế giới, tỉ lệ 1:1200, với khoảng 895.000 công trình. Hiện ở Bảo tàng Queens |
| Mô hình quy hoạch Thượng Hải | Từ năm 2000 | Mô hình khổng lồ trung tâm thành phố đặt trong Trung tâm Triển lãm Quy hoạch Đô thị Thượng Hải, khách đi trên cầu kính nhìn xuống |
Sa bàn trong quy hoạch và bất động sản
Ở Việt Nam, hầu như mọi dự án khu đô thị, khu nghỉ dưỡng đều có sa bàn ở nhà mẫu: các toà nhà bằng nhựa trong, cây xanh tí hon, mặt nước bằng nhựa bóng, đèn chiếu sáng từng căn. Sa bàn quy hoạch cũng thường được trưng bày ở các triển lãm quy hoạch của tỉnh, thành phố để người dân góp ý.
Đọc sa bàn cho tỉnh táo
- Tìm tỉ lệ. Một sa bàn tỉ lệ 1:500 có nghĩa 1 cm là 5 m. Đo khoảng cách từ căn hộ tới trường học, chợ trên sa bàn rồi quy ra mét.
- Để ý những gì không có. Sa bàn dự án thường chỉ làm kỹ phần dự án, xung quanh để trắng hoặc làm sơ sài. Khu công nghiệp, đường cao tốc, nghĩa trang gần đó có thể không hiện.
- Cây xanh và mặt nước. Cây trên sa bàn là cây khi đã trưởng thành nhiều năm; mặt nước có thể là hồ cảnh quan nhỏ.
- Góc nhìn từ trên. Ta nhìn sa bàn như chim bay, còn ngoài đời ta đứng ở mặt đất. Cúi thấp ngang tầm sa bàn, nhìn từ vị trí căn nhà định mua, sẽ hình dung đúng hơn cảnh thật: toà nhà đối diện che bao nhiêu trời, nắng chiều rọi vào đâu.
Phóng đại chiều đứng: mánh hay bị bỏ quên
Trên mô hình địa hình một vùng rộng, nếu giữ đúng tỉ lệ chiều đứng bằng chiều ngang, núi sẽ trông thấp tè. Ví dụ, một vùng 50 km làm trên mô hình dài 1 mét (tỉ lệ 1:50.000), ngọn núi cao 1.000 m chỉ cao 2 cm. Vì vậy người làm mô hình thường phóng đại chiều đứng gấp 2 – 5 lần cho địa hình nổi rõ.
Điều này hữu ích nhưng dễ đánh lừa: người xem tưởng núi dốc hơn nhiều so với thực tế. Mô hình nghiêm túc luôn ghi rõ hệ số phóng đại. Nhiều bản đồ địa hình trên máy tính cũng có tuỳ chọn phóng đại chiều đứng, hãy để ý con số đó khi xem.
Hộp cát thực tế tăng cường
Khoảng năm 2012, các nhà nghiên cứu ở Đại học California, Davis phát triển "hộp cát thực tế tăng cường" (augmented reality sandbox): một thùng cát thật, phía trên đặt cảm biến đo độ sâu và máy chiếu. Khi người dùng vun cát thành đồi hay khoét thành hồ, máy chiếu lập tức vẽ lên cát màu theo độ cao và các đường đồng mức. Giơ tay lên cao, "mưa" ảo đổ xuống và chảy theo địa hình vừa đắp.
Thiết kế và phần mềm được công bố miễn phí, nên nhiều trường học, bảo tàng khoa học trên thế giới đã tự dựng. Đây là công cụ tuyệt vời để học sinh hiểu đường đồng mức: tự tay đắp một ngọn đồi và thấy ngay các vòng đường đồng mức xuất hiện, sít lại chỗ dốc, thưa ra chỗ thoải.
In 3D, laser quét và mô hình số
- Laser quét từ máy bay (LiDAR) đo độ cao mặt đất với sai số vài chục centimet, kể cả dưới tán rừng. Từ dữ liệu này, máy in 3D có thể in mô hình địa hình chi tiết.
- Mô hình số trên máy tính cho phép xoay, bay qua, thay đổi phóng đại chiều đứng tuỳ ý. Ứng dụng bản đồ trực tuyến có chế độ ba chiều là ví dụ quen thuộc.
- Bản đồ nổi cho người khiếm thị được in 3D hoặc ép nhựa, có ký hiệu chữ nổi, giúp họ hiểu khuôn viên trường, công viên, nhà ga.
Góc nhìn hôm nay: tự làm mô hình địa hình
- Mô hình bìa xếp lớp: in bản đồ đường đồng mức một ngọn núi quen (lấy từ ứng dụng bản đồ địa hình). Can mỗi đường lên một tấm bìa, cắt, xếp chồng. Nếu bìa dày 3 mm và khoảng cao đều 20 m, ở tỉ lệ ngang 1:25.000 bạn đang phóng đại chiều đứng khoảng gần 4 lần. Hãy tự tính.
- Mô hình cát ướt: trong một khay, đắp cát ướt thành địa hình, dùng que đánh dấu các mức cao bằng cách đổ nước dâng dần và vạch mép nước, đúng như định nghĩa đường đồng mức.
- Mô hình khu phố: dùng hộp diêm, vỏ hộp sữa làm nhà, giấy màu làm đường, dựng mô hình khu nhà mình theo tỉ lệ ước lượng. Cúi xuống ngang tầm "người đi bộ" để xem cảnh phố.
Câu hỏi thường gặp
Sa bàn là gì?
Sa bàn là mô hình ba chiều thu nhỏ của một khu vực, thể hiện địa hình, đường sá, nhà cửa. Ngày nay sa bàn được dùng nhiều trong quy hoạch đô thị, dự án bất động sản, giáo dục và bảo tàng.
Vì sao mô hình địa hình thường phóng đại chiều cao?
Vì ở tỉ lệ thu nhỏ của một vùng rộng, núi giữ đúng tỉ lệ sẽ trông rất thấp. Người làm mô hình phóng đại chiều đứng vài lần để địa hình nổi rõ, nhưng cần ghi rõ hệ số để người xem không tưởng núi dốc hơn thực tế.
Hộp cát thực tế tăng cường là gì?
Là thùng cát có cảm biến độ sâu và máy chiếu phía trên. Khi người dùng đắp cát, máy chiếu vẽ ngay màu độ cao và đường đồng mức lên cát, giúp học sinh hiểu bản đồ địa hình bằng tay.
Xem sa bàn dự án nhà ở cần chú ý gì?
Cần tìm tỉ lệ để quy đổi khoảng cách, để ý những gì xung quanh dự án bị làm sơ sài hoặc bỏ qua, nhớ rằng cây xanh là cây đã trưởng thành, và cúi ngang tầm sa bàn để hình dung cảnh nhìn từ mặt đất.
Mô hình thành phố lớn nhất thế giới ở đâu?
Một trong những mô hình nổi tiếng nhất là Panorama of the City of New York ở Bảo tàng Queens, làm năm 1964 với khoảng 895.000 công trình. Trung tâm Triển lãm Quy hoạch Đô thị Thượng Hải cũng có mô hình thành phố khổng lồ.